上海民办光华中学学生项目登上浦东新区青少年科创赛事

在去年年底落幕的第38届浦东新区青少年科技创新大赛中，来自上海民办光华中学学生首次参赛，便斩获了分量极高的奖项，他们分别是：

九年级3班的叶通勉同学凭借项目“基于AI手势识别的聋哑人手语交流系统”获得青少年科技创意二等奖。

九年级4班的刘释然同学凭借探究学习报告《唐陆公路-高科东路交通仿真与建模优化研究》获得了青少年科技创新成果（科学论文）-计算机科学和数学组三等奖。

第38届浦东新区青少年科技创新大赛由浦东新区教育局、浦东新区科学技术协会共同主办，包括竞赛和展评两大系列共5个活动板块。大赛作为一年一度的传统赛事，着眼科技创新人才的选拔与培育，致力于提升广大青少年科学素养、科学精神和创新能力。本届大赛共收到合格申报项目3237项，参赛师生达3713人，参赛单位累计达748校次，比上一届增加57校次。大赛邀请了来自中科院、上海交通大学、同济大学、华东师范大学等单位的105名专家学者担任初评评委和45名专家学者担任终评评委。

专访·叶通勉

叶通勉

光华中学九三班学生

平时喜欢科学探究，喜欢在上课的时候望着窗外出神，在凝望流动的云朵中展开遐想。他热衷于科技创意、3D建模、机械搭建及编程，在第 38 届浦东新区青少年科技创新大赛中，“基于AI手势识别的聋哑人手语交流系统”获得“青少年科技创意”二等奖。他曾在光华中学2021年“科普达人”知识竞赛中获得特等奖，曾获亚太青少年科技创新大赛一等奖、上海市青少年人工智能创新大赛二等奖，在2022年澳大利亚数学测评（AMC）中获全国二等奖。B站视频累计播放12万+。

参赛作品的介绍

今年暑假期间，我偶然看到一个人对着另一个人比划着什么东西，很痛苦的样子。他双目完好但是似乎不会说话，也听不到别人说话，原来他是个聋哑人。另一个人很明显无法理解聋哑人想表达的意思。这引起了我的思考，毕竟不可能让每个人都去学手语，于是我决定设计一个能使常人和聋哑人正常沟通的设备，通过科技来破解聋哑人的手语并传输出来，帮助解决这个问题。

为了实现这一目的，在老师的指导下，我设计了通过图像获取——手势检测和分割——手势分析——静态手势识别——动态手势识别的一整套流程。

交流装置的主体工作流程如下图：

为此，我查询了很多相关的资料，了解到目前我国在AI手势识别技术、手语识别技术、便携式手语识别等方面的研究专利情况。

我利用3D建模软件，设计了一个交流装置，由摄像头、扬声器、电源键、便捷挂钩、功能键和手语显示屏等部分组成。摄像头用于采集图像进行手势识别；扬声器用于发声，使普通人能够听懂；便捷挂钩可以佩戴在用户衣物上。用户也可以自行设置功能键对应的功能，并通过手语显示屏显示手语手势。

在创意设计的过程中，我不断认识到，基于AI手势识别不仅能对聋哑人与普通人之间的交流方式产生影响，而且可以在很多领域都可以发挥作用，通过自定义功能键，使它们在不同的实际运用场景中产生不同效果。例如，将这个装置用于各种影视需求,利用自定义模块可以使它在直播领域拥有更多的自定义功能，也可以让视频创作者们更便捷地使用辅助功能。

目前，这还停留在科技创意阶段。我在想的是，如何进一步深化它，比如，是否可以将这一创意做出实物，真正在应用场景中实现突破？我准备进一步努力，将这个课题继续做下去。

专访·刘释然

刘释然

光华中学九四班学生

刘同学的研究课题源自他对生活中交通问题的观察和思考。在完成探究学习报告时，他曾设想过几种交通优化方案，期待能够环节市区交通拥堵问题。在指导老师的协助下，刘同学选择唐陆公路-高科东路交叉口进行了实地调研，并将交通数据导入交通仿真软件进行模拟，测试对比了几种优化方案的效果。最后，他还使用3D打印技术制作路口模型，对自己的优化方案进行演示。

参赛作品的介绍

这一课题的主要研究工具包括交通软件和3D打印技术，其中交通仿真软件Tess NG是同济大学2015年开发的交通控制仿真系统。刘同学通过对TESS NG仿真软件的学习，通过新建路段、设置车道宽度、车道数量、设置限速、建立道路的连接、打断路段、添加标志线以及导向箭头设置等功能，根据唐陆公路-高科东路交叉口的实际情况绘制完成了路况仿真模拟。

3D打印技术就没那么复杂，只要绘制好三维设计模型，使用3D打印机打印就可以了。刘同学在开源建模文件的基础上进行调整，搭建了道路模型，然后使用Arduino开发平台控制红绿灯，就完成了演示模型的制作。

一个探究学习报告还包括文献查找、数据调查、研究设计和论文撰写等环节，申报比赛也需要完成查新报告等其它申报资料。刘同学说，在开展探究学习之前，他对这些内容都比较陌生，好在指导老师非常有经验，指导他在暑假时间完成了主要工作。

思考与收获

刘同学说，作为一名初中在校生，对很多交通专业的问题认识是不够的，研究内容和结论仍有待改进。但这次探究学习经历，让他学习到开展探索研究的方法，也体会到了积极思考的乐趣，是一次特殊而有意义的学习活动。

刘同学计划在寒假中继续补充完善自己的研究论文，然后申报“上海市青少年科技创新大赛”。不管赛事成果如何，他对生活的观察与思考都将继续，期待在考入理想高中后，还能通过“英才计划”或者高中生的“研究学习”继续开展类似活动。

第 38 届浦东新区青少年科技创新大赛是为积极响应习近平总书记关于“把科学普及放在与科技创新 同等重要位置”的重要讲话精神，深入贯彻实施《浦东教育现代化2035》关于建设“科技创新人才培养模式改革试验区”和区委区府关于浦东首创全国“科技创新和科学普及融合发展示范区”建设的战略部署，持续加强浦东新区青少年科技素养和未来科创人才培养工作而举办的。比赛由上海市浦东新区教育局、上海市浦东新区科学技术协会主办。

大赛的科技创意板块是为解决科学问题或现实生活问题而提出的一种解决方案或想法，是科学研究的起点和基础。

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