导语: 在一门名为《智能交互技术》的课程中,一个关于“如何让机器与环境共融”的思考,点燃了创新的火花。近日,我校机器人工程大三学生孙张鹏将课堂项目深度拓展,独立研发出“一种太阳能光敏百叶窗氛围灯照明装置”,并正式提交了国家实用新型专利申请。这不仅是一项技术成果,更是一次将理论知识转化为实践创新的生动演绎。
课程为基:在《智能交互技术》中播下创新的种子
《智能交互技术》作为我校大三下学期的核心专业课程,其魅力在于打破技术的壁垒,致力于构建一个完整的智能系统观。课程系统讲解了视觉识别技术如何“看懂”世界,语音识别技术如何“听懂”指令,可穿戴技术如何“感知”人体状态,并着重引导学生思考如何将这些前沿的感知技术,与实实在在的机器人机构设计、运动学模型以及自动控制模型进行深度融合。
对于孙张鹏而言,这门课像一把钥匙,打开了一扇通往智能系统设计的大门。“课程让我认识到,智能不仅仅是软件算法,更是一个‘感知-决策-执行’的闭环。无论是机器人还是智能家居设备,都需要一个能够理解环境、并作出精准物理反应的‘身体’。”正是这种系统化的思维,为他后续的专利研发奠定了坚实的理论基础。
项目为桥:从理论构想走向实体创造
在课程项目中,孙张鹏选择了“智能窗”作为他的实践方向。他设想,一扇窗户不应该只是被动的通风采光口,而应该成为一个能够主动思考、与环境互动的智能终端。
他将课程所学淋漓尽致地应用其中:
视觉识别技术的化身: 他利用光敏传感器模拟了视觉系统,使百叶窗能够实时“看见”并分析外界的光照强度,这是整个系统实现自动调节的感知基础。

图为《智能交互技术》课堂课程项目实施现场,以组为单位完成开放式课程项目,从应用价值出发,研发交互技术系统。


图为光感百叶窗的主体结构设计。
语音与可穿戴技术的拓展接口: 在控制模块的设计中,他预留了与智能语音助手(如智能音箱)和可穿戴设备(如智能手表)的对接接口。这意味着,未来用户不仅可以享受光线自适应的无感智能,还能通过“说一句话”或“抬一下手腕”这样的自然交互方式,对百叶窗进行个性化控制。
与机构设计和自动控制的完美结合: 课程的精华在于集成。他亲自设计了百叶窗叶片的聚光结构、转轴与支架的机械连接方式,并编写了控制模块的嵌入式软件。通过精密的运动学模型计算叶片角度,再通过自动控制模型驱动电机执行,最终实现了“感知到光线变化→决策出最佳角度→控制机械结构执行”的全自动流程。这门课所强调的“软硬结合”,在此得到了完美的体现。
专利成果:一项融合绿色与智能的创新装置
基于课程项目的成功,孙张鹏进一步优化、完善,最终形成了这项已申请专利的“太阳能光敏百叶窗氛围灯照明装置”。
该装置的核心创新在于:
能源自给与绿色照明: 百叶窗叶片的侧棱覆盖有高效率的太阳能薄膜电池,能将吸收的太阳光直接转化为电能并存储起来,用于驱动自身的控制系统和内置的氛围灯,真正实现了“用阳光管理阳光”。
光感自适应调节: 装置能通过光敏传感器自动感知环境变化,智慧地调节叶片角度。在光照强烈时,可反射光线入室进行自然采光,减少白日用电;在光线微弱时,则可调整角度最大化吸收太阳能,同时可开启氛围灯补光。
高度集成的智能控制: 用户可通过手机APP远程监控和操控,未来更可便捷地接入整个智能家居生态系统,与家里的其他设备联动,实现场景化智能(如离家模式自动关闭,影院模式自动调暗)。
未来展望:创新之路,始于足下
从一份课程作业到一项国家专利,孙张鹏同学的旅程充分证明,伟大的创新往往源于课堂内外的思考与坚持。他表示:“这个项目的完成,离不开《智能交互技术》课程带来的启发和导师的悉心指导。它让我真正体验了从问题定义、技术选型、原型实现到知识产权保护的完整创新链条。”
这项专利不仅为绿色建筑和智能家居领域提供了一个实用的解决方案,更展现了我校学子出色的跨学科整合能力与工程实践风采。我们期待,未来有更多同学能将课堂所学付诸实践,让智慧的种子在更广阔的天地间开花结果。