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弘雅小学姚骏辰 9岁申请国家专利 发明“可识别

更新时间:2023-04-29 22:00点击:

2023年03月08日  宝安日报  版次:A16  记者 刘正金 通讯员 李雅凡 张梓亭/文 记者 陈影/图

弘雅小学姚骏辰 9岁申请国家专利 发明“可识别手语背心”.jpg

姚骏辰现场演示可识别手语的显示背心。

我国听障人群,已经接近3000万人。如何帮助他们解决日常生活中与正常人沟通时存在的表达不便、语义不明、沟通费时等问题?

弘雅小学9岁男生姚骏辰经过8个月研究,发明了一款“可识别手语的显示背心”,在“第二十届广东省少年儿童发明奖”评选中,荣获人工智能(编程)作品全省一等奖。

不仅如此,他还把该项发明的整个制作过程整理成小论文,即将在杂志发表,并申请了国家知识产权专利。

这款背心,可识别上百手语

一款背心,竟可识别手语并显示相应文字。昨日下午,记者前往弘雅小学,采访了其发明者——三(2)班姚骏辰同学。

姚骏辰应邀进行了现场演示,只见他先后做出对不起、你好吗等手语动作,其穿戴的黑色显示背心的胸前显示屏上,便先后显示出对应的汉语文字,播放器亦同步播报与汉语文字对应的语音……

该款显示背心究竟有多神奇?又是通过哪些软硬件来实现的呢?姚骏辰打开笔记本电脑,一边操作PPT,一边娓娓道来。

原来,该背心集手语识别、文字显示、语音播放、可穿戴于一体。其中,智能摄像头用于识别手语动作;柔性点阵屏幕用于显示文字;语音播放器,可播放与手语对应词库的语音;用针线将摄像头、喇叭、屏幕、语音播放器、充电宝、主控等缝在背心上,便实现可穿戴。

去年,该项发明荣获广东省少年儿童发明奖人工智能作品赛深圳选拔赛小学组一等奖,并由深圳市科技创新服务促进会推荐,参加由广东发明协会、广东教育学会、广东省知识产权研究会共同主办的第二十届广东省少年儿童发明奖评选活动,从5000余件参赛作品中脱颖而出,并出色完成由业内专家出任评审的作品答辩,成功揽获一等奖。

“参加第二十届广东省少年儿童发明奖评选活动时,我发明的这款可识别手语的显示背心,还只能识别手语语库中你好、对不起、再见、谢谢、不客气等15个常用短语,一次最多只能显示4个汉字,且只能用于听障人士向正常人表情达意的单向沟通。”姚骏辰介绍,“根据深圳市学生创客节专家评委的建议,我对作品进行了迭代升级,如今可识别手语语库中常用短语100个、短句10句,且一次最多可以显示8个汉字,同时实现听障人士与正常人之间的双向沟通。”

不断优化,作品已五次迭代

每一项发明都有一个艰辛的过程,姚骏辰刚获广东省少年儿童发明奖一等奖的“可识别手语的显示背心”也不例外。

基于助力听障人士与正常人便捷有效沟通的初衷,设计制作一款可识别手语机器的念头,在姚骏辰的心中油然而生。经过与学校科创辅导老师的交流碰撞,如何帮助正常人识别听障人士所表达的意思、如何更便捷地显示播放出来、怎样才不会给穿戴的人造成麻烦、如何供电充电,成为该项小发明主要解决的四大问题。

发明过程中,他不停摸索、不断优化——

最初,长约30厘米高约10厘米的显示屏,嵌在木板之内,以求稳固。如此一来,整件作品便显得非常笨重,且不宜穿戴。为此,他尝试将木板改为亚克力板,虽有所改善,但效果仍不理想。有一天晚上,受滴滴代驾司机专用马甲的启发,姚骏辰决定改用柔性屏,问题迎刃而解。

