锄禾日当午,科技解农苦,槟城钟灵独中电子创意学会的陈绎全、陈昱轩(已转学)和黄柔薰,因同情农民的辛苦劳作,萌生了用科技帮助农业的想法。
他们通过构思、设计、组装及加工,成功制造出一款自动种植机器人——Plantbot。这款机器人能挖土、播种、浇水和覆土,具备遥控及全自动功能,未来还将配备AI摄像头以提升精准度。
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陈绎全和陈昱轩16岁,黄柔薰年仅14岁,却凭着对农业的关怀和对科技的热情,展现出非凡的创造力。
陈绎全:减轻农民负担
陈绎全接受本报记者专访时说,Plantbot灵感源自于学校施工时工人们顶着烈日种植花草的辛苦场景。
他想到农民长期面对的艰苦劳动和现代年轻人对农业的冷漠态度,导致农业缺乏劳动力。虽然移工填补了部分空缺,但长远来看,这并非可持续的解决方案。粮食供应问题可能因此恶化,甚至引发饥荒。
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于是,他与团队成员陈昱轩和黄柔薰开始研发Plantbot,希望减轻农民的负担,并为解决粮食问题尽一份力。
最初的Plantbot只是一个小型模型车,团队逐步为其添加功能,历经一年半时间和800多令吉成本,终于研发成功。
零件靠3D打印与采购完成
研发过程中,他们遇到最大的技术难题是ESP32模块串行通信端口不足,无法同时处理与Arduino Mega及GPS模块的通信问题。
最终,他们通过优化代码库解决了这一瓶颈,同时对硬件和软件的集成有了更深入的理解。
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Plantbot搭载6个直流电机、3个伺服电机、12个传感器模块及2个微控制器,并集成了物联网(IoT)功能,能够实时监测GPS定位及农田温湿度信息,即使在没有WiFi的环境下也能工作。
黄柔薰说,Plantbot的零件主要通过3D打印和采购完成。
实地测试优化功能
Plantbot的大电池支持约3小时连续作业,可种植约360棵植物。
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团队在自家后院进行了为期3个月的种植实验,测试辣椒种子的生长效果,得出植物间隔25厘米是最佳配置的结论。这些实验成果证明了Plantbot的实用性。
此外,配备AI摄像头也是他们的目标之一,以提高种植精准度,为农民提供更高效的解决方案。
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尽管Plantbot目前还未达到申请专利的阶段,他们计划进行更多实地测试,确保设备的稳定性和实用性,并进一步优化功能。
国内外比赛获佳绩
Plantbot的创意和功能在国内外比赛中为钟灵独中赢得5金1银的佳绩。
这项比赛包括国内的2024年Vitrox T4G挑战赛(冠军)、2024年STEM创新展(冠军)、马来西亚中华总商会全国中学科技创新比赛(银奖)、青年创新挑战赛(州级金奖;全国第6名);国际的2024年世界青年STEM创新发明比赛(金奖)及2024年世界可持续发展目标挑战赛(金奖)。
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陈绎全说,每次比赛都帮助团队发现作品的不足,从而不断改进。他们仔细分析评审的反馈,提升作品质量,同时也在这个过程中成长。
吴维城:通过课程考试提升能力
钟灵独中校长吴维城说,学校于2014年开始推广STEM教育,并成立电子创意学会(Creative Electronic Club)。
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他指出,这学会由家长、顾问团和校方共同推动,家长群中的科技专业人士为学生提供资源和指导,形成了一个完善的创客生态。
他说,学会从一间小课室起步,逐步发展为拥有完整设备的“创客空间”,接待了许多国内外学校的访问,展现了锺灵独中在科技教育上的独特成果。
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“学会通过阶段性课程及考试机制,确保学生能够系统化地提升能力。其作品屡获奖项,包括设计防洪警报器和统一时间的电子时钟等,这些作品不仅解决了校内问题,也体现了科技为社会服务的理念。”
江如松:需具备思考实践能力
教练江如松说,学会旨在培养解决问题的创客(Maker),而非发明家。
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他强调,学生需要具备思考与实践能力,才能从“操作员”成长为工程师或领导者。家长和环境对学生的影响也至关重要。
“通过学会的项目,学生学会利用工程学技巧解决实际问题,例如设计机器人供应互联网、检测河流堵塞状况等。”
他认为,这种以问题为导向的教育模式不仅能提高学生的科技能力,还能为社会带来实质性改变。
翁超瑀:推出组合考试奖励徽章方式
电子创意学会顾问老师翁超瑀说,学会以鼓励性质,推出组合考试奖励徽章方式,让学生“升Level”。
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他说,每个学生需要通过考试完成不同课程或技能的内容,当通关后就会被奖励一枚徽章。
“这样方式可以让学生更积极地想要达成所有任务,以收集所有的徽章。”
他也说,顾问老师在学会中的角色,除了负责带队外出比赛,也充当学生、教练和校方的“桥梁”,学生或教练需要什么,他就转达给校方。
他认为,加入学会的学生都拥有对科学的热忱,因作品不是一天就可做完,而是一直做研究,直到成功为止。
钟灵独中通过Plantbot项目展现了科技教育的潜力和创意学会的成果。
陈绎全、黄柔薰和陈昱轩的努力不仅体现了年轻一代对农业和科技的关怀,也为农业现代化和社会问题的解决带来了启示。
通过科技创新,这些学生正在为一个更美好、更高效的未来铺路。
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