3月27日—29日，第45屆北京市青少年科技創(chuàng)新大賽落下帷幕。

北京市大興區(qū)第二中學(xué)劉羿梵、薛武飏、賈浩燃三位同學(xué)憑借作品《人工水池智能監(jiān)測清潔機器人》，從全市數(shù)千個項目中脫穎而出，一舉奪得大賽金獎，并榮獲北京工業(yè)大學(xué)青少年科技創(chuàng)新獎。指導(dǎo)老師：郭宇、姜楠。

榮耀背后，是三個月里數(shù)十次方案推翻、無數(shù)個深夜調(diào)試、三次從零開始的迭代……今天，我們帶你走進這個“硬核”團隊的故事。

第一部分：榮耀時刻

3月27日—29日，第45屆北京市青少年科技創(chuàng)新大賽現(xiàn)場，北京市大興區(qū)第二中學(xué)三位同學(xué)的作品《人工水池智能監(jiān)測清潔機器人》吸引了眾多評委駐足。經(jīng)過現(xiàn)場答辯、實物演示、專家問辯等多個環(huán)節(jié)，最終同時斬獲：

大賽金獎（全市僅不到10%項目獲此殊榮）

北京工業(yè)大學(xué)青少年科技創(chuàng)新獎（專項獎，表彰具有突出工程實踐價值的項目）

這是大興二中近年來在市級科創(chuàng)賽事中取得的最好成績之一。

第二部分：這個機器人能做什么？

學(xué)校航模訓(xùn)練的人工水池，常年出現(xiàn)水體發(fā)綠、異味、藻類滋生等問題。三位同學(xué)走訪了大興區(qū)多個社區(qū)后發(fā)現(xiàn)，這并非個例——79%的受訪者對水池水質(zhì)感到不適，60%的水池出現(xiàn)水質(zhì)惡化、刺鼻氣味、大量藻類積存。

于是，他們決定做一款真正智能的水池清潔機器人。

最終作品《人工水池智能監(jiān)測清潔機器人》實現(xiàn)了：

實時水質(zhì)監(jiān)測：

溫度、pH值、渾濁度、溶解性物質(zhì)含量，四側(cè)傳感器全域移動監(jiān)測

精準藥劑投放：

三種藥劑（粉劑×2 + 液體×1），根據(jù)實時數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整投放量，誤差≤5%

物理清潔：

底部機器人自主移動，清潔水面、水中、水底不同高度懸浮物

雙模式控制：

自動觸發(fā) + 手機遠程遙控

安全預(yù)警：

藥劑投放期間及投放后15分鐘持續(xù)報警，避免人員誤觸

清潔效率較人工提升66.7%，核心部件成本控制在800元以內(nèi)——這是他們的答案。

第三部分：攻堅克難——那些不分晝夜的日子

以下基于三位同學(xué)研究日志的真實記錄

場景一：三次推倒重來，“小白”的誕生并不容易

最早的設(shè)計方案（小白1.0）：參考了掃地機器人的思路——固定基站+移動清潔機器人。但測試后發(fā)現(xiàn)：固定基站會導(dǎo)致水域藥物濃度不均，機器人鏈接事故頻發(fā)，藥物混合排放存在安全隱患。

推倒重來。

小白2.0：將監(jiān)測、藥品投放和清潔裝置分開，讓底部小車帶動上部浮動。但布局上仍有大量不合理之處。

清潔機器人-“小白”3.0：

第一層：信息處理層（單片機、傳感器、電機控制）

第二層：化學(xué)藥物存放層（兩種粉劑+一種液體）

第三層：漂浮控制檢測層（高密度海綿保證漂浮，四側(cè)水質(zhì)傳感器實時監(jiān)測）

研究日志里寫著：“10月8日—10日，設(shè)計結(jié)構(gòu)草圖……”但少有人知道，那三天里，三個人畫了十幾版草圖，老師陪著他們一張張推敲，直到很晚才敲定最終方案。

