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【东林身边人】给珍稀树木架起保护伞

——记《珍稀树木立体式监测与报警系统》发明人薛铮

日期:2016-07-04 发布单位:新闻宣传中心
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为了更好地讲述东林故事、传递东林声音,2016年学校全媒体推出“东林身边人”栏目。或许他们未必有着灿烂的光环,但却对生命充满了热爱;或许他们只是普通的一员,但却对周围的人付出了无私的关爱与真情;或许他们没有傲人的成果,但却能够在课堂上让学生目不转睛;或许他们也曾面对艰难,但他们却从容冷静、勇敢坚定……他们的故事不用惊天动地,只要能够展示东林人的精神品质、体现中华民族传统美德,他们就是温暖东林、感动你我的“东林身边人”。

一旦有人对珍稀树木破坏,盗伐,传感器就会收集到相关信息,报警器在几秒钟之内响起,防护人员在第一时间就会得到树木监测情况。日前,我校大三学生薛铮带领的“新概念”团队发明的《珍稀树木立体式监测与报警系统》在第四届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛上,从343项入围决赛作品中脱颖而出,摘得“发明制作类”特等奖。

初衷:用高科技代替人员巡更

2015年,学习机械设计制造及其自动化专业的薛铮看到一条新闻:2006年,“树木大盗”在肇庆偷走三株海南黄花梨,其中一株居然被连根拔起,给国家造成了很大的经济损失。海南黄花梨,成材缓慢、木质坚实、花纹漂亮,是国家二级保护植物。如何才能让这些珍贵的树木不被破坏,给他们架起保护伞呢?作为东北林业大学的学子,薛铮心中一片焦急。薛铮马上查阅相关资料,了解到我国目前对珍贵树木的看管保护方法主要采用人员巡更,但是该方法存在监管不力等问题,破坏、盗伐现象依然存在。

能不能设计一款适用性和通用性都很好的珍稀树木监测与报警系统,实现快速、有效的监测与报警,以减少珍稀树木被盗伐现象的发生呢?薛铮和朱伊枫、赵佳红、梁玉亮、罗诗琪同学组成“新概念”团队,向这一课题发起了挑战。

努力:突破困难才能迎来晴空

想法有了,但是想法和现实却隔着一道鸿沟,只有靠努力才能跨越。

在设计之初,薛铮就遇到一个问题,《珍稀树木立体式监测与报警系统》中传感器应该选择多大范围呢?选1-2米范围,还是选10米范围,还是50米范围呢?范围太大,采集的数据就会增多,但是范围太小又可能错过盗伐行为。

而且用什么样的传感器也是薛铮必须面对的选择。团队最初选用了温度传感器,但当环境温度及周围热源的影响较大时,或者传感器附近的温度为接近人体的37摄氏度时,温度传感器的灵敏度会明显降低,难以达到实验效果。历经多次试验,最终换成PIR红外释热传感器,解决了因环境问题及周围热源的影响带来的问题。

由于预备监测的数据过多,“新概念”团队针对每项数据都选定了相应的传感器,发现这样既给电路及软件设计带来了麻烦,同时又增加了设备的成本,经过不断的磨合,“新概念”团队确定红外接近传感器、压力传感器、声音传感器等传感器选型,既降低了设备成本,又利于电路和软件的设计。

薛铮这是第一次作为比赛团队的带领者,需要不断思考解决团队成员因学业、考试和科研发生的时间冲突、怎么调动成员的积极性、怎么考虑团队的整体工作等问题,还真吃了不少苦头。他说:“作为团队中的一员,你不要想着这个团队能给你带来什么,你要想着,你为这个团队做什么?”作为成员,遇到困难,你可以找借口,放弃,但作为团队带领者,薛铮不能找任何借口,因为一旦放弃就真的没有了。他一直坚信一个信念:我不能放弃,我放弃就是团队的放弃,我必须坚持。

竞赛:充分准备之后的惊艳亮相

4月16日至17日,第四届全国“TRIZ杯”大学生创新方法大赛决赛在哈尔滨工程大学举行。本次比赛共有来自16个省、市、自治区的58所高校参赛,北起黑龙江省,南至海南省,作品各富地域特色与办学特色。大赛旨在培养大学生的TRIZ理论素养,掌握创新方法,培育技术创新人才,开展创新创业活动,加快创造发明的进程,获得高质量的创新产品。

