近日,由贵阳两名同学发明的辣椒病变智能监测与处理系统,在中国科学技术协会、中国宋庆龄基金会共同主办的第十九届中国宋庆龄少年儿童发明奖大赛上斩获了国赛银奖。
陈正译、陈雅馨同学和指导老师王燕芳合影(由左到右)
灵感源于生活 科创赋能农业
该项发明是陈雅馨、陈正译同学就读贵阳七中九年级时创作的。说起发明灵感,陈雅馨同学告诉记者,2023年1月,她和家人到贵安新区的一处辣椒基地探望家人,吃饭时被当地辣椒的独特味道所吸引。然而,这种辣椒味道虽好,但经常感染疾病,产量低。
陈雅馨了解到,贵州辣椒种类多、种植面积大、出口量最大,但由于地貌影响,辣椒的种植地潮湿、光照条件差,导致疾病多发,且病征隐藏较深,例如辣椒干枯病、辣椒软腐病、辣椒病毒病。
回到学校后,陈雅馨和同班同学陈正译交流如何及时发现并解决辣椒幼苗生长期间的病变问题时,发明的种子便在彼此心中埋下。他们查资料、学理论,并向物理老师王燕芳寻求帮助。王燕芳听说二人的想法后,并没有直接给出答案,而是引导他们“找到问题根源,才能找到解决方法”。
实践出真相 用行动说话
带着疑惑,陈雅馨、陈正译查阅了大量文献,走访椒农收集辣椒病素材。“椒农们主要采用人工观察病变、喷洒农药治疗的方式,人工成本高,防治不够及时。”陈雅馨表示,他们计划通过设计一套机器智能监测辣椒病变、处理病变的系统,实现辣椒种植防治一体化。
讨论、设计作品掠影
确定思路后,他们首先要解决的是搭建模型。这时,王燕芳开始启发学生解决软、硬件方面的问题。 “用什么设备监测?”——摄像头、“药物喷洒需要什么设备?”——合适功率的水泵、“用什么监测植物生长环境的温湿度?”——传感器……经近百次实验测试,2023年12月,他们终于设计出第一版模型。
第一版“基于机器学习的辣椒病变防治系统”
通过系统,可以对植物图像进行深度识别、监测与分析,服务端结合现有辣椒疾病,基于数据库给出治疗方案,并自动喷洒药物。陈雅馨、陈正译同学将它命名为——辣椒病变智能监测与处理系统。
调试监测系统中
该系统使辣椒种植监测更加迅速、分析更加精确,既能解决椒农的所急所需所盼,还能让他们用得起、懂操作。“充分运用互联网技术是本作品的亮点之一,操作者即便身处异地,也能第一时间掌握、处理辣椒情况。”陈正译同学介绍道,项目按照1:1硬件投入辣椒种植中,可以提高种植产量,降低各项成本,增加农业收入。
教与学相结合 做学术引路人
据了解,第十九届中国宋庆龄少年儿童发明奖大赛吸引了全国32个省(直辖市、自治区)及马来西亚的4万余名青少年参赛,3.9万余件作品参评,参赛规模创历届新高。经评审,“辣椒病变智能监测与处理系统”最终斩获国赛初中组银奖,实属不易。
王燕芳指导学生构建系统
谈及学生的表现,指导王燕芳满是欣慰,在她看来,作品的成功绝非偶然。日常教学中,王燕芳经常引导学生用物理思维观察身边事物,用物理知识解决生活实际问题,科创的种子早已在学生心中埋下。“指导不是包办,一定要引导学生把解决不了的大问题,分解为具体的小问题,让他们独立思考、积累经验,在实践中锻炼和成长。”王燕芳表示,希望每个孩子都能在贵阳七中这片教育沃土中向上生长,闪耀属于自己的光芒。
系统设计理念及运行详解
如今,陈雅馨、陈正译同学虽在不同的高中学校学习,但他们仍保持联系,互相约定以这次比赛的经验为指导,继续勤学苦干、努力学习,“顶峰”再见。
参赛合影