记者 蓝歆怡 日前,第二十一届宋庆龄少年儿童发明奖终评结果揭晓,来自武义新纪元双语学校的学生朱真裕、刘泽范凭借作品“桥梁断裂监测与防坠落梯度预警2.0系统”,从全国5.4万余件申报项目中脱颖而出,摘得国家级银奖,创造了我县在该赛事中的历史最好成绩。此前,这件作品已获第40届金华市青少年科技创新大赛市级一等奖。
一座桥,两名少年,两年接力。朱真裕与刘泽范的发明起点,并非实验室里的奇思妙想,而是一则则新闻——2024年7月陕西省一座高速公路桥梁垮塌、2025年6月贵州的一座高速公路桥梁垮塌、11月四川省又一公路桥发生坍塌,画面里破碎的家庭让他们萌生一个朴素的念头:能不能在桥出事前,让驶来的车稳稳停下?带着这份温度,他们在学校每天一小时的“快乐时光”科创课上,一步步将想法变成现实。
朱真裕从四年级起便“泡”在科创教室里,熟练掌握了焊接与电路调控;五年级进入校编程队,啃下Python和C++实操技能。刘泽范则从小痴迷机械结构,指尖下的零件总能拼出严丝合缝的装置。两名少年一拍即合,一个负责代码逻辑,一个搭建实体模型,在有一段时间里,他俩几乎把所有课余时间都投进这套系统里。
在研发过程中,他们没有一味地追逐炫酷的高端技术,而是紧紧抓住一个实在的物理规律——桥梁垮塌从来不是瞬间发生的,裂缝总在坍塌前慢慢扩展。顺着这个规律,他们为过往车辆布下一道层层递进的守护网:桥面下方的超声波传感器实时监测裂缝宽度,一旦越过安全阈值,即触发第一级预警,以声光方式提示车辆减速或绕行;桥面两侧的激光红外发射与接收装置保持光束精准对接,一旦桥面错位断裂、光束失联,控制电路瞬时启动,在距断桥500米、300米处依次触发不同强度的声光警报;当车辆驶至距危险区仅100米的临界位置时,预先收纳的发光警示锥自动降落路面,以物理阻隔将车辆拦在险境之外。
为防止飞鸟、落叶等杂物遮挡激光引发误报,两名少年反复推敲,最终确立双重验证规则——只有当激光信号丢失,且连接桥体断裂处的模拟受力线同时断裂时,整套警报才会真正触发,既保证了灵敏度,又大幅减少了误报。
然而,调试过程并非一路坦途。从程序架构的推倒重来到硬件参数的逐行排查,再到机械精度的毫厘之争,各类难题贯穿整个研发周期。2025年5月,在浙江省第39届青少年科技创新大赛终评现场,浙江大学朱利中院士观看演示后提出专业指导,预警不应等到桥梁濒临垮塌才触发,而应在裂缝扩展初期即介入。赛后二人立刻优化设计,前移全部监测点位,迭代完成功能更完备的2.0版本。也正是无数课余时间的反复试错和打磨,才让这份创意构想落地成型。
赴京参与全国赛事期间,朱真裕见到多款高中生研发的AI前沿作品,一度因自身设计风格朴素心生气馁。但母亲的一番点拨点醒了他:创新的价值不在于技术堆砌得多繁复,而在于能否落地解决现实民生难题。这番话也让他和搭档彻底沉下心深耕细节,最终凭借成熟稳定的作品斩获全国赛事银奖。
据悉,这套系统的实用新型专利申请目前已获国家知识产权局正式受理。今年10月,两名少年还将携其作品随中国创新代表团远赴德国,参加纽伦堡国际发明展(大赛),迈出从实验室走向世界的一步。