比赛要求参赛者作品对促进本领域的技术进步与创新有突出的作用和较高的学术价值,参赛者所提供的技术方案要构思巧妙,具有较强的创新性、新颖性、原创性。为了准备这次竞赛,“新概念”团队需要准备实物模型和5分钟答辩。该实物模型有20厘米长,10厘米宽,模型装有监测系统,需要绑在1米左右长的树模型上,在比赛的现场,结合手机软件演示给专家和观众,当有人破坏树木模型时,报警器就会在几秒钟提示。

现场的演示和“新概念”团队的精彩介绍,吸引很多专家在答辩前就前来观看。“珍稀树木立体式监测与报警系统”在现场演示的可靠性和稳定性高,整个系统结构力求简单,成本低,又能降低护林的成本和损失,解决现有的监控技术存在的问题。该系统很有创新性,利用许多现有的不同功能的传感器集成,全方面的进行监测,既提高了监测的可靠性和安全性,同时产品通用性和适用性都很强,可以应用在森林中、博物馆里等很多不同的场合。该系统成本预算也很低,约6000元,预计售价为1万元,这一次性的投入比起传统的监管方式成本低很多,有很大的市场空间。

该系统运用TRIZ理论的创新方法,TRIZ理论是发明问题的解决理论。当人们进行发明创造、解决技术难题时,都是遵循科学方法和法则,从而能迅速地实现新的发明创造和解决技术难题。TRIZ理论的核心思想之一就是技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现尽量多的功能。“珍稀树木立体式监测与报警系统”就是运用较少的资源,实现长久以来难以解决的破坏、盗伐珍稀树木的问题,操作性和实用性都很强,实现保护珍稀树木的功能,减少国家损失。

正因为这套系统有这么多优点,薛铮在第一次答辩后,面对专家组的问答环节由三分钟增加到九分钟,这也给了薛铮很多的信心和鼓舞。第二天面对专家和观众的公开答辩中,薛铮胸有成竹,演讲介绍内容充实,条理清晰,赢得了专家和观众的好评。

未来:在科技路上执著前行

薛铮,每学期都会参加两到三次的比赛,每次比赛都希望能和学院的竞赛牛人在一起组成团队,希望竞赛牛人带着他一起飞翔。这个在薛铮的眼里被意味“抱大腿”,起步快,不费力,还能有成果。但现在回想起来,薛铮说:“以前参加竞赛太功利了,一直都在找竞赛牛人,只想借助学哥学姐的力量获奖,然后保研。现在想想有些惭愧。”

经历这次比赛,薛铮的心沉静下来,他说:“在比赛的前一天,我还在做PPT,在比赛的前一周,我们的项目书还在继续中,那时候,我放弃了竞赛的获奖,只想把竞赛的流程走完,体验这个完整的过程,不枉这一年所付出的时间和精力”。有时候就是这样,当你不再追逐获奖的结果,只专注比赛的过程和体验时,往往会有意想不到的收获。

大一,打牢基础知识;大二,奔跑竞赛路上;大三,投入各种竞赛,这是薛铮大学生活的简单描述。2016年,薛铮参加了美国大学生数学建模竞赛,参与了解题、编程、英文书写论文等工作,并获得了二等奖。在经历第四届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛后,薛铮认识到:“只要坚定信心,主动参与比赛之中,不是被动接受任务,和队友交流合作,是可以在短时间内完成一个看似不能完成的任务。”我问薛铮,参加这么多竞赛,你有什么成功经验?薛铮说:“做,做,还是做。其实,99%人都知道怎么成功,但大多数人只是想,只有1%的人去做了。”语言很朴实,但是说的很在理。

而获得“国家奖学金”、“三好学生”、“竞赛牛人”等称号的薛铮,在同学们的眼中可谓是“学霸”。但薛铮却说:“每个大学生知道自己想要什么,就知道应该怎么做了。我知道,我从大一就开始努力,但是我的投入还是有保留,我总‘溜号’,成绩也有下滑的时候,所以我不喜欢这个标签。”

这一次的获奖,仅仅是薛铮大学生活中的一部分,在全学院成绩排名第三的他还在积极努力走在考研或保研的路上,走在继续科研的路上。科研对于薛铮来说,就是在大学枯燥的学习生活中找到有兴趣、有意思的事情,通过自己努力,解决一个个科研问题,很有成就感。(刘欣)

新概念团队

答辩现场

实物模型

奖杯