洗虾好帮手——基于人工智能的快乐高效环保洗龙虾机器人

◆湖南省南县第一中学 刘家豪

我的家乡南县是著名的“中国生态小龙虾之乡”，小龙虾个大体长，烹制后壳色鲜红，肉色白嫩，口感较好，深受人们的喜爱。可是，吃虾容易洗虾难。用刷子刷是人们清洗小龙虾最常用的方法，这种方法不但浪费水，而且效率低，还易被虾钳夹伤。有些不法商家为了追求经济效益，甚至用洗虾粉洗龙虾，危害人们的身体健康。

能否制作一个自动清洗小龙虾的机器人？在老师的鼓励和帮助下，我开始了探究。

我在网上查找资料后发现，充足的浸泡吐垢、高效杀菌、物理冲刷是清洗小龙虾的重要方式。为了解决人工清洗效率低、易被虾钳夹伤的问题，我将工程学知识与信息技术结合，设计了一种基于人工智能的快乐高效环保洗龙虾机器人。

一、设计要求

（一）环保

利用臭氧、超声波、高压气泡等进行清洗。

（二）高效

利用智能化机械设备替代人工清洗。

（三）快乐清洗

快乐清洗是本项目的一个重要特色。利用智能化机械设备实现边洗龙虾，边播放音乐或视频，让洗虾成为一件快乐的事。

（四）智能化

利用单片机或Arduino芯片、无线传感器、摄像头、音视频播放器、蓝牙模块、智能终端等，结合程序设计指令达到智能化操作的目标。

二、结构构成

本项目主要由电子电路控制系统、音视频播放系统、远程摄像控制系统、无线传输系统、多重清洗系统等组成。

图1 智能化环保龙虾清洗装置结构示意图

三、工作流程

基于人工智能的快乐高效环保洗龙虾机器人工作流程如下。

（一）浸泡

把待清洗的龙虾放入储虾区浸泡一段时间，让龙虾吐出体内的秽物。传感器感知水质变化，提醒人们及时换水。

（二）消毒

臭氧发生器开启，对龙虾进行杀菌消毒。

（三）首轮清洗

输送装置把龙虾运送到清洗区一，气泡发生器、高压喷淋系统开启，清洗龙虾。

（四）第二轮清洗

从清洗区一将龙虾运送到离心毛刷清洗区，进行第二轮物理清洗。

（五）第三轮清洗

将龙虾运送到超声波清洗区，超声波发生器启动，进行第三轮清洗。

（六）运输到成品区

通过远程程序控制加换水水泵，实现自动加水、换水。多次清洗结束后，龙虾被运送到成品区。

四、制作过程

基于人工智能的快乐高效环保洗龙虾机器人所需的主要制作材料如表1。

表1 主要制作材料

图2 制作基于人工智能的快乐高效环保洗龙虾机器人

装置制成后，按设计流程对其进行了测试，各个功能部件运转正常，洗虾效果较好，达到了设计的目标。

五、创新点

（一）在研究小龙虾卫生状况的基础上，针对小龙虾人工清洗效率低、清洗者易被夹伤等问题，提出基于人工智能的快乐高效环保洗龙虾机器人的创意，并设计制作出模型，为高效、环保地清洗小龙虾提供了新思路。

（二）该项目对南县特色经济的发展有一定的促进作用，研究成果对全国其他地区也有一定的参考价值。

图3 基于人工智能的快乐高效环保洗龙虾机器人实物图

作者心声

本项目从创意提出到模型完成历时半年多。感谢父母对我开展科技创新活动的理解和支持，感谢南县小龙虾协会工作人员为本课题的研究提供咨询，感谢洪伟、唐善军、陈世中等老师提供的指导。通过对本项目的研究与设计，我的创新思维能力、动手实践能力都得到了锻炼，本项目中的实验活动也让我懂得了实验在科技创新中的重要性。

在这次学习探索中，我收获了成功的喜悦和极大的自信心，今后我将勇于表达自己的想法并积极开展探索与实验，为人民的幸福生活，为社会的不断发展，为国家的强盛贡献自己的力量！

专家点评

湖南省南县第一中学刘家豪同学设计的基于人工智能的快乐高效环保洗龙虾机器人，是一件基于本地餐饮需要的发明项目。

这项发明的完成，首先体现了刘家豪同学热爱家乡、想为家乡的发展出力的情怀。

其次，体现了他良好的创新意识——能发现问题并有解决问题的心理。生活中，他发现小龙虾的清洗工作费时费力，于是基于餐饮业对小龙虾的需求，选定了这个课题。

再次，充分体现了他技术应用与跨学知识解决问题的综合能力。

尤为值得赞赏的是，这个项目的研究过程与文本的呈现，都体现出师生对科学探索与相关知识产权的尊重，基本达到了《青少年科技实践活动规范指南（试行）》中“ 遵纪守法，弘扬科学精神”的要求，即“研究过程规范、研究方式规范、资源运用规范、研究结果规范、学术引文规范”等。