森罗荡荡

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周慧芳 李清波

“每个作品都能解决一个烦恼,每个点子都想填补一个空缺。”在今年9月举办的第十届中国创新创业大赛(山西赛区)上,山西工程科技职业大学创新创业学院张杰明教授团队凭借轻巧智能的头盔和U型水面救生器将比赛一等奖收入囊中。“希望这项创新成果在全国赛上也能成绩亮眼。”10月25日,张杰明正在紧张有序地为中国创新创业大赛高端装备制造全国赛做赛前准备。

张杰明酷爱研究,数十年如一日,往往普通物件经他之手就会科技含量倍增。“救人情结”是他创新的动力,近几年先后研发了老年智能救助卡、便携式自动充气救生圈、智能防撞预警器、穿戴式智能除颤仪等,30多项发明获国家实用新型专利。

去年4月,“一盔一带”安全守护行动在全国各地开展,电动自行车骑行者也必须佩戴头盔,身边许多朋友、同事常常吐槽市场上所购头盔诸多不便利,功能相对单一,更谈不上智能化。说者无心,听者有意。开发一款安全智能头盔的念头瞬间萌生,通过市场调研,在解决遮挡视线和听力、穿戴不舒适等基本功能的基础上,张杰明为智能头盔定下实现接打电话、行车记录、辅助照明、加热、碰撞跌倒后自动报警等几个目标。

小小的头盔上如何集成这么多功能?“我们挑选了市面上销量较好的头盔开始改造”,张杰明的创新团队涵盖计算机软硬件、机械设计、市场营销、电商等各方面人才,从设计电路结构开始,一步步规划设计镶嵌在头盔内部的电子元件,通过语音、按键双控蓝牙对讲模块,实现了语音接打电话、语音控制手机导航功能,很好地解决了骑行过程中手持电话不方便的问题。加热模块采用新型材料石墨烯制成柔性发热膜,驱动最低为3V的电压,就可产生较大热量,让骑行者冬日不再寒冷。当头盔检测到碰撞信号时,微控制单元立刻接收,并通过GPS定位用户位置,通过蓝牙与手机通信,向预设紧急联系人发送报警信号。

“雖然团队研发人员能在不同专业领域自由‘切换,但在研发过程中,仍有一些知识盲区困扰着研发进度,需要去探索、去突破。”张杰明觉得每一次研发都是新的挑战,各功能模块的兼容、音响受电流音影响、电池大小的选用、360度全景摄像头安装、陀螺仪角度设计等技术难关逐一被攻克。

一同获奖的U型水面救生器是受水上救生艇的启发,借助多类传感器、功能模块和嵌入式处理系统,设计并制作成一种轻便、可折叠、可伸缩、可迅速到达溺水地点的“智能救生器”。张杰明介绍,与传统水上救生器材相比,该救生器具有远程无线遥控、高清无线图传和一键自动返航等功能,使用了最新军转民的低密度、高强度、少吸水的固体浮力材料,“它可供消防救援人员使用,为水上乐园、湖泊河流管理部门应急,打开折叠放入水中,就是一个更加可靠的救生员,大大减少了风险。”

对于张杰明来说,创新是他不换的频道。多年来,为了实现发明创造梦想,自己贴进去20余万元,获奖所得奖金却被迅速投入下一次研发中,“每次获奖都是回到原点,成为下一次创新的开始”。