世界上的發(fā)明五花八門(mén)，但它們大多有一個(gè)共同的目的——讓人們的生活更加美好。在這些發(fā)明中，有一類(lèi)發(fā)明尤為重要，如輪椅、盲杖、假肢、助聽(tīng)器……它們不僅為殘障人士解決了生活中的各種不便， 更體現(xiàn)了社會(huì)文明的巨大進(jìn)步。

本期特輯，且看未來(lái)愛(ài)迪生們，如何從身邊殘障人士的生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并通過(guò)自己的努力創(chuàng)造發(fā)明，從而讓殘障人士真正實(shí)現(xiàn)“I can do it”——我能行。

盲人飲水機(jī)

我發(fā)現(xiàn)，盲人在生活中使用飲水機(jī)會(huì)面臨許多不便，所以我在普通飲水機(jī)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)發(fā)明了一款盲人飲水機(jī)。

它由飲水器主體、凹面底盤(pán)、紅外線光電傳感器、電磁閥出水口、蜂鳴器組成（如右圖）。為了解決讓水杯對(duì)準(zhǔn)飲水機(jī)出水口的問(wèn)題，我將飲水機(jī)的底盤(pán)設(shè)計(jì)為凹面結(jié)構(gòu)，把水杯置于凹面內(nèi)，出水口即可對(duì)準(zhǔn)杯口。同時(shí)用飲水機(jī)出水口扳手接通電源開(kāi)啟電磁閥裝置，當(dāng)出水口放水到水位離杯口5厘米的位置時(shí)，紅外線接收器接收到水面反射的紅外線，啟動(dòng)控制電路使電磁閥斷開(kāi)工作電流，停止放水。最后蜂鳴器發(fā)出聲音，提示可以取走水杯。

上海市育才初級(jí)中學(xué) 成 諾 胡曉清

振動(dòng)式聽(tīng)障人士專(zhuān)用移動(dòng)呼喚器

我發(fā)現(xiàn)，聽(tīng)障人士專(zhuān)用的發(fā)光門(mén)鈴存在一定局限，那就是只能在視線范圍內(nèi)起作用。針對(duì)這一局限，我想發(fā)明一款振動(dòng)式聽(tīng)障人士專(zhuān)用移動(dòng)呼喚器。起初是想利用手機(jī)藍(lán)牙的原理，制作能發(fā)射藍(lán)牙信號(hào)的器件來(lái)代替門(mén)鈴按鍵，同時(shí)配以手環(huán)作為接收器件。由于相關(guān)器材過(guò)于復(fù)雜，最終改用現(xiàn)成的無(wú)線門(mén)鈴并加以改造，將喇叭改為振動(dòng)提醒，從而達(dá)到設(shè)計(jì)效果。

我選用了一款小巧輕便的無(wú)線門(mén)鈴，這樣更適于隨身攜帶。振動(dòng)器件則選用一款用于游戲機(jī)手柄的微型電機(jī)振動(dòng)器。但是，當(dāng)我把門(mén)鈴揚(yáng)聲器拆下，換上振動(dòng)器后，按下開(kāi)關(guān)，卻沒(méi)有實(shí)現(xiàn)振動(dòng)。經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的幫助，我才明白原來(lái)連接揚(yáng)聲器的接口驅(qū)動(dòng)不足，無(wú)法帶動(dòng)振動(dòng)器工作。最終，在請(qǐng)教電工師傅后，我將振動(dòng)器的一端連接在射頻接收電路上，另一端連接在原來(lái)接揚(yáng)聲器的一條線路上，從而實(shí)現(xiàn)了裝置的振動(dòng)提醒功能。

上海市延安初級(jí)中學(xué) 沈韻齊

專(zhuān)家說(shuō)：沈韻齊同學(xué)的發(fā)明通過(guò)隨身的振動(dòng)裝置來(lái)提醒聽(tīng)障人士，為他們解決了一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。他在先后對(duì)手環(huán)、無(wú)線門(mén)鈴的研究中，以及確定設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，自己的個(gè)人成長(zhǎng)顯而易見(jiàn)，這為他以后的創(chuàng)新與發(fā)明積累了經(jīng)驗(yàn)。評(píng)判隨身攜帶設(shè)備優(yōu)劣，一個(gè)很重要的標(biāo)準(zhǔn)就是攜帶的便捷性。建議對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)一步深入探索，如利用Arduino平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，從而使硬件的選擇更為豐富，設(shè)想也更便于實(shí)現(xiàn)。

