坐上这台“时空机” 一秒带你“上”高原 合肥市科技馆三件自主研发创新作品入围中国国际科普展决赛

国内首创“越过山丘”版“锥体上滚”。 一名学生正在体验“勇闯高原”。

近日，2018中国国际科普作品大赛传来喜讯，合肥市科技馆提交参赛的三个自主研发的“锁与安全”、“锥体上滚”和“勇闯高原”成功入围科普展品组决赛，并受邀参加将于今年9月在北京举办的“国际科普作品展”。三件作品究竟有何奇妙之处得以入围？创作的背后又有怎样的故事？下面，跟随记者的脚步，一起踏上这趟科幻之旅。

“勇闯高原”：坐上“时空机”，带你“上”高原

在工作人员的带领下，首先映入眼帘的就是“勇闯高原”这件展品。乍一看，整台机器像极了科幻电影中的“时空转换机”。圆环状的外壳，内设有一个带靠背、双扶手的“驾驶舱”；驾驶座的正上方，有一个类似倒置的金鱼缸一般的玻璃头罩；驾驶座对面，则有一台显示屏和脚踏板。莫非这真是一台“时光机”？记者不禁问道。“差不多哦，坐上去试试你就知道了。”合肥市科技馆研发中心主任刘奕笑着说道。

坐上驾驶座后，记者拉下上方的玻璃头罩罩住头部，突然发现右边扶手上还装有一台能放进一跟手指的仪器。刘奕示意记者将手指放进去并像蹬自行车一般蹬踏前方的脚踏板。随即，面前的显示屏上开始以第一视角的方式呈现出山间、丛林等不同的景色，仿佛人正置身景中骑车一般。

蹬了没多久，记者突然感觉呼吸有些许不畅，而且蹬得越久，越来越需要大口地呼吸，即便觉得可以接受，但依然明显感觉比平日里运动后更“喘”。刘奕突然指了指显示器，原来屏幕下方正实时显示着一组数据，包括心率、血氧饱和度、海拔……而此时，海拔已经“达到”了3500米。

“随着‘骑行\’进展，海拔高度会逐渐升高，画面也会随着海拔的升高逐渐展示不同海拔高度的生态系统。同时，机器会根据不同海拔高度，向玻璃头罩内输送适量的低氧含量的空气，头罩内氧气会逐渐稀薄。右手的仪器，会同步记录你的心率和血氧饱和度。”刘奕解释道。

“我们设计的这个作品，就是将一些原本应用于军队和运动员高原训练的高科技装备集成，转化为大众可体验的展品。通过高还原性的高原氧气环境的模拟，高精度血氧仪检测和自行车骑行的配合，形成真实的高原运动环境。想让大家以简单的且能亲自体验的方式，真切感受到在高原缺氧环境进行登山等运动时，人可能会产生的种种不适状况，以及人体为适应高原环境变化所作出的自适应性调节。同时，也能看到随着海拔的升高，氧气浓度逐渐下降，自身心率等一些数据的变化。这台机器目前设定的海拔范围在2000-5000米，不同的人其实会有不同的反应，就像有些人会出现强烈高原反应，有些人则不会一样。”

“锁与安全”： 将锁身“透明”，带你探索锁具“心脏秘密”

“锁与安全”这件展品将常见的A、B、C级锁、指纹密码电子锁及一些中国古代锁具及它们的心脏——锁芯，集成到一台全透明化展箱中，使这些锁的内部结构一目了然。

“围绕这个展箱主要有两个体验模块。”刘奕说，第一块是不同安全等级锁的开锁体验。观众可以分别将三把钥匙插入对应锁芯，缓缓转动钥匙，就可以看到各个锁芯机械结构运动状态的变化。同时，展箱内设的液晶显示屏也会循环播放开锁时锁芯内部的动态变化画面。此外，日益流行的指纹密码电子锁以及历史悠久的中国古锁，它们的工作过程，也可以透过这个透明的展箱看到，体会到时代变迁和科技对生活带来的影响。

除了观看这些锁芯的“秘密”，展箱还设置了一处透明“换锁台”。大家可以和展箱互动，将锁具中原有的锁芯取出，并摸索锁具结构，换上新的锁芯，从而掌握换锁芯的方法，认识到其实换锁是一项很简单的操作和非常实用的生活技能。此外，跟随展品还搭配了一些关于锁的安全知识讲解、配钥匙等展教活动。

据刘奕介绍，完成这个装置，需要对市面上各种类型的锁具进行试验、挑选出锁芯最合适展出那几个。此外，为了让透明台与各类型锁结构契合，并能实现与观众的互动，需要对材料进行精确地打磨、切割，有些部分甚至还需要用到3D打印技术。目前，这件作品还处于半成品状态，预计8月底正式完工。

“锥体上滚”：“越过山丘”版系国内首创

“锥体上滚”这一项目，对于参观过各处科技展的朋友们也许并不陌生，用刘奕的话来说，这个项目是各大科技馆的“标配”。

那么刘奕口中的这项科技馆“标配”，何以入选这次2018中国国际科普作品大赛决赛呢？原来，与传统的“锥体上滚”相比，合肥市科技馆这件作品额外增加了两根导轨组成了一条新轨道，与原来的轨道相连接形成了一条既有“上坡”也有“下坡”的轨道，因此，市科技馆的工作人员也称它为——“越过山丘”版“锥体上滚”。此外，增加的这条轨道还可以手动调节两根导轨之间的间距。

“往常的‘锥体上滚\’只有一个单斜坡，锥体滚到上面就不动了，需要人用手拿回低处才能继续运动。现在增加了一个坡，可以利用锥体的惯性，让锥体自身长时间保持运动状态，两边来回‘爬坡\’。”刘奕说，“此外，经过大量周密地计算，我们增加了轨道间宽度的可调节功能。当宽度达到一定程度时，锥体就不会运动了。这样，能让大家更加直观地体验和理解锥体滚动方向取决于不同轨道宽度导致的重心高低的道理。”

“创新是不容易的，在传统固化的项目上创新就更难了。这个‘越过山丘\’版‘锥体上滚\’是国内首创。在我们业内，这是一件很亮眼的创新作品。”刘奕说道。

孩子求知的眼神是坚持创作的“发动机”

2018中国国际科普作品大赛由中国科学技术协会主办，中国科技馆、中国科技馆发展基金会和中国自然科学博物馆协会共同承办，是为了鼓励国际科普作品的创作，并推动科普作品创作研发的国际交流与合作而举办的国际赛事。

经大赛评审委员会评选，从提交的303件科普展品中，最终确定40件构思新颖、科普意义清晰且生动有趣的作品入围 “国际科普作品展”。合肥市科技馆选送的这三件作品全部入选。9月份，它们将“抵达”北京参加最终的决赛以及“国际科普作品展”等一系列展览。这三件作品的主创人员皆是合肥市科技馆研发中心的4名成员。其中，担任研发中心主任的刘奕已经在这一行做了12年。刘奕说，“我们这一行很纯粹，孩子们每一次看见我们创作的新展品时候的那种眼神，就是我和同事们最大的动力。”晨报记者 刘畅司晨 文/摄

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