【优秀作品分享】上海市中小学生科创实践活动

学校：上海市民办尚德实验学校   

学生：沈孜晨  吴韵伊

指导老师：卜红萍

创作背景：许多没有子女陪伴的老人，随着年龄增长，对居家生活环境的感觉会变得不敏感和迟钝，需要健康舒适的环境和安全方面的守护，同时也需要情感陪伴。我们希望用这次活动学习到的Arduino板、传感器和行空板制作一个老年人智能陪伴和守护系统，这在老龄化社会是一个极大的未满足需求。

作品介绍：老年人智能陪伴和守护系统，能够监测环境舒适度和安全，给老年人语音提示和预警，同时也有语音交互，起到情感陪伴作用。作品的创新之处在于，将跌倒、就医等重大安全方面的需求，放在了老人陪伴系统功能实现的首位，同时利用行空板实现和老人聊天反馈以及对话互动，给到老人情感上的陪伴。

学校：上海市第一师范学校附属小学 

学生：胡裕程  胡煜权

指导老师：李小东

创作背景：劳动播种希望、收获果实；劳动磨练意志、锻炼自己。我们要从小树立劳动光荣的理念，自己的事自己做，他人的事帮着做，公益的事争着做。我们想通过这个作品鼓励同学们从小树立劳动意识，同时也体验到劳动带来的快乐和收获。

作品介绍：作品总体设计，引入了多样化的传感器与通信模块组件，通过AI视觉模块对不同颜色的劳动币进行识别，赋予不同的积分计数；通过目标积分的达成来自动控制“储蓄精灵”储币箱门的开关。作品同时设计了一个自动锁止和解锁装置，当累计计算金额达到目标后，程序会控制舵机自动打开舱门，另外当你在储蓄过程中和达成目标时会展现不同的画面。为了使交互性更强和具备关键操作的提示性，作品还引入了数字蜂鸣器，在劳动币识别成功、达成目标开门时会播放不同的音乐，在投币时，也会有提示音出现。为了让整个装置的使用可以闭环，作品还设计了Reset按钮，当按下时，可自动锁门，清空积分，恢复到原始状态。

学校：上海市徐汇区汇师小学

学生：熊思嘉  丁梓轩

指导老师：林佳妮

创作背景：现在有许多人都喜欢在家里养几盆花草，但是，大部分人白天上班晚上加班，孩子要上学，老人也有可能不在家，这些植物就没有人照顾了，一不注意就可能会枯萎。于是，我们设计制作了一台可以自动守护、照顾盆栽的机器，让我们的身边充满生机勃勃的绿色。

作品介绍：作品主要作用是对盆栽的自动和智能守护。它会针对气温，湿度，光照和小动物靠近等各类情况，自动做出相关的反应。作品设计上，通过 Arduino 硬件来控制整个逻辑，利用连接的各个传感器来检测植物的生存环境，并使用断路器、输出设备等来调整环境。假如温度太高，它就会用启动电风扇为盆栽送风散热；假如空气太干燥，它会启动加湿器喷雾增湿；如果阳光太强烈，它还会使用舵机旋转遮阳板，以免盆栽灼伤；当检测到小动物靠近时，它会持续发出声光警报，驱离小动物以免盆栽受到伤害。

学校：上海市杨浦区平凉路第三小学

学生：邓棋允  王瑜妤

指导老师：倪莉英

创作背景：老师说“艺术来源于生活又高于生活”，可我们觉得艺术馆里的艺术品很难看明白，也记不住。我们希望这些艺术品可以成为智能艺术品，帮助我们理解它，甚至还可以让那些作品变得更加生动，和我们一起互动，这样我们就会更加有兴趣去深层面地认识这幅画和领会画家所要表达的意图。

作品介绍：作者将意大利印象派画家贾科莫巴拉的作品《被拴住狗的动态》与科技结合，让画作智能化。在功能设计上，作品通过人体热释电红外传感器感应是否有参观者，震动传感器感应人是否在运动，离线语音合成模块播放画作信息和各种提示音，舵机带动扭扭棒做出小狗运动效果，LED灯闪烁，实现小狗眨眼睛动态展示。当有参观者观看时，画作会介绍自己；没有参观者或者参观者没有兴趣，画作会待机；当参观者有兴趣互动时，画作可以与参观者互动，增加参观者对作品的理解和观看体验。

