乘科技之翅 圓強國之夢——第六屆全國青少年人工智能創新挑戰賽決賽紀實
根據季節變換更新的社區智能售貨機、城市圖書(shu) 館裝置、玉米田害蟲防範係統……8月17日至19日,“給夢想插上科技的翅膀”第六屆全國青少年人工智能創新挑戰賽決(jue) 賽暨少年科學院科技實踐展示交流大會(hui) ,在江蘇南通舉(ju) 行。
別看這是一群青少年的“頭腦風暴”,涉及領域及技能,卻堪比成人同類賽事。
第六屆全國青少年人工智能創新挑戰賽決(jue) 賽,由團中央少年部、中國科學院計算技術研究所、中國計算機學會(hui) 、中國科學院軟件研究所、中國人工智能學會(hui) 指導,中國少年兒(er) 童發展服務中心、團江蘇省委、南通市委、南通市人民政府聯合主辦。
此次大賽在智能機器人應用、智能程序及算法設計、智能芯片及開源硬件、人工智能技術綜合創新四大方向,設置14個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 賽道,經過線上線下選拔賽選拔,共有來自全國31個(ge) 省(區、市)和港澳台地區的5萬(wan) 餘(yu) 名青少年參加,5000多名青少年入圍全國決(jue) 賽,近3000名青少年現場展開競技角逐。
科學也可以很接地氣
來自澳門粵華中學的戴守正注意到,作為(wei) 全球主要糧食作物的玉米,在種植中經常遇到蟲害困擾。他曆經幾個(ge) 月,研製出玉米田害蟲防範係統。
“我的設計理念就是減少糧食生產(chan) 時的損失,加快糧食供應速度,解決(jue) 全球糧食短缺問題,推廣聯合國17項永續發展目標中的零饑餓……”在這些遠大理想激勵之下,戴守正設計完成的兩(liang) 個(ge) 小栗方機器人模型,可以利用語音識別控製,通過掃描二維碼存儲(chu) 並回傳(chuan) 數據,自動判斷昆蟲類型,預警害蟲情況並通過超聲波加濕器噴灑農(nong) 藥,達到除蟲的目的。
為(wei) 什麽(me) 會(hui) 選用農(nong) 藥除蟲?
戴守正的解釋是,基因改造技術在科技不發達國家並不成熟,農(nong) 民無法負擔轉基因種子,生物農(nong) 藥除蟲是這一情況下性價(jia) 比較高的選擇。
戴守正的科技創新探索,在仰望星空的同時,更注重腳踏實地。他不僅(jin) 關(guan) 注到全球糧食短缺的問題,在研製自己的裝置過程中,還盡可能考慮到使用者的便捷可操作性。
在此次大賽中,像他一樣,將先進科學技術運用到日常生活中的接地氣的項目並不少。
來自廣東(dong) 省博羅縣橫河鎮羅浮泰學小學五年級的劉維清、羅子皓、陳泓嘉,曾多次參加惠州市教育局和科技館舉(ju) 辦的無人機、機器人等科技競賽,並獲得過一、二、三等獎。
這一次,他們(men) 帶來的項目是大豆智能噴灌水肥一體(ti) 化種植技術。
按照比賽要求,決(jue) 賽前他們(men) 需要提供相關(guan) 研究的小論文並現場答辯。為(wei) 了完成這一“考試”,前期他們(men) 可沒少下功夫。
智能灌溉儲(chu) 水器、酵素發酵、田地實踐……在學校科學教師的指導和幫助下,他們(men) 花了大半年時間準備這次答辯。
“我們(men) 的項目通過三畝(mu) 田地進行大豆智能噴灌水肥一體(ti) 化種植技術探索實驗,采用了從(cong) 野生植物中發酵提取的高級酵素替代農(nong) 藥化肥添加劑作為(wei) 肥料,並在傳(chuan) 統人力噴灌中結合人工智能噴灌技術(管道定時噴灌,無人機噴灌),從(cong) 而提高了種植的生態化和未來可複製化的探索。”比賽現場,在向大家介紹項目時,他們(men) 還特意打開帶來的酵素樣品展示。