木屐式殘疾人專(zhuān)用鼠標(biāo)

想要暢游網(wǎng)絡(luò)世界，離不開(kāi)鼠標(biāo)的幫助。但是，某些手部殘障人士無(wú)法利用雙手，在鼠標(biāo)操作上遇到了難題。所以我們發(fā)明了一款木屐式殘疾人專(zhuān)用鼠標(biāo)，以期幫助他們解決這個(gè)問(wèn)題。

鼠標(biāo)構(gòu)架采用木屐結(jié)構(gòu)，主要是考慮穿套使用時(shí)的方便，而木屐鞋底的二齒結(jié)構(gòu)為鼠標(biāo)電路板和按鍵提供了充足的空間（如右圖）。鼠標(biāo)的左右按鍵功能分別設(shè)置在木屐二齒結(jié)構(gòu)的前側(cè)和后側(cè)（左鍵使用頻率更高，且腳部向前踩更為省力，所以左鍵設(shè)置在前側(cè)）。按鈕采用彈性較大的塑料圓形式按鈕，使按鈕接觸面積更大，并且把按鈕固定在離地面較近的位置，使用者只要將腳微微前傾或后傾，便能輕松按下鼠標(biāo)按鍵。

木屐鼠標(biāo)的電路結(jié)構(gòu)采用了最為普遍的光電傳感結(jié)構(gòu)（如左圖）。電路板用一個(gè)回字型木板固定，另外還增加了4根彈簧，使木屐能夠在前傾或后傾按鍵的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的拖曳功能。

上海市曹楊第二中學(xué)

戴茜昀 王 婕 安 琦 鄭標(biāo)頡

專(zhuān)家說(shuō)：這四位同學(xué)的發(fā)明，將鼠標(biāo)與木屐組合在了一起，成為一款可以用腳操作的鼠標(biāo)。又從實(shí)用性角度出發(fā)，將鼠標(biāo)左右鍵分別安排在了木屐的前后兩側(cè)，讓手部殘疾人士使用起來(lái)更為便捷。

建議四位同學(xué)可以將本項(xiàng)目設(shè)計(jì)為一個(gè)腳踩鼠標(biāo)模塊，它可以與不同使用者的不同鞋子緊密組合，增加本項(xiàng)目的可用范圍。另外，希望在本項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索，設(shè)計(jì)出多種由身體不同部分控制的鼠標(biāo)，讓更多的殘障人士能夠在網(wǎng)絡(luò)世界里遨游。

專(zhuān)家說(shuō)：這兩位同學(xué)的發(fā)明很好地解決了盲人倒水時(shí)如何判斷水是否倒?jié)M的問(wèn)題。如果進(jìn)一步提升本裝置的智能化，會(huì)取得更好的實(shí)用效果。例如增加一個(gè)壓力傳感器，用于判斷是否有杯子放入凹面底盤(pán)。將壓力傳感器與紅外線光電傳感器、蜂鳴器（用錄音模塊更好）、電磁閥裝置共同組成一個(gè)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，讓盲人在使用時(shí)只要完成一個(gè)“放”杯子的動(dòng)作就能夠啟動(dòng)整個(gè)裝置。

腦癱患者專(zhuān)用鍵盤(pán)

目前，許多腦癱患者都習(xí)慣依靠電腦與外界交流，但他們?cè)谑褂面I盤(pán)時(shí)，由于無(wú)法精確控制手部肌肉，容易點(diǎn)錯(cuò)。為了解決這一難題，我通過(guò)精簡(jiǎn)鍵盤(pán)，使用僅需9個(gè)按鍵輸入字符的T9 輸入法，發(fā)明了一款適合腦癱患者使用的專(zhuān)用鍵盤(pán)。