学校：上海市浦明师范学校附属小学

学生：唐坤仪  姜乐山

指导老师：赵逸炜

创作背景：宠物品种越来越多，人们对于宠物的关注度也越来越高。但是，随着工作压力和生活节奏的加快，人们经常无法给自己的猫咪提供足够的精力和时间。这时，自动喂食机就成为了解决问题的好方法。因此，我制作了这款猫咪自动喂食机，旨在为广大猫咪主人提供便利，保证猫咪的饮食健康。

作品介绍：该猫咪自动喂食机主要由二哈识图与红外感应、手机app和定时装置三个部分组成。其中，二哈识图与红外感应是实现自动喂食和提供饮水的核心部件，手机app是实现远程喂食的核心部件，定时装置是实现定时喂食的核心部件。三个部分之间相互配合，使得猫咪能够在主人不在家的情况下自动喂食和喝水，而主人也可以随时掌握猫咪的用餐情况。

学校：上海师范大学附属杨浦滨江实验小学

学生：时习  李诗涵

指导老师：杨慧玲

创作背景：近年来老年人人口比重不断上升，城市老龄化程度愈发明显，考虑到老年人的记忆力比较差，身体感觉会有一点迟钝等因素，所以我们想设计一款居家护老小精灵，为的就是提高老人的生活质量，提高生活安全系数。

作品介绍：作品设计选用人体红外传感器、气体传感器、温湿度传感器以及设置定时提醒功能。人体红外传感器放置在家门口附近，当老人走到门口时，感应器会感应到，这时语音合成模块就会发出出门带好钥匙的语音提醒。当家中有煤气泄露时，气体传感器会感应到并提示老人及时关煤气；当天气变冷时，温湿度传感器能感应到气温的变化，语音合成模块就会发出提醒老人加衣服，注意保暖的语音提醒。另外还设置了一天三次的吃药提醒，避免老人忘记吃药。老人的耳朵听力也大多不太好，因此我设置了声音传感器，当有人敲门时，语音合成模块便会发出语音提醒。

学校:上海市实验学校附属东滩学校

学生：黄依茹  严一箎

指导老师：肖磊

创作背景：作者观察发现，生活中有些人会因为怕水或是害怕划船，导致船会翻，不敢下水划船。所以，我们设计了能通过远程操控来驱动的小龙舟，让人不下水也能体验划船的快乐！

作品介绍：这个项目灵感来自于作者学校的赛艇社团。作品设计通过电脑摄像头检测人体姿态，识别双臂关键点，判断手腕、手肘、肩膀的夹角，获取弯曲程度，并将参数检测计算，通过无线网络传送到ESP32主板中，通过主板来驱动电机旋转，从而得到同步划船的效果。作品将现实与虚拟相结合 实现了真正的“跨时空竞赛”给予了体验者不一样的体验。

学校：上海市康健外国语实验中学

学生：奚勇臣  孙倞竹

指导老师：邵月新

创作背景：很多人在做功课或看书时头不知不觉地越来越低，长时间保持这种姿势会影响到视力健康，也会造成颈椎不适。我们设计这套设备是为了让同学们养成良好的学习习惯，身体越来越棒。

作品介绍：作品用到了二哈进行人脸识别，当第一次检测到人学习姿势不正确，语音提醒“请注意调整学习姿势”，并闪灯三下；第二次检测到学习姿势不正确，语音提醒“请立刻调整学习姿势”，闪灯，蜂鸣器发声；第三次检测到学习姿势不正确，语音提醒“请赶紧调整学习姿势”，闪灯，蜂鸣器发声，舵机启动带动手掌进行拍打惩罚。三次提醒和惩罚手段依此加强，确保提醒成功。另外，当人长时间学习（比如 1 小时），监督器的语音合成模块发出提醒“可以起身休息或运动了”。如果在一小段时间后人还没有起身活动，机器就会通过 LED灯、蜂鸣器和舵机上的“手掌”进行警告。如果人还不起身活动，那么机器就会反复提醒。

