沿著科創(chuàng)的小徑，走向生活的曠野

喝水、擼貓、人臉識(shí)別……在生活中進(jìn)行這些動(dòng)作時(shí)，我們幾乎不假思索。但如果我們多想一想：這瓶水是怎么生產(chǎn)出來(lái)的，是如何送到我手上的？我怎么才能享受擼貓的快樂，而不用煩惱小動(dòng)物便便的臭味？人臉識(shí)別的背后，我到底讓渡了自己的哪些權(quán)益？越往下想，就越會(huì)冒出無(wú)窮無(wú)盡的問題。

走進(jìn)杭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校的科技創(chuàng)新學(xué)院，同學(xué)們把對(duì)日常生活的好奇和觀察，化作了實(shí)實(shí)在在的科創(chuàng)作品。即便很多作品仍在試驗(yàn)階段，不能投入應(yīng)用，但已足夠讓人驚喜和期待。在動(dòng)手實(shí)踐、參加比賽之后，大家收獲了各種“寶藏”，有具體的科學(xué)知識(shí)，有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S，有熱血的團(tuán)隊(duì)精神，有對(duì)生活越發(fā)深刻和獨(dú)到的理解?？茖W(xué)就在我們身邊，我們都能用自己微小的力量，走向生活的曠野。

喵星人的太空艙

介紹人：陸恒一

團(tuán)隊(duì)成員的家中飼養(yǎng)了寵物，而寵物的排泄物處理讓人十分頭疼：不僅味道難聞，如果處理不當(dāng)，還容易滋生病菌。市場(chǎng)上的貓砂盆功能單一，基本沒有除臭殺菌功能，而有這種功能的產(chǎn)品又非常昂貴。我們決定自己動(dòng)手，便有了這款除臭效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于生產(chǎn)的貓砂盆。

這款貓砂盆分為兩部分，底盆用于放置貓砂和鐵基催化劑，上面的蓋子里裝著凈化裝置。它的運(yùn)作原理是：空氣被風(fēng)機(jī)從外部抽到高壓電極反應(yīng)器內(nèi)，通過變壓器在電極兩端施加高電壓，高電壓會(huì)擊穿空氣，空氣變?yōu)殡x子態(tài)轉(zhuǎn)化成各種活性氧自由基（氧離子、臭氧離子、羥基離子等），再被風(fēng)機(jī)送到艙內(nèi)，通過各種催化劑，快速與糞便所散發(fā)的臭氣進(jìn)行反應(yīng)。最后，反應(yīng)完的氣體被送出艙外。我們讓不同品種的喵星人體驗(yàn)了該產(chǎn)品，使用后皆無(wú)明顯臭味，更重要的是，用戶在使用過程中情緒良好，親測(cè)好評(píng)哦！

標(biāo)準(zhǔn)化

介紹人：胡譯允 張?jiān)S悅

什么是“標(biāo)準(zhǔn)化”？拿起面包，你會(huì)發(fā)現(xiàn)面包背面的標(biāo)簽上寫著“GB/T ×××××—××××”，GB是“國(guó)標(biāo)”（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）兩個(gè)字的拼音首字母。要想面包能吃、健康，背后少不了標(biāo)準(zhǔn)的支撐。而所謂的“標(biāo)準(zhǔn)”，不是說面包無(wú)毒無(wú)害、柔軟、好吃就夠了，這樣的表述主觀且無(wú)法證實(shí)，所以要規(guī)定面包的規(guī)格、感官指標(biāo)（如色澤、表面狀態(tài)、氣味）、衛(wèi)生指標(biāo)（如雜質(zhì)、重金屬含量、細(xì)菌指標(biāo)）等，以可量化、可測(cè)量、可證實(shí)的數(shù)據(jù)來(lái)規(guī)范一件產(chǎn)品的質(zhì)量。生活中，無(wú)論是瓶裝水、鍋碗、文具，還是虛擬的網(wǎng)絡(luò)信息，都需要標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和監(jiān)管，換句話說，標(biāo)準(zhǔn)化在為我們的生活“兜底”。

我們編寫過不同產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。在編寫車載兒童防滯留系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，我們采用了超聲波技術(shù)，讓汽車具備發(fā)出超聲波探測(cè)車內(nèi)是否有移動(dòng)生物的能力，并通過數(shù)據(jù)顯示超聲波信號(hào)，當(dāng)它在探測(cè)到兒童的時(shí)候就能發(fā)出警報(bào)。在今年的全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化競(jìng)賽中，我們編寫了關(guān)于人工智能倫理實(shí)踐的標(biāo)準(zhǔn)。平時(shí)我們?cè)谑褂蒙缃幻襟w時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)AI盜用的情況。其實(shí)在用戶協(xié)議上有相關(guān)說明，但我們?cè)诤炞滞鈺r(shí)很難注意到。因此我們制定了一個(gè)合約須知（contract reminder），協(xié)議里涉及AI 創(chuàng)作的內(nèi)容必須用最大字號(hào)標(biāo)出，并放在醒目的位置。

