日前剛結(jié)束的第25屆江蘇省青少年科技創(chuàng)新大賽終評(píng)中，天一中學(xué)國(guó)際部高二女生鄭怡憑借其《改進(jìn)型多生理參數(shù)疲勞駕駛報(bào)警裝置》獲得本次大賽一等獎(jiǎng)，而且是工程學(xué)類(lèi)第一名。

她發(fā)明的一頂“帽子”，能判斷你是否疲勞駕駛

《改進(jìn)型多生理參數(shù)疲勞駕駛報(bào)警裝置》，聽(tīng)起來(lái)好霸氣，那它究竟是啥樣？在天一中學(xué)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室里，記者見(jiàn)到了它——一頂普通的“黑色棒球帽”，圓圓的帽頂，長(zhǎng)長(zhǎng)的帽檐兒，除了對(duì)準(zhǔn)額頭的位置有個(gè)并不算顯眼的灰色電極，以及一根延伸出來(lái)的移動(dòng)電極，與普通棒球帽并無(wú)兩樣?？墒钱?dāng)記者帶上這頂帽子，閉眼時(shí)間剛剛5秒，一旁已接通電源的小盒子便開(kāi)始蜂鳴報(bào)警，LED指示燈也開(kāi)始不停地閃爍。

這“帽子”的玄機(jī)在哪里？記者好奇地向鄭怡打聽(tīng)。原來(lái)，她的這項(xiàng)發(fā)明屬于“二代”發(fā)明了，第一代是天一中學(xué)另一位魏曉樂(lè)同學(xué)發(fā)明的，當(dāng)時(shí)，她還在上高一。當(dāng)她請(qǐng)教了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人鄧?yán)蠋熀蟮弥?，第一代“疲勞駕駛測(cè)試儀”在判斷指標(biāo)等方面還有優(yōu)化改進(jìn)的空間，就產(chǎn)生了強(qiáng)烈的愿望，“既然我也對(duì)這個(gè)課題這么感興趣，那么這個(gè)儀器的優(yōu)化提升的工程為什么不能由我來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？”她回憶說(shuō)。于是，“二代”發(fā)明不但繼承了第一代能在頭部采集腦電波信號(hào)的功能，還添加了“眨眼信號(hào)”的采集和捕捉。

“人的腦電波在眨眼時(shí)會(huì)有一個(gè)突增和突減的過(guò)程，我們可以通過(guò)捕捉腦電波來(lái)判斷眨眼頻率的間隔長(zhǎng)短，如果你閉上眼睛長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有睜開(kāi)來(lái)，或者很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有眨眼，都可以通過(guò)程序?qū)⑺鼨z測(cè)出來(lái)，然后選擇一個(gè)臨界值，或者是說(shuō)超過(guò)了幾秒就會(huì)報(bào)警?！编嶁榻B道。

她把困難當(dāng)成好玩與酷，“門(mén)外漢”最終獲成功

正在念高二的鄭怡課業(yè)較緊，但天性活潑開(kāi)朗、充滿(mǎn)好奇心的她卻是學(xué)校各種社團(tuán)和活動(dòng)中的?？?。但她也坦言，在電子工程方面完全是“零基礎(chǔ)”的“門(mén)外漢”，是指導(dǎo)老師支持和鼓勵(lì)她完成這個(gè)項(xiàng)目，“一開(kāi)始我只是感興趣，能不能做得出來(lái)心里很沒(méi)底，畢竟在這方面從無(wú)涉獵，跟鄧?yán)蠋熤v了我的想法后，他十分支持我，并向我推薦了很多這方面的入門(mén)書(shū)籍，于是我從網(wǎng)上淘來(lái)‘C語(yǔ)言’和3本Ardumo單片機(jī)教材，軟件和硬件都一點(diǎn)點(diǎn)開(kāi)始學(xué)起來(lái)。后來(lái)在具體操作過(guò)程中，遇到一些十分難解的問(wèn)題，也常常是我一個(gè)求助電話(huà)，鄧?yán)蠋熅拖掳嗪筅s來(lái)實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)?！?

值得一提的是，由于鄭怡完全放棄了使用了第一代“疲勞駕駛測(cè)試儀”中原有的專(zhuān)注度值數(shù)據(jù)，整個(gè)測(cè)試儀必須要重新確立一個(gè)判斷指標(biāo)，在閱讀了大量專(zhuān)業(yè)書(shū)籍和查閱相關(guān)資料后，她注意到了一組來(lái)自同濟(jì)大學(xué)關(guān)于腦電波的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如是她就通過(guò)比較人在清醒和疲勞狀態(tài)下幾種不同腦電波的大小關(guān)系，重新確立了儀器的核心算法，“后期儀器成品出來(lái)以后，我也用‘帽子’做了很多實(shí)驗(yàn)，事實(shí)證明這種算法下，儀器的靈敏度和精確度都非常高?！?

從一開(kāi)始決定做這個(gè)項(xiàng)目，到儀器成品“出爐”，前后經(jīng)歷近一年的時(shí)間，而參加省里比賽的前一天，恰逢天一中學(xué)國(guó)際部高二期中考試，考試候場(chǎng)時(shí)其他同學(xué)還在抓緊最后的時(shí)間溫習(xí)功課，鄭怡卻還在一邊調(diào)試她的“疲勞駕駛測(cè)試儀”，生怕比賽當(dāng)天再出什么問(wèn)題。而談到過(guò)程中遇到的困難，鄭怡說(shuō)：“這也是我覺(jué)得這件事最好玩、最酷的地方。”

她享受個(gè)中學(xué)習(xí)過(guò)程，未來(lái)還想有更廣泛應(yīng)用

除了覺(jué)得好玩，鄭怡告訴記者，做項(xiàng)目的過(guò)程也是不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程，她十分享受。比如，當(dāng)用來(lái)運(yùn)算的Ardumo單片機(jī)的運(yùn)算速度“跟不上了”，她通過(guò)查閱資料得知，麻省理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的一種叫做MapleLeaf的單片機(jī)有著更優(yōu)秀的性能，但由于國(guó)內(nèi)較少使用這種單片機(jī)，關(guān)于它的使用很難找到相關(guān)資料，求助無(wú)門(mén)之下她登錄了麻省理工大學(xué)的網(wǎng)站，憑借優(yōu)秀的英語(yǔ)功底，閱讀翻譯了該硬件的使用說(shuō)明，“每次這樣遇到問(wèn)題、解決問(wèn)題之后，都會(huì)覺(jué)得特別開(kāi)心，有時(shí)候在實(shí)驗(yàn)室里調(diào)試一個(gè)程序調(diào)試到很晚，終于運(yùn)行出結(jié)果來(lái)了，那種喜悅難以言喻?！?

鄭怡坦言，現(xiàn)在不管這個(gè)項(xiàng)目是否參與國(guó)家級(jí)評(píng)獎(jiǎng)，她都要繼續(xù)做下去。另外，鄭怡還對(duì)疲勞駕駛檢測(cè)儀的未來(lái)有一些新的暢想和設(shè)定：“我們國(guó)際部的學(xué)術(shù)校長(zhǎng)有個(gè)非常有趣的建議，這種檢測(cè)儀未必要局限在檢測(cè)疲勞駕駛等方面，還可以利用它做一些教學(xué)上的評(píng)估，比如老師講到哪些知識(shí)會(huì)更加吸引學(xué)生的注意力，怎樣的講課方式最容易引起學(xué)生的關(guān)注等等。”