來自上海市平涼路第三小學的李宥澤、唐山市裕華道第一小學的王浩鑫、上海市福山路福山外國語小學的塗靖彬發現,城市圖書(shu) 館存在喧嘩吵鬧、資源浪費和書(shu) 籍檢索等方麵問題,這讓他們(men) 開啟了“拯救圖書(shu) 館之旅”。
他們(men) 在比賽中設計製作了包含聲音提醒、書(shu) 友尋求幫助等功能的城市圖書(shu) 館智能裝置模型。盡管在有限的時間內(nei) 完成這一係列操作對還處在小學四五年級的他們(men) 來說是個(ge) 挑戰,甚至提交作品時出現了一些小失誤,但這並沒有影響大賽經驗豐(feng) 富的小選手們(men) 現場答辯,他們(men) 甚至還想到了將這一裝置量產(chan) 。
齊心協力變奇思妙想為(wei) 現實
從(cong) 三年級開始學編程的王博承,已經接觸了很多不同的編程軟件。比賽前一天,來自上海向明初級中學的王博承、廣州外國語學校的吳宛鴻、貴州省務川縣城關(guan) 中學的嚴(yan) 鬆林,經過隨機抽簽組成了參賽隊。
“戰隊”是現場隨機組成的,參賽題目也是大賽現場給的,參賽選手要進行創意、設計和編程製作,並形成參賽作品。
王博承所在的小組,要完成的是一款“智能售貨機”。
“這可不同於(yu) 目前市麵上的售貨機。”王博承告訴中青報·中青網記者,他們(men) 設計的“智能售貨機”,可隨溫度、季節變化進行自動薦貨和換貨。“通過加裝紅外避障器和溫度傳(chuan) 感器並進行編程設計,這款‘智能售貨機’可以在不同季節,為(wei) 顧客自動推薦適宜的產(chan) 品。”
“開始也有想法不一致的時候。”王博承介紹,拿到題目後,3個(ge) 人都有自己的創意想法,經過一番“頭腦風暴”,最終大家一致同意按照其中一名同學的提議,完成“智能售貨機”模型的設計製作。
王博承覺得,前期的分歧、討論,很好地拉近了小組成員之間的關(guan) 係,並且讓大家意識到每個(ge) 成員想法的重要性,團隊作戰,要重視每個(ge) 成員的提議。
在太空電梯項目組,經過一個(ge) 多小時,來自蘇州中學的寧可和學弟唐仲添就完成了50%-60%的進度。
“遇到了一點小挫折。”在等待測試間隙,寧可說,自己今年高三了,學校已經開學了,專(zhuan) 門請假來參加比賽。“搞這些科技項目也是我們(men) 倆(lia) 的興(xing) 趣。”她坦言,前期了解這個(ge) 項目、找材料搭建、學習(xi) 編碼,會(hui) 花費不少時間,完成整個(ge) 過程,還是挺考驗人的。
盡管這已不是兩(liang) 人第一次合作參加類似比賽,此前他們(men) 合作也曾獲得省級一等獎,但為(wei) 了讓當天比賽更加順利,前一天,他們(men) 依然調試到很晚。
兩(liang) 人分工明確,寧可負責3D建模,唐仲添負責寫(xie) 代碼,兩(liang) 人一起調試。
寧可注意到,黨(dang) 的二十大報告明確指出:“教育、科技、人才是全麵建設社會(hui) 主義(yi) 現代化國家的基礎性、戰略性支撐。”她覺得,此次比賽很好地將三者融入進去,提到人才時,她有些害羞,“自誇一點,我也是人才,過來參加這一帶有教育性質的科技比賽,感到挺榮幸”。
激發孩子們(men) 的好奇心、想象力、探求欲
綜合創新專(zhuan) 項賽是今年新增的項目,特點是不局限於(yu) 特定器材和專(zhuan) 業(ye) 編程技能,希望參賽者能夠運用了解到的人工智能的相關(guan) 知識、技能,並結合身邊的具體(ti) 問題、難題,提出具有自己創意的解決(jue) 方案。
