街頭常見的共享單車，在他的奇思妙想中變成了可以收集能量、點(diǎn)亮路燈的“移動(dòng)充電寶”。

近日，合肥10歲少年徐木莀，憑借其創(chuàng)意發(fā)明“一種可返還能源的共享單車裝置”，在全球發(fā)明大會(huì)中國區(qū)全國總決賽中，與來自國內(nèi)外眾多優(yōu)秀青少年同場競技，脫穎而出，一舉奪得一等獎(jiǎng)。

會(huì)“發(fā)電”的單車

日前，2024—2025學(xué)年全球發(fā)明大會(huì)中國區(qū)全國總決賽落幕。賽事競爭激烈，來自中國以及意大利、比利時(shí)、西班牙、荷蘭、加拿大等多個(gè)國家的國際青少年選手參加。抱得一等獎(jiǎng)歸來的徐木莀，在實(shí)驗(yàn)教室里向記者生動(dòng)展示了他的獲獎(jiǎng)發(fā)明。

眼前這個(gè)由3D打印技術(shù)精心制作的共享單車模擬裝置，雖然尺寸迷你，但車把、車輪、腳踏板等部件一應(yīng)俱全。整個(gè)裝置分為兩部分：一輛完整的共享單車模型和一個(gè)特制的停車電源裝置。

“目前這個(gè)還是模擬裝置，但基本功能已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。”徐木莀一邊介紹，一邊用手搖動(dòng)腳踏板。隨著車輪開始旋轉(zhuǎn)，內(nèi)置在腳踏板上的微型發(fā)電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)部的永磁體和線圈通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，原理就像縮小版的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。當(dāng)共享單車停入停車點(diǎn)后，就可以通過前輪的無線傳輸供電。

“我們設(shè)想，在未來，當(dāng)共享單車停入這種特制的車樁時(shí)，用戶騎行過程中產(chǎn)生的能量就能被回收儲(chǔ)存，可以為路燈、信號(hào)燈等市政設(shè)施供電。”徐木莀告訴記者，他和小伙伴們還配套開發(fā)了軟件，用戶可以登錄軟件打卡獲得積分獎(jiǎng)勵(lì)、兌換禮物，從而鼓勵(lì)大家規(guī)范停車。

源于生活的靈感

這一發(fā)明靈感從何而來呢？徐木莀告訴記者，放學(xué)路上，看到街邊的共享單車，與某些區(qū)域昏暗的路燈，在他腦海中久久揮之不去。“所以我們就想，能不能發(fā)明一款產(chǎn)品，既可以讓大家把共享單車規(guī)范停到車樁里，又可以讓路燈更亮？”

這個(gè)念頭在去年冬天開始萌芽。通過查閱資料和團(tuán)隊(duì)討論，他和小伙伴們明確了三個(gè)關(guān)鍵問題：共享單車亂停放影響市容、騎行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能被白白浪費(fèi)、用戶缺乏主動(dòng)規(guī)范停車的動(dòng)力。一個(gè)“一石三鳥”的方案雛形逐漸清晰：設(shè)計(jì)一個(gè)能將騎行動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存，并通過獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制引導(dǎo)規(guī)范停車的系統(tǒng)。

然而，從靈感的火花到成型的作品，道路并非一帆風(fēng)順。整個(gè)發(fā)明過程充滿了探索與迭代。

“第一個(gè)版本我們把共享單車的停放點(diǎn)設(shè)置在公園里，想做那種打卡點(diǎn)。但后來發(fā)現(xiàn)在公園的場景太局限了。”徐木莀介紹，他們的發(fā)明從1.0版的公園概念點(diǎn)，歷經(jīng)四次重要迭代，才發(fā)展到如今4.0版的集發(fā)電、蓄能、無線返能、APP積分于一體的成熟設(shè)計(jì)。

為了解決技術(shù)難題和驗(yàn)證想法的可行性，他和團(tuán)隊(duì)投入了大量的精力進(jìn)行調(diào)研。“問卷調(diào)查大概發(fā)了一百多份，有線上也有線下。線下發(fā)問卷時(shí)，有的人不常騎共享單車，或者不愿意回答，比較忙，所以我們很難找到愿意填寫問卷的。”他們還主動(dòng)尋求專業(yè)指導(dǎo)，訪談了安徽建筑大學(xué)的老師，獲得了將停放點(diǎn)融入“15分鐘生活圈”等寶貴建議。

在技術(shù)挑戰(zhàn)中鍛煉科學(xué)思維

技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)更是挑戰(zhàn)重重。徐木莀回憶，他們需要自學(xué)并運(yùn)用激光切割技術(shù)制作車架，自己動(dòng)手連接電路，還要進(jìn)行編程控制顯示屏。“困難是有的。”徐木莀坦誠地說：“比如，我們最初設(shè)想在輪胎上安裝壓電陶瓷發(fā)電，但發(fā)現(xiàn)可能會(huì)損壞輪胎，騎行體驗(yàn)也不好，太顛了。后來在老師指導(dǎo)下，改成了更高效的腳踏板旋轉(zhuǎn)發(fā)電模式。”

編程和讓兩個(gè)腳踏板聯(lián)動(dòng)也曾困擾他們，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和老師的點(diǎn)撥才得以解決。就連顯示電量的部件，也經(jīng)歷了從試圖自制到選用成熟模塊的務(wù)實(shí)調(diào)整。這些看似挫折的經(jīng)歷，恰恰是對(duì)他們“發(fā)現(xiàn)問題-解決問題”科學(xué)思維的最佳錘煉。

談及參加全國總決賽的感受，徐木莀很興奮：“比賽的時(shí)候還沒那么緊張，但知道是一等獎(jiǎng)，我們都很激動(dòng)。”這份成功的喜悅，源自于長達(dá)數(shù)月的堅(jiān)持與付出。

事實(shí)上，這項(xiàng)獲獎(jiǎng)發(fā)明只是徐木莀科創(chuàng)道路上的一個(gè)精彩縮影。自一年級(jí)起，他就對(duì)科學(xué)探索表現(xiàn)出濃厚興趣，堅(jiān)持創(chuàng)作科普視頻，積極參與各類科技競賽，被合肥市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)評(píng)為“科普大使”。

“我們希望未來這個(gè)發(fā)明能真的落地實(shí)際。”采訪最后，徐木莀望著自己的作品，眼中閃爍著期待。

合肥在線—合新聞?dòng)浾?劉小容 實(shí)習(xí)生 萬天悅