鳥類智能識(shí)別望遠(yuǎn)鏡

介紹人：侯煜航

我是一名鳥類愛好者，經(jīng)常去西溪濕地當(dāng)志愿者。2022年，攝影愛好者在西溪濕地發(fā)現(xiàn)了珍稀鳥類朱鹮的身影，讓我深受觸動(dòng)。我希望自己可以為識(shí)別鳥類、保護(hù)鳥類做一些力所能及的事。我的作品由望遠(yuǎn)鏡、攝像頭、便攜主機(jī)和顯示屏組成。它可以用望遠(yuǎn)鏡和攝像頭采集遠(yuǎn)處鳥類的圖像，經(jīng)過計(jì)算機(jī)分析之后，在顯示屏上顯示鳥類的名稱。這聽上去好像很簡(jiǎn)單，實(shí)際上要對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不斷進(jìn)行訓(xùn)練，才能讓計(jì)算機(jī)從海量的鳥類信息中迅速識(shí)別出準(zhǔn)確的鳥類。與現(xiàn)有的一些識(shí)別植物的軟件不同，為了更好地識(shí)別鳥類，我將望遠(yuǎn)鏡和其他電子設(shè)備進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，這是我所認(rèn)為的創(chuàng)新點(diǎn)所在。在制作過程中，我也遇到了不少難題，比如怎么把攝像頭和望遠(yuǎn)鏡穩(wěn)定地安裝起來(lái)，最后我用3D打印連接件完美地解決了問題。目前鳥類智能識(shí)別望遠(yuǎn)鏡還處于試驗(yàn)階段，只能識(shí)別我購(gòu)買的一些鳥類模型。我期待將它帶到戶外的那天，用我自己設(shè)計(jì)的“眼睛”，“捕捉”每一只獨(dú)一無(wú)二的鳥兒。

未來(lái)之城

介紹人：王家瑞

2023—2024 全國(guó)“未來(lái)之城”展評(píng)的主題是“‘電’亮未來(lái)”，讓我們這些未來(lái)的工程師設(shè)計(jì)一座 100 年以后全部用電能驅(qū)動(dòng)的城市。在動(dòng)手建造之前，我們前往杭州城市建設(shè)規(guī)劃館學(xué)習(xí)，搜索文獻(xiàn)資料，了解更專業(yè)、更前沿的城市規(guī)劃理念。我們組的建設(shè)靈感源于上海陸家嘴，將高新科技產(chǎn)業(yè)和商業(yè)作為城市的主要產(chǎn)業(yè)，以保障城市的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，考慮到未來(lái)化學(xué)能源短缺的問題，我們用核能、太陽(yáng)能和潮汐能作為清潔電力能源。作為一座包容開放的城市，我們?cè)O(shè)計(jì)了“建議小窗”，市民可以通過“建議小窗”提出對(duì)城市建設(shè)的意見和建議，游客也可以通過“建議小窗”獲得這座城市的相關(guān)信息。

Q：你是從什么時(shí)候開始對(duì)科學(xué)感興趣的？有過什么天馬行空的想法或者動(dòng)手實(shí)踐的成果？

潘董暢：小時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)科學(xué)能夠解釋世界上發(fā)生的很多事情，這很奇妙。上初中后，我一直關(guān)注前沿科技的發(fā)展，尤其是量子領(lǐng)域。我們學(xué)的是經(jīng)典物理學(xué)，而量子力學(xué)則為我們打開了一個(gè)全新的局面。當(dāng)我們徹底打開了微觀世界的大門后，它能帶來(lái)哪些新奇的應(yīng)用？怎樣服務(wù)于我們的社會(huì)發(fā)展？這是我好奇和忍不住去想象的。

胡譯允：我曾看過特斯拉蛋的復(fù)制品，一個(gè)雞蛋狀的銅塊可以在交流電的磁場(chǎng)中不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，最終立起來(lái)。在此之前，我看到各種物體的運(yùn)動(dòng)，都會(huì)覺得這是理所當(dāng)然的事，根本不會(huì)去想它到底是怎么動(dòng)起來(lái)的，是什么力讓它動(dòng)起來(lái)的，但看到特斯拉蛋的那一刻，我突然意識(shí)到科學(xué)真有趣?？茖W(xué)家們一直在關(guān)心事物背后的原理，而不僅僅是專注于事物本身。

