江蘇天一中學— —天一小丫“神奇帽子”摘省一等獎

日前剛結束的第25屆江蘇省青少年科技創新大賽終評中，天一中學國際部高二女生鄭怡憑借其《改進型多生理參數疲勞駕駛報警裝置》獲得本次大賽一等獎，而且是工程學類第一名。

她發明的一頂“帽子”，能判斷你是否疲勞駕駛

《改進型多生理參數疲勞駕駛報警裝置》，聽起來好霸氣，那它究竟是啥樣？在天一中學的創新實驗室里，記者見到了它——一頂普通的“黑色棒球帽”，圓圓的帽頂，長長的帽檐兒，除了對準額頭的位置有個并不算顯眼的灰色電極，以及一根延伸出來的移動電極，與普通棒球帽并無兩樣。可是當記者帶上這頂帽子，閉眼時間剛剛5秒，一旁已接通電源的小盒子便開始蜂鳴報警，LED指示燈也開始不停地閃爍。

這“帽子”的玄機在哪里？記者好奇地向鄭怡打聽。原來，她的這項發明屬于“二代”發明了，第一代是天一中學另一位魏曉樂同學發明的，當時，她還在上高一。當她請教了創新實驗室負責人鄧老師后得知，第一代“疲勞駕駛測試儀”在判斷指標等方面還有優化改進的空間，就產生了強烈的愿望，“既然我也對這個課題這么感興趣，那么這個儀器的優化提升的工程為什么不能由我來實現呢？”她回憶說。于是，“二代”發明不但繼承了第一代能在頭部采集腦電波信號的功能，還添加了“眨眼信號”的采集和捕捉。

“人的腦電波在眨眼時會有一個突增和突減的過程，我們可以通過捕捉腦電波來判斷眨眼頻率的間隔長短，如果你閉上眼睛長時間沒有睜開來，或者很長時間沒有眨眼，都可以通過程序將它檢測出來，然后選擇一個臨界值，或者是說超過了幾秒就會報警。”鄭怡介紹道。

她把困難當成好玩與酷，“門外漢”最終獲成功

正在念高二的鄭怡課業較緊，但天性活潑開朗、充滿好奇心的她卻是學校各種社團和活動中的常客。但她也坦言，在電子工程方面完全是“零基礎”的“門外漢”，是指導老師支持和鼓勵她完成這個項目，“一開始我只是感興趣，能不能做得出來心里很沒底，畢竟在這方面從無涉獵，跟鄧老師講了我的想法后，他十分支持我，并向我推薦了很多這方面的入門書籍，于是我從網上淘來‘C語言’和3本Ardumo單片機教材，軟件和硬件都一點點開始學起來。后來在具體操作過程中，遇到一些十分難解的問題，也常常是我一個求助電話，鄧老師就下班后趕來實驗室指導。”

值得一提的是，由于鄭怡完全放棄了使用了第一代“疲勞駕駛測試儀”中原有的專注度值數據，整個測試儀必須要重新確立一個判斷指標，在閱讀了大量專業書籍和查閱相關資料后，她注意到了一組來自同濟大學關于腦電波的實驗數據。如是她就通過比較人在清醒和疲勞狀態下幾種不同腦電波的大小關系，重新確立了儀器的核心算法，“后期儀器成品出來以后，我也用‘帽子’做了很多實驗，事實證明這種算法下，儀器的靈敏度和精確度都非常高。”

從一開始決定做這個項目，到儀器成品“出爐”，前后經歷近一年的時間，而參加省里比賽的前一天，恰逢天一中學國際部高二期中考試，考試候場時其他同學還在抓緊最后的時間溫習功課，鄭怡卻還在一邊調試她的“疲勞駕駛測試儀”，生怕比賽當天再出什么問題。而談到過程中遇到的困難，鄭怡說：“這也是我覺得這件事最好玩、最酷的地方。”

她享受個中學習過程，未來還想有更廣泛應用

除了覺得好玩，鄭怡告訴記者，做項目的過程也是不斷學習的過程，她十分享受。比如，當用來運算的Ardumo單片機的運算速度“跟不上了”，她通過查閱資料得知，麻省理工大學開發的一種叫做MapleLeaf的單片機有著更優秀的性能，但由于國內較少使用這種單片機，關于它的使用很難找到相關資料，求助無門之下她登錄了麻省理工大學的網站，憑借優秀的英語功底，閱讀翻譯了該硬件的使用說明，“每次這樣遇到問題、解決問題之后，都會覺得特別開心，有時候在實驗室里調試一個程序調試到很晚，終于運行出結果來了，那種喜悅難以言喻。”

鄭怡坦言，現在不管這個項目是否參與國家級評獎，她都要繼續做下去。另外，鄭怡還對疲勞駕駛檢測儀的未來有一些新的暢想和設定：“我們國際部的學術校長有個非常有趣的建議，這種檢測儀未必要局限在檢測疲勞駕駛等方面，還可以利用它做一些教學上的評估，比如老師講到哪些知識會更加吸引學生的注意力，怎樣的講課方式最容易引起學生的關注等等。”