乌鲁木齐晚报全媒体记者张梦婷
沙棘园里一场人机比赛正在进行——3位少年带着自己设计的自动化采收一体机，与四五位果农组成的采收小队比赛采摘沙棘果……这是东方卫视《少年爱迪生》第九季节目《明日世界》中的情景。这三位少年分别是来自乌鲁木齐市第八中学的高二学生闫景曜与乌鲁木齐市第一中学高二学生郭昊轩、杨铠宇。
少年因何与戈壁滩沙棘结缘？这场和果农的沙棘采摘比赛，背后又有着怎样的故事与初衷？4月8日，记者联系到节目中的三位少年。
一颗沙棘引发创新火花
2023年9月，闫景曜与母亲前往新疆生产建设兵团第九师一七〇团探访亲友。途经沙棘种植基地时，红彤彤的果实挂在枝头，吸引了闫景曜的注意。
在我国，沙棘分布广泛，一七〇团人工集中连片种植沙棘5.2万亩，被称为“中国沙棘城”。沙棘扎根荒漠戈壁，能承受-60℃到50℃的温差，发达的根系使其成为固土保水、防风固沙的生态卫士。沙棘还有极高的营养价值，每100克果实维生素C含量达800 - 1200毫克，称为“维生素C之王” 。
如今，沙棘的市场需求高涨，但果农依旧依赖传统的剪枝采摘法，弊端也愈发凸显，果实分离难、易损伤遗漏，还会不可逆地破坏植株。
“我发现，果农还是用剪枝、手采的传统方法采集沙棘果。”闫景曜说，工作效率不高且会对沙棘树造成一定的损伤，影响来年的结果率，他萌生了设计自动化设备让采摘更高效。
回到乌鲁木齐后，他和好友杨铠宇、郭昊轩说起自己的想法，三人决定组成小组，设计一款沙棘自动化采收一体机。
三代设备创新突围
为了解沙棘采摘的工序，3位少年多次来到沙棘基地、沙棘厂学习。
“新疆昼夜温差大，白天气温过高，采摘沙棘容易导致果实破损。凌晨气温低，果实冻结后轻敲树枝即可脱落。”
“如果白天采摘，就要连枝剪下，在零下 40 度的冰库里冻 48 个小时到 50 个小时，冻硬后再经过分离机，将沙棘杆子和果子分离，就跟人工敲打一个道理。”
果农和沙棘厂商的话，给了少年们灵感，第一代产品由此诞生——这是一个长约60公分的果树振动棒，一端有一个圆形钩，将钩子钩住沙棘枝干后开启，通过振动使果实与树枝分离，提高采摘效率。
但在第一代产品中，他们没有设计果实收集的装置，震下来的果实四处乱崩，满地的沙棘果实让少年们傻了眼。
闫景曜说，采摘机工作时，他和伙伴拿着筐子在树下接，可还是很难将果实全部收集起来，这意味着，需要多人同时作业。于是，他们将实验结果记录后，回到乌鲁木齐再次商讨改进方案。
“采摘机启动后，沙棘果崩的其实并不远，沙棘果大多是往上崩的。”郭昊轩说，他观察沙棘果掉落的情况，认为如果设计一个装置将果树拢起来，就能将掉落的沙棘果更快的收集起来。
“我们应该设计一个缩减沙棘果离地距离的装置”“设计个罩子把树罩起来”“那我们何不在果树下倒置一把‘雨伞’，这就能解决果实收集的难题”……少年们思维的火花激烈碰撞，想法接二连三破土而出。第二代沙棘自动化采收集一体机也由此产生。
同时，采收伞与主机脱离，需要多人协作的问题也让他们萌生了继续将产品一体化的想法。
从发现问题起，经过一年多的研发，他们的第三代产品，智能沙棘震动采收一体机终于实现。一体机中包含采摘、收集、控制等装置，用蓄电池助力。
少年们自信满满地带着第三代产品和果农们来了一场人机比拼。人工采收一棵沙棘树需要10分钟左右，智能沙棘震动采收一体机6—10分钟，但人工采收连枝剪下，而机器采收的则是净果，直接省去了分离的步骤。
教育沃土培育创新硕果
日前，他们的设计获得了全国青少年科创大赛的二等奖、中国国际大学生创新大赛新疆赛区萌芽赛道一等奖，今年1月还成功申请了专利。
正值高中，对于三位少年来说，兼顾学业与科创设计并不容易。
闫景曜的母亲王春梅说，孩子们“双线作战”，高效完成作业与学习任务，抓紧碎片时间和同伴专攻科创设计。
“从项目开始到自治区青少年科创比赛再到入选全国青少年科创大赛，孩子们的辛苦和努力我看在眼里，但也很欣慰，孩子在实践中表达能力、协作沟通能力都得到了成长。”王春梅说。
少年们的成功也并非偶然，背后反映的是青少年科技创新能力的整体提升与教育部门、学校对培养青少年科创能力的支持与重视。
自治区每年举办青少年科技创新大赛，至今已举办三十九届，培养青少年的科学兴趣、创新思维和实践能力。在乌鲁木齐市多所中小学校，课堂上有机器人陪伴，校园中有科创空间，学校配备科学副校长，学生们主动探寻破解一个个小问号……校园科学教育成为“孵化”科学精神的有力推手。
以闫景曜所在的乌鲁木齐市第八中学为例，学校重视科学课程，专门打造科技馆和创客中心，3D打印室、激光雕刻室，硬件设施完善。2024年该校被教育部专家组评选为全国科学教育实验校。
市第八中学科技教师陈文静说，学校科技社团每学期都是最受学生喜爱，报名人数最多的社团之一。
该校高中部每年级设两个科创班，科创班每周开设一节科创课程，内容涉及3D设计、 人工智能 、机器人、激光雕刻、无人机等，被学生们称为“宝藏课”。
陈文静介绍，学校鼓励孩子们将科技思维融入日常，引导学生用创新思维解决问题。其间，老师对选题、计划书、设计每个环节进行指导。科创班的学生经过一年学习都能有一个解决生活问题的小发明。
陈文静说，科教融合点燃了孩子们的创新火种，他们也在创新教学方式，鼓励学生勇于探索，让科学教育既有趣又有深度，助力他们以创新思维引领未来，为社会进步贡献智慧与力量。