Q：你覺得科學(xué)與生活有怎樣的關(guān)系？

馬昱寧：我們家養(yǎng)魚，但對(duì)我的身高來(lái)說，魚缸放得過高。初中學(xué)習(xí)了科學(xué)后，我發(fā)現(xiàn)利用虹吸效應(yīng)可以輕松地給魚缸換水。原來(lái)，課堂上學(xué)到的知識(shí)，可以應(yīng)用到日常生活中。盡管科技在很多時(shí)候不能完全取代一些東西，但它可以降低人們做一些事的門檻，比如無(wú)人機(jī)。最早的航拍，攝影師需要坐在直升機(jī)里從上往下拍，現(xiàn)在我們買一架無(wú)人機(jī)，像我這樣的高中生就可以玩航拍，甚至拍一部電影。

胡譯允：我覺得科學(xué)可以給我們提供最優(yōu)選擇。比如化學(xué)課上我們學(xué)了酯化反應(yīng)，酸和醇可以反應(yīng)生成酯，這就給我們做菜帶來(lái)一些啟示。如果你做菜時(shí)放了醋（乙酸），又放了一些酒（醇類），那就會(huì)產(chǎn)生酯，而酯類是有香味的。所以科學(xué)為我們的生活帶來(lái)了“香味”，讓我們知道醋和酒一起放會(huì)讓菜變得那么香。宏觀來(lái)講，我覺得學(xué)習(xí)科學(xué)是一個(gè)不斷修正自己對(duì)世界的認(rèn)識(shí)的過程，而學(xué)習(xí)科學(xué)本身又是一個(gè)探索的過程，一方面能培養(yǎng)我們的科學(xué)精神，另一方面讓我們擁有更強(qiáng)大的內(nèi)心，在碰到問題時(shí)不會(huì)害怕。

Q：做科創(chuàng)作品時(shí)，你有什么印象深刻的事？

王家瑞：在參賽的前幾天，我們還沒有完成模型的整裝，于是大家倒班去完善模型的各種細(xì)節(jié)。我記得有一條道路的顏色，由于倒班所產(chǎn)生的信息差問題，團(tuán)隊(duì)成員在沒有告知我的情況下把路面涂成了黃色，我為此非常生氣和無(wú)奈，也由此感受到團(tuán)隊(duì)合作時(shí)信息流通的重要性。

潘董暢：設(shè)計(jì)“未來(lái)之城”時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，一座城市的設(shè)計(jì)并非突出了某些單個(gè)的先進(jìn)技術(shù)，而應(yīng)該呈現(xiàn)一個(gè)有機(jī)的整體。所以我們對(duì)城市的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行了一個(gè)較大的改動(dòng)，比如將量子電池、太陽(yáng)能發(fā)電、核能發(fā)電結(jié)合起來(lái)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)成本的平衡。

Q：科創(chuàng)經(jīng)歷對(duì)你產(chǎn)生了怎樣的影響？你看待生活的視角有什么變化嗎？

陳沁瀾：當(dāng)看到我們制作的除臭貓砂盆成功解決了困擾許多養(yǎng)貓家庭的異味問題，許多科技公司都對(duì)這款貓砂盆表現(xiàn)出濃厚的興趣時(shí)，我意識(shí)到科學(xué)不是一堆冷冰冰的數(shù)據(jù)和公式，有了創(chuàng)新點(diǎn)，它就能夠轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品，滿足人們的實(shí)際需求。這讓我更加熱愛科學(xué)，也堅(jiān)定了在科技創(chuàng)新道路上繼續(xù)前行的決心。

胡譯允：標(biāo)準(zhǔn)化讓我從定性思維轉(zhuǎn)變成定量思維。比如我拿到一瓶水，這瓶水怎樣算“能喝”呢？我肯定不會(huì)每次去嘗，而是根據(jù)它的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷。我們總說某樣產(chǎn)品好、某個(gè)事物好，但具體好在哪里，怎樣判斷一個(gè)事物的好壞，編制標(biāo)準(zhǔn)后，我有了清晰的認(rèn)知。

王梓昀：標(biāo)準(zhǔn)化涉及生活的方方面面，這“迫使”我們對(duì)科技的各個(gè)領(lǐng)域都要有所涉獵。像這次比賽的主題是編寫人工智能倫理實(shí)踐的標(biāo)準(zhǔn)，此前我們還編寫過小型生命受控生態(tài)系統(tǒng)、車載兒童防滯留系統(tǒng)等標(biāo)準(zhǔn)。這些經(jīng)歷也帶我們邁上了通向未知領(lǐng)域大門的臺(tái)階。以車載兒童防滯留系統(tǒng)為例，我們編寫標(biāo)準(zhǔn)之后才發(fā)現(xiàn)，市面上的一些產(chǎn)品存在缺陷，進(jìn)而思考應(yīng)采取怎樣的措施來(lái)彌補(bǔ)這些缺陷。