为方便沟通、交流,在此基础上,姚骏辰又编写完成了手语词库中涉及方位、辈分、职位、性别、服饰、家具、厨具、食品、昆虫、植物等的指令,不断提升手语可识别功能。如今,该背心可识别手语语库迅速扩容,达到100个短语,而且还增加了你是什么地方的人、请问怎么走、这个多少钱、你身体好吗等10个常用手语短句。

不仅如此,他还在背心上加装了语音播放器。同时,采纳专家评委意见,结合自身在学校科创教育活动中经常接触的掌控板的功能,在背心上加装了掌控板,可成功识别正常人的语音,自动转换为文字并在屏上同步显示。

“‘可识别手语的显示背心’小发明,始于2年级下学期初。在一年半的时间里,我先后进行了5次迭代升级。”姚骏辰表示,目前,他正着重解决手语语库已升级而识别能力有待进一步提升、将正常人语音转换为文字显示后倘若听障人士不识字该如何沟通等问题,不断优化并积极备战国家级科创赛事。

科创意识,在童年深深扎根

小小年纪、小发明,大创新、揽获大奖。家校共育,成为姚骏辰同学赛场制胜的关键因素。

“骏辰性格内敛,但学习自律。”姚骏辰妈妈接受采访时介绍,“弘雅小学科创教育,在他幼小的心田成功种下科创的种子。”

为增强学生的实践创新能力,弘雅小学定期组织开展多种形式的科技创新与体验活动,通过“鸡蛋撞地球”、科技活动进校园、科技强国梦、体验工业科技等主题实践,启迪学生的科学思维,并在丰富的体验中激发学生爱科学、学科学、用科学的热情。

同时,该校也开设了计算机、编程等兴趣课程。“骏辰自小学一年级开始接触编程,便非常沉迷。”姚骏辰妈妈介绍,鉴于孩子对编程的浓厚兴趣,身为父母,自然鼓励并支持孩子,先后报名参加了Scratch、Python、C++等编程课程的在线学习,每周至少4个小时。

在姚骏辰驰骋科创赛道的过程中,学校辅导老师经常点拨、指导和帮助。姚骏辰妈妈说,在“可识别手语的显示背心”的发明过程中,骏辰多次向辅导老师取经,共同掀起头脑风暴,老师的科学建议,为该项发明不断迭代升级提供了无穷助力。同时,姚骏辰在将发明整个制作过程整理成小论文,以及申请国家知识产权专利时,学校多次给予优化、完善意见。

凭借自身的专注学习实践,加上家校共育持续助力,姚骏辰势如破竹,一路斩获教育部白名单赛事:少年硅谷——全国青少年人工智能教育成果展示大赛广东省选拔赛一等奖、全国总决赛二等奖;第五届全国青少年人工智能创新挑战赛编程创作与信息学专项奖二等奖;算法编程设计专项赛暨世界机器人大赛选拔赛广东省一等奖;全国青少年电子信息智能创新大赛图形化编程挑战赛三等奖等奖项。

记者手记

科技滋养童年,创新筑梦未来

“骏辰制作的‘可识别手语的显示背心’,荣获广东省少年儿童发明奖一等奖,真得好好感谢学校。”姚骏辰妈妈接受采访时,再三请求记者借助本报“感谢弘雅小学,成功将科创的种子,种进骏辰的童年。”

好奇心是人的天性,兴趣则是最好的老师。记者在多年来的采访中欣喜地发现,宝安教育系统高度重视科创教育;对科学兴趣的引导和培养,诸多学校坚持从娃娃抓起,通过特色的课程和丰富的体验活动,充分激发中小学生对科创的好奇心和求知欲,同时帮助他们更多了解科学知识,掌握科学方法,培养科学素养、创新精神和实践能力。

更难能可贵的是,“科技滋养童年,创新筑梦未来”已成为家校的共识;广搭平台,家校共育,成功营造爱科学、学科学、用科学的氛围;小发明获大奖,乃至获得国家专利,在宝安中小学生中屡见不鲜。科技创新后备人才的脱颖而出,既是教育之幸,更成国家之福!

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