全自动智能仓鼠窝

本期点评专家

谭迪熬" 中国发明协会院士专家咨询工作委员会首任专家，中国发明协会中小学创造教育分会会长，科技创新教育特级教师，教育部国培计划专家库专家。

仓鼠是一种小型啮齿类动物，常被作为宠物饲养于固定空间中，饲养容器的功能与质量会影响仓鼠及其饲养者的体验。常规饲养容器结构简单，为保持其内部环境的整洁舒适，通常需要饲养者频繁观察并及时清理。这对于学生或上班族来说，时常成为一种负担。

我从仓鼠的生活习性出发，针对仓鼠爱好者的困扰和诉求，设计了一款全自动智能仓鼠窝。

一、背景调查

我查找了大量资料，了解到仓鼠通常在每日19时至22时活动频繁，其门牙会不停生长，有啃咬磨牙的习惯。为适应野外生存，大部分仓鼠拥有颊囊，它们会将自己喜爱的食物储存在里面。

经过观察我还发现，传统家养仓鼠的器具虽提供了透明观察区、游戏区，且能保持环境恒温，但并未有效隔离仓鼠的排泄物，导致食物与排泄物混杂于垫材中，若不及时清理，易发生霉变并散发异味。

二、问卷调查

为了更好地了解仓鼠饲养的实际情况和面临的问题，我设计了针对仓鼠饲养者习惯和饲养者对现有仓鼠窝满意度的问卷，并进行了线上问卷调查。

分析调查结果发现，目前仓鼠的饲养者以学生和上班族为主，“气味太大”和“仓鼠窝的清扫繁琐又耗时”是他们在饲养过程中面临的主要烦恼，这些烦恼大多是仓鼠的习性导致的，而饲养者难以做到每天或每半天就去清扫仓鼠窝。既然无法调整饲养者的时间，那么改变仓鼠窝的结构无疑是解决问题的重要一环。

目前，仓鼠窝已有的功能并不能满足饲养者“自动清扫”“实时监控”“自动更换垫材”和“远程操作”等要求。开发一款具备自动清扫、智能监控、便捷换材及远程操控功能的智能仓鼠窝，对于解决饲养者困扰、提升饲养者体验、保障仓鼠健康具有重要意义。

三、研究过程

根据需求设计流程图。

在盒子底部安装格栅，格栅1是整个仓鼠窝的底板，格栅2位于格栅1的下方。当格栅2做往复运动时，格栅1的缝隙会不断打开、闭合（两块格栅相互叠加，上下缝隙错位形成的效果），加上振动设计，小块垫材、粪便、食物便会漏下去。格栅1的缝隙打开，能有效增强通风效果，实现自动清理与保持环境洁净。

借鉴自动喂食机原理，设计仓鼠自动喂食系统：采用180°舵机驱动扇形圆盘，配合箱体扇形孔，通过控制扇形圆盘转动的时间与扇形孔的大小，精准控制鼠粮投喂量，实现便捷、高效的自动喂食功能。

最后需要考虑的问题是如何自动填充垫材。因为垫材很轻，体积较大，很蓬松，仅靠其自重很难实现自动投放，最后我采用整块底板都能打开的装置来投放垫材。

硬件搭建完成后，我用Arduino IDE编程，之后将代码烧录到硬件内，按照代码接口连接线路，逐个测试机械结构能否达到预期效果。

四、综合测试

当格栅工作时，格栅1与格栅2叠加，当格栅2做往复运动（相对运动）时，格栅1的缝隙不断打开、闭合并振动，小块垫材、粪便以及食物从格栅掉落，饲养者只需清理格栅2下面的托盘即可。

自动投喂食物系统可通过改变角度和打开时间，设定食物投放量。

垫材的投放口较大，底板下方没有任何遮挡物，可以实现有效投放。

五、测试结果

格栅1的缝隙关闭时可以防止仓鼠被夹，打开时有助于空气流通。格栅振动能有效抖落粪便，红外传感器确认仓鼠在窝外后再开始工作，降低其被夹的风险。

此外，根据投喂次数智能调节开口大小，精准控制食物与垫材的投放量，实现个性化、智能化的饲养管理，优化了仓鼠的生活环境，提高了饲养的便利性。

六、展望

今后，我还将对这项作品进行改进：用金属材质强化底板框架以防止格栅变形或被仓鼠啃咬；将电线改用金属包裹，防止仓鼠啃食；将外壳改用亚克力材质制作，提升观赏性与透明度；将电路集成化并设计为可拆卸式，便于维护；考虑产品扩展性，使其适应更多小型宠物的饲养需求。

专家点评

卢芷玄同学的全自动智能仓鼠窝是一项富有爱心的创新作品。其爱心体现在：第一是对身边人群的关爱。据有关资料介绍，饲养小宠物对抑郁症、孤独症患者以及独居老人极有好处。它可以给人以陪伴和温暖，成为人类的好朋友；它能缓解压力和紧张情绪，让人感到轻松和快乐。同时，饲养者可以通过照顾小宠物，让自己关注其情绪与需求，提高情商和同理心；通过时间和精力的长久付出，产生责任心和耐心。第二是对宠物仓鼠生命的呵护。作者尽力让仓鼠短暂的一生能在舒适的环境中度过。

这项作品的完成，还体现出卢芷玄同学对科技创新的浓厚兴趣，愿意分享自己的研究成果；具有一定的科学素养和较严谨的科学态度；对科技创新活动的基本规律和方法有一定的理解，基础科学理论知识掌握扎实、运用准确；具有对现代技术的学习与应用能力。