学校：上海市文来中学（初中部）  

学生：黄诗晴  邹星妤  

指导老师：朱强

创作背景：正直清明时节，想到之前在博物馆看到的《清明上河图》，希望通过自己的双手，结合艺术、数字化生活、科学与创作等校内课程所学的内容，以及本次所学人工智能硬件，融汇中西，穿越古今，“复活”这幅名画，让更多人可以感受中国文化的博大精深。

作品介绍：作品用沙盘的形式立体展现北宋当时的风土人情，再通过乐高形象的穿越，融汇中西。方案设计上用到了Arduino、舵机、水泵、雾化器、继电器、LED、显示屏等硬件实现不同的功能。同时还利用超声波传感器感知参观人群，当人走近达到一定距离，作品开始互动展示；舵机会控制旋转展示作品名称；水泵实现水的流动，让原本静态的画更具灵动性；雾化片实现场景中热气腾腾的早餐；LED实现点亮与关闭交通路灯；显示屏显示场景所示时间；全方位展现一副现代版智能化的《清明上河图》场景。

学校：上海市宝山区顾村实验学校

学生：薛珂颖  李鑫怡

指导老师：王福麟

创作背景：在苏州看展时看见一种兼具艺术性的沙漏，想试着结合时间的主题，自己也做一个既美观又有实际功能的沙漏，既能实现计时功能，还具有观赏性，能给予使用者好心情与陪伴感。

作品介绍：作品在功能设计上，使用了导光纤维，实现灯光艺术展示；语音识别模块、MP3模块和语音合成模块的设置，让沙漏的灯光模式能根据使用者说的话语进行变换，给作品增加了趣味性和互动性。使用者可以通过语音互动，让《时光沙漏灯》在动感、放松、倒计时、点亮、熄灭五种工作模式下，分别展现音乐、灯光、语音互动、计时等功能，使作品整体兼具观赏性，互动性、实用性。

学校：上海市向明初级中学 & 上海市格致初级中学

学生：王博承  姜小天

指导老师：沈冰

创作背景：当今社会，我国老龄化现象越来越严重，空巢老人也越来越多，他们内心的孤独、生活的不便以及各种安全隐患严重影响到了日常生活。为了提高老年人的生活品质，我设计了一个可以在室内陪伴老人的机器管家，通过智能对话、危险告警等功能，提高他们生活的便利性和安全性。

作品介绍：小苔藓智能管家是一个具备多种功能的智能机器人，它的外观借鉴了“流浪地球”中MOSS的造型，可以安装在家中天花板上。它具备庞大的知识量，不但能答疑解惑，还能吟诗作对。它会自动旋转面向用户，实现面对面的拟人化语音交流。它可扮演一个管家的角色，兢兢业业地服务家中成员，监控家中的多种安全隐患，及时发出警告，避免灾难的发生。

学校：上海市松江区九亭中学

学生：曹雨泽

指导老师：丁雪凡

创作背景：燃气安全问题关乎着千万家庭的幸福安全，我们时常在新闻报道中看到某某地方又发生燃气泄漏甚至燃气爆炸，威胁着百姓的生命安全。于是我们小组开始着手研究此类问题，打算研究一种可自动检测燃气泄露并且提供声光电提示，同时还具有启动通风功能的燃气检测报警装置。

作品介绍：作品装置便捷小巧，可显示温度和厨房燃气水平。供电方式可选择usb供电和内置电池供电。当程序启动，显示温度和燃气水平。当燃气浓度低于报警值时，液晶显示屏显示“SAFETY”；装置监测到燃气浓度大于报警值时，液晶显示屏显示“DANGEROUS”,LED长闪，蜂鸣器发出长音报警，同时控制舵机开门并启动风扇高速排风；直至监测燃气值再次降至报警值以下，LED短闪，蜂鸣器发出短音报警，并控制风扇低速排风10秒后，蜂鸣器取消报警；报警取消后，执行停止风扇转动和关门动作。液晶显示屏显示“SAFETY”，报警装置状态复原。