大賽評審、中國科協“做中學”科學教育改革實驗項目教學中心(東(dong) 南大學)副主任、江蘇省教育學會(hui) 小學科學教學專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 副理事長周建中表示,大賽鼓勵孩子們(men) 能夠動動手,利用一些小設備、開源硬件等方式解決(jue) 實際問題。
針對綜合創新專(zhuan) 項賽,他表示,“主要是考察孩子們(men) 的好奇心、想象力和探求欲,這正是國家科學教育特別強調的”。周建中進一步解釋,人工智能的活動有很多奇特、很吸引孩子的現象,但真正能夠具備能力去研究人工智能,本身還需要數學和計算機科學基礎,但是(孩子們(men) )有了想法、有了興(xing) 趣和好奇心,就可以展開暢想、構思,利用學到的知識力所能及地解決(jue) 一個(ge) 小點,不斷往前走,就會(hui) 慢慢投身到人工智能的應用、研究發展當中去。“因此,綜合創新專(zhuan) 項賽,更多考察點在於(yu) 問題怎麽(me) 來、創意怎麽(me) 形成。”
讓周建中印象深刻的是,有從(cong) 北京來的孩子,將目光聚焦在熊貓館。
原來,通過調研觀察,參賽選手發現熊貓吃得多、排便也多,便提出如何幫助熊貓養(yang) 護員處理糞便,並將糞便用作肥料,種植竹子。
也有孩子將ChatGPT運用到設計自己的學習(xi) 規劃。雖然這一技術超出了小學生的認知範圍,但是他們(men) 能夠將這一技術與(yu) 自己的學習(xi) 結合起來、有效運用,這也讓周建中眼前一亮。
在他看來,從(cong) 青少年獨特的視角提出的解決(jue) 問題的方式,可以和成人賽場中成熟的知識、技能、工具相結合,或許可以很快促進特定產(chan) 業(ye) 、特定領域相關(guan) 成熟產(chan) 品的出現。
羊炳奇是廣東(dong) 省博羅縣橫河鎮羅浮泰學小學科學教師,從(cong) 日常指導到線下參賽,他一路陪伴學生走向全國賽場。
他所在的學校專(zhuan) 門開辟生態農(nong) 田,供教師帶領學生們(men) 進行勞動科學實踐,大半年以來,羊炳奇看到孩子們(men) 勤勤懇懇,全程跟著教師下田、觀察每一個(ge) 環節,“包括用無人機拍攝整個(ge) 農(nong) 田的情況,項目匯總……這些他們(men) 都做得很好”。
作為(wei) 一名一線指導教師,他認為(wei) ,要培養(yang) 孩子動手和動腦相結合,而且一定要落地。“要從(cong) 興(xing) 趣去激發,促其自發自動對科技的高熱情、濃興(xing) 趣。”同時,他認為(wei) 教師的引領性十分重要,“教師要不斷提升再提升,隻有自己有一桶水,才能給孩子一瓢水”。
“前段時間習(xi) 近平總書(shu) 記在江蘇視察,指出江蘇要在科技創新方麵走在前列,這也是我們(men) 貫徹落實習(xi) 近平總書(shu) 記指示要求的一項內(nei) 容。”中國少年兒(er) 童發展服務中心黨(dang) 委委員、紀委書(shu) 記閆述軍(jun) 介紹,大賽選擇在南通舉(ju) 辦,也因為(wei) 南通有開展少年科學院的基礎,有很好的科技發展環境,可以示範引領和帶動全國少年科學院活動。
中青報·中青網記者 杜沂蒙 來源:中國青年報
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