無弦電子琴結構設計圖
一隻手在空中隨意拂過,就能響起優美的「琴」聲。近日,重慶育才中學高二7班的江一鳴同學設計的這款無弦琴,拿下了第33屆重慶市青少年科技創新大賽一等獎,並獲得重慶理工大學專項獎獎金1000元。
為殘障人士設計無弦琴
為什麼要設計這款無弦琴?江一鳴說,自己經常在商圈遇到街頭賣唱的殘疾人,拿著話筒演唱很吃力,還有些人失去手指沒有辦法彈唱。他想到是不是可以設計一款不需要手指、甚至用腳就能演奏的樂器呢?
江一鳴開始留意生活中的細節,尋找創作的思路。「我發現在商場衛生間洗手時,只要通過伸手感應就觸發了水龍頭的開關。」懷著興奮的心情,江一鳴利用主動式紅外障礙檢測系統,設計了這樣一款無弦琴。
無弦電子琴成品
上遊慢新聞—重慶晚報記者在實驗室看到,江一鳴的這一創新成果作品《 人人都是演奏家——基於主動式紅外障礙檢測無弦電子琴的設計與製作》,半月形的造型小巧便攜,還有一個電子顯示屏。江一鳴向記者現場示範了無弦琴的使用方法,他用手掌依次拂過,樂器依次發出樂聲,雖然沒有琴弦,卻能撥出動聽的琴聲。
原來,在無弦琴的內圈有多個紅外發射器,外圈的對應處紅外接收器,當撥動「琴弦」(擋住一束紅外線)時,對應的接收器便發出一個音頻的響聲,連續撥動不同的琴弦時,美妙動聽的旋律便流淌出來了。
值得一提的是,江一鳴還特別設置了教學模式,存放了《月亮代表我的心》、《新年好》等幾首耳熟能詳的歌曲,初學者跟著燈光亮的地方就能進行演奏學習。此外,音樂模式還可以選擇自由演奏或演示。
「失去手掌的殘疾人可以通過胳膊的揮動進行彈奏,無弦無鍵的設計也可以讓小朋友演奏時沒有按鍵的疲憊、撥弦的疼痛感,學琴更輕鬆。」江一鳴還考慮過改進方案,將無弦琴放置在舞臺上方,舞蹈家起舞時,就能通過肢體操控無弦琴,進而發出美妙的音樂。
校園的科技「小達人」
頒獎現場
高一時,江一鳴報名進入學校的科技創新社團,利用課餘時間學習計算機、編程等內容。「從小我就對機器人、模型感興趣,所以想也沒想就加入了社團。」江一鳴回憶,最開始學習時,看見這些密密麻麻的代碼,感覺自己像在看天書一樣,根本無從下手。後來,自己從頭開始觀看教學視頻,邊看邊做筆記,再結合原始碼將視頻中的實驗一一完成。一步一個腳印,慢慢有了編程的頭緒。「在這個過程中,自己自學、總結的能力也提高不少。」
除了無弦琴,之前江一鳴曾獲得第十八屆全國中小學生電腦製作活動WER項目重慶市冠軍,成為重慶市該項目唯一代表重慶參加全國比賽的選手,在國賽中獲得全國二等獎;他設計的智能水杯獲得了第十八屆全國中小學生電腦製作活動創客項目市級三等獎,並被DFROBOT官網收錄為創客優秀作品。江一鳴說,未來希望還能代表重慶市繼續參加國賽,取得更好成績。
江一鳴
指導老師劉青文表示,江一鳴在科技創新上思維特別活躍,在解決各種問題方面都有自己的見解。「生活中,他善於觀察、發現,完成的作品也都很接地氣,能夠解決人們生活中遇到的一些問題。」
據悉,儘管實驗室裡研究需要投入很多時間,但江一鳴卻很好地兼顧著自己的文化課學習,一直保持在班級前幾名。