我發(fā)明的鍵盤(pán)由5個(gè)部分組成：T9小鍵盤(pán)、放大鍵帽、連接軸、彈簧活塞和盒子。小鍵盤(pán)通過(guò)連接軸與放大鍵帽連接，這樣，點(diǎn)按放大鍵帽就可以將信息順利輸入電腦。安裝彈簧活塞是避免擊鍵時(shí)因?yàn)檫B接軸的擺動(dòng)而不能準(zhǔn)確地點(diǎn)按?；钊怯蓮椈膳c一粗一細(xì)兩個(gè)塑料試管構(gòu)成的。我們先將兩個(gè)試管的底部按恰當(dāng)尺寸用鋸條鋸下，再在大試管內(nèi)部裝上彈簧，然后用鋸過(guò)的小試管蓋住彈簧頂部，并把小試管的底部伸入大試管。連接時(shí)只需要將大小試管的蓋子蓋牢，在較為平坦的頂部打上膠水，并將其與盒子、按鍵粘結(jié)即可。

作品完成后，我在電腦上安裝了T9鍵盤(pán)的使用程序，并將鍵盤(pán)與電腦連接，測(cè)試結(jié)果非常理想。

上海市教科實(shí)驗(yàn)中學(xué) 朱雨軒

專(zhuān)家說(shuō)：朱雨軒同學(xué)的作品簡(jiǎn)化了普通鍵盤(pán)，采取T9輸入法，大量減少了按鍵，同時(shí)又放大了鍵盤(pán)，很好地幫助了腦癱患者克服無(wú)法精確控制手部肌肉的困難，讓腦癱患者使用電腦成為了可能。建議將本項(xiàng)目作品提供給腦癱患者使用，收集試用數(shù)據(jù)，以待進(jìn)一步改進(jìn)，比如增加按鍵音、改進(jìn)材質(zhì)、優(yōu)化輸入程序等。

打地鼠機(jī)器人

最近的研究表明，機(jī)器人在自閉癥兒童的治療中起到了意想不到的作用。受此啟發(fā)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款打地鼠機(jī)器人，希望患者可以和機(jī)器人一起玩游戲，從而達(dá)到更好的治療效果。我設(shè)計(jì)的這款機(jī)器人以樂(lè)高EV3機(jī)器人平臺(tái)作為載體，選用積木式模塊拼裝而成。

機(jī)器人的頭部安裝了一個(gè)紅外測(cè)距傳感器。由于加裝了特殊形狀的裝飾物，傳感器看起來(lái)很像機(jī)器人的眼睛，這樣不僅起到測(cè)距作用，還可吸引自閉癥兒童的注意力。機(jī)器人的身體是一個(gè)EV3控制器，在控制器的上半部分有一個(gè)液晶屏，可以顯示所選用的訓(xùn)練模式和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，例如患兒的反應(yīng)速度、成功率、總訓(xùn)練次數(shù)等?？刂破飨掳氩糠值陌粹o中間有一個(gè)可變色LED燈，用于色彩視覺(jué)訓(xùn)練。在控制器的側(cè)面有隱藏的內(nèi)置揚(yáng)聲器。機(jī)器人的前方安裝了一個(gè)打地鼠游戲機(jī)，有紅黃綠3只“小地鼠”，可以在電機(jī)的帶動(dòng)下升降，配合LED變色燈，可以組合出多種訓(xùn)練模式。

在自愿體驗(yàn)者測(cè)試中，自閉癥兒童對(duì)我們的發(fā)明都非常感興趣，都很想去摸機(jī)器人。其中癥狀較輕的患兒能夠很快理解游戲的玩法，而對(duì)于癥狀較重的患兒，還是需要家長(zhǎng)進(jìn)行耐心的引導(dǎo)。

中國(guó)福利會(huì)少年宮 葉辰楓 朱彥潔

專(zhuān)家說(shuō)：葉辰楓、朱彥潔兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目取材于樂(lè)高材料，本身具有吸引兒童的特性，又通過(guò)設(shè)計(jì)制作，使其成為一款互動(dòng)式的游戲設(shè)備，更能夠引起兒童的強(qiáng)烈關(guān)注。但是，自閉癥兒童的情況極為特殊，每一個(gè)自閉癥兒童都有不同的表現(xiàn)。建議兩位同學(xué)多讓自閉癥兒童使用該款機(jī)器人，及時(shí)記錄試用情況及數(shù)據(jù)，作為后期改進(jìn)的依據(jù)。例如：在利用EV3控制器的光、聲功能的基礎(chǔ)上，多增加外部發(fā)光、發(fā)聲設(shè)備，增強(qiáng)機(jī)器人整體的互動(dòng)性和吸引力，達(dá)到更好的訓(xùn)練效果；還可以將本項(xiàng)目進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)試用效果，為不同的自閉癥兒童選取最合適的模塊組合。