場景二：那個通宵——代碼調(diào)試到凌晨三點

大賽前兩周，自主避障算法突然出現(xiàn)嚴重bug：機器人在靠近岸邊時總是減速不及時，存在碰撞風(fēng)險。

薛武飏盯著屏幕逐行排查代碼，劉羿梵在水池邊一遍遍跑測試，賈浩燃在旁邊記錄數(shù)據(jù)、標記異常點。

從晚上7點開始，一次、兩次、十次、二十次……

晚上8點，還是不行。

晚上9點，他們發(fā)現(xiàn)是某個超聲波傳感器的閾值與主控板通信頻率沖突。

晚上10點，修改后的代碼第一次成功讓機器人在距離岸線50cm處平穩(wěn)減速、轉(zhuǎn)向。

研究日志里只有簡簡單單一句：“10月25日—26日 對作品進行測試”。這背后是師生們堅持不懈的調(diào)試與努力。

場景三：防水測試失敗后的五天四夜

距離區(qū)賽只剩不到一周時，一次整機防水測試中密封艙意外進水，主板短路。那一刻，三個人都沉默了。

但沉默只持續(xù)了半分鐘。劉羿梵第一個開口：“拆，重新弄?！彼麄兎止ず献鳎阂蝗饲謇黼娐钒?，一人重新密封艙體，一人檢查其他模塊是否有二次損傷。連續(xù)兩天，三名同學(xué)在科技教室奮戰(zhàn)到深夜。第五天，機器人重新下水，所有功能正常運轉(zhuǎn)。

場景四：日志里的“倔強”

翻開研究日志，有這樣幾行字：

“10月16日—22日 利用3D打印件和機器人配件進行組裝”

“10月23日—24日 設(shè)計并制作清潔機器人底部承重泡沫”

文字平淡如水，但背后是：底部清潔機器人重4.5KG，上部浮力必須精確計算。他們選擇了直徑50cm、高5cm的泡沫板，測算浮力9公斤，安全承重6公斤——每一個數(shù)字都經(jīng)過反復(fù)實測，不是查資料得來的。

第四部分：師者說 & 少年說

老師的話：

“這三個孩子有一個共同點——遇到問題從不抱怨，而是立刻想‘怎么解決’。方案1.0失敗的時候，我以為他們會沮喪很久，結(jié)果第二天上午，他們就已經(jīng)畫出了2.0的草圖。”“最讓我們感動的是防水測試失敗那次。換作很多孩子可能就放棄了，但他們沒有。看到他們?nèi)齻€人分工明確、互相打氣，我就知道，不管比賽結(jié)果如何，他們已經(jīng)贏了?！?/p>

劉羿梵：

“失敗不可怕，可怕的是不知道為什么失敗。我們每失敗一次，就離成功更近一步?！?/p>

薛武飏：

“最想感謝的是我的兩個隊友。沒有他們，我一個人絕對撐不下來?！?/p>

賈浩燃：

“比賽結(jié)束了，但我們的研究不會停。下一個版本，我們要把視頻識別準確率提上去，讓機器人更聰明?！?/p>

結(jié)尾：致每一個正在追光的你

從9月發(fā)現(xiàn)問題，到10月完成樣機，再到3月站上市賽領(lǐng)獎臺——三個月，90天，三次迭代，無數(shù)個深夜。

劉羿梵、薛武飏、賈浩燃用行動告訴我們：

創(chuàng)新不是靈光一現(xiàn)，而是推倒重來的勇氣；堅持不是口號，而是深夜科技教室里不滅的燈光。祝賀北京市大興區(qū)第二中學(xué)三位同學(xué)，感謝郭宇、姜楠兩位老師的陪伴與指導(dǎo)。也希望更多同學(xué)以此為榜樣，勇敢邁出科創(chuàng)的第一步，下一個站上領(lǐng)獎臺的，可能就是你。