江苏天一中学— —天一小丫“神奇帽子”摘省一等奖

日前刚结束的第25届江苏省青少年科技创新大赛终评中，天一中学国际部高二女生郑怡凭借其《改进型多生理参数疲劳驾驶报警装置》获得本次大赛一等奖，而且是工程学类第一名。

她发明的一顶“帽子”，能判断你是否疲劳驾驶

《改进型多生理参数疲劳驾驶报警装置》，听起来好霸气，那它究竟是啥样？在天一中学的创新实验室里，记者见到了它——一顶普通的“黑色棒球帽”，圆圆的帽顶，长长的帽檐儿，除了对准额头的位置有个并不算显眼的灰色电极，以及一根延伸出来的移动电极，与普通棒球帽并无两样。可是当记者带上这顶帽子，闭眼时间刚刚5秒，一旁已接通电源的小盒子便开始蜂鸣报警，LED指示灯也开始不停地闪烁。

这“帽子”的玄机在哪里？记者好奇地向郑怡打听。原来，她的这项发明属于“二代”发明了，第一代是天一中学另一位魏晓乐同学发明的，当时，她还在上高一。当她请教了创新实验室负责人邓老师后得知，第一代“疲劳驾驶测试仪”在判断指标等方面还有优化改进的空间，就产生了强烈的愿望，“既然我也对这个课题这么感兴趣，那么这个仪器的优化提升的工程为什么不能由我来实现呢？”她回忆说。于是，“二代”发明不但继承了第一代能在头部采集脑电波信号的功能，还添加了“眨眼信号”的采集和捕捉。

“人的脑电波在眨眼时会有一个突增和突减的过程，我们可以通过捕捉脑电波来判断眨眼频率的间隔长短，如果你闭上眼睛长时间没有睁开来，或者很长时间没有眨眼，都可以通过程序将它检测出来，然后选择一个临界值，或者是说超过了几秒就会报警。”郑怡介绍道。

她把困难当成好玩与酷，“门外汉”最终获成功

正在念高二的郑怡课业较紧，但天性活泼开朗、充满好奇心的她却是学校各种社团和活动中的常客。但她也坦言，在电子工程方面完全是“零基础”的“门外汉”，是指导老师支持和鼓励她完成这个项目，“一开始我只是感兴趣，能不能做得出来心里很没底，毕竟在这方面从无涉猎，跟邓老师讲了我的想法后，他十分支持我，并向我推荐了很多这方面的入门书籍，于是我从网上淘来‘C语言’和3本Ardumo单片机教材，软件和硬件都一点点开始学起来。后来在具体操作过程中，遇到一些十分难解的问题，也常常是我一个求助电话，邓老师就下班后赶来实验室指导。”

值得一提的是，由于郑怡完全放弃了使用了第一代“疲劳驾驶测试仪”中原有的专注度值数据，整个测试仪必须要重新确立一个判断指标，在阅读了大量专业书籍和查阅相关资料后，她注意到了一组来自同济大学关于脑电波的实验数据。如是她就通过比较人在清醒和疲劳状态下几种不同脑电波的大小关系，重新确立了仪器的核心算法，“后期仪器成品出来以后，我也用‘帽子’做了很多实验，事实证明这种算法下，仪器的灵敏度和精确度都非常高。”

从一开始决定做这个项目，到仪器成品“出炉”，前后经历近一年的时间，而参加省里比赛的前一天，恰逢天一中学国际部高二期中考试，考试候场时其他同学还在抓紧最后的时间温习功课，郑怡却还在一边调试她的“疲劳驾驶测试仪”，生怕比赛当天再出什么问题。而谈到过程中遇到的困难，郑怡说：“这也是我觉得这件事最好玩、最酷的地方。”

她享受个中学习过程，未来还想有更广泛应用

除了觉得好玩，郑怡告诉记者，做项目的过程也是不断学习的过程，她十分享受。比如，当用来运算的Ardumo单片机的运算速度“跟不上了”，她通过查阅资料得知，麻省理工大学开发的一种叫做MapleLeaf的单片机有着更优秀的性能，但由于国内较少使用这种单片机，关于它的使用很难找到相关资料，求助无门之下她登录了麻省理工大学的网站，凭借优秀的英语功底，阅读翻译了该硬件的使用说明，“每次这样遇到问题、解决问题之后，都会觉得特别开心，有时候在实验室里调试一个程序调试到很晚，终于运行出结果来了，那种喜悦难以言喻。”

郑怡坦言，现在不管这个项目是否参与国家级评奖，她都要继续做下去。另外，郑怡还对疲劳驾驶检测仪的未来有一些新的畅想和设定：“我们国际部的学术校长有个非常有趣的建议，这种检测仪未必要局限在检测疲劳驾驶等方面，还可以利用它做一些教学上的评估，比如老师讲到哪些知识会更加吸引学生的注意力，怎样的讲课方式最容易引起学生的关注等等。”