Page 43 - 优秀学生创新风采录

上海市青少年科学研究院 鲍 辰

区级小研究员 上海市向明中学

创新格言
白玉不毁，孰为珪璋。不忘初心，砥砺前行。

个人风采
我对科创的热爱源于我对编程的深深痴迷。小学里，作为一个普通的男孩子，我也热爱网络游戏，与别人不同，我更
希望知道游戏背后的秘密，渴望接触到游戏内部的原理。就这样，我慢慢接触到了编程和奥林匹克信息学竞赛。我还记得
最开始输出字符串还迷迷糊糊，刚学编程的几个月以后，我第一次参加奥赛只拿到了 55 分（满分 600 分）。但是我没有放弃，
凭借着满腔的热情，利用在寝室里、在机房里的课余时间，我去钻研那些算法技巧，一步步从枚举算法到动态规划再到线
段树……一年后我取得了 220 分的成绩。同时，我也没有局限在算法上，我开始研究 51 单片机，将自己的编程知识真正
运用在现实生活中。那一年我与我的同学便研究了课题《一种基于激光反射的玻璃幕墙安全检测系统》，获得了上海市第
32 届青少年科创大赛一等奖的成绩。多年来编程的积淀，促使我开始摸索高等数学的一隅——线性代数，为我学习深度学
习理论打下了基础。在一年的学习后，我便利用所学的知识完成了课题《一种基于卷积神经网络和 A* 算法的扫地机器人儿
童意外伤害预防系统》，并且获得了上海市第 33 届青少年科创大赛一等奖的成绩，上海市“明日科技之星”的称号。

创新故事
说到我的课题《一种基于卷积神经网络和 A* 算法的扫地机器人儿童意外伤害预防系统》，它的原理是在居家生活中，
扫地机器人是一个能够长时间监管地面的成员，所以利用扫地机器人平台进行地面上危险物品的识别工作，有效地排除儿
童对危险物品的误食、器具伤等伤害因素。我采用了较为普适性的图像识别技术，即卷积神经网络（CNN）与高效的寻路
算法 A* 算法互相优化来解决此类问题。最终，我的课题研究成果能够有效地满足对危险物品实时判断并处理的标准，并通
过一种新的高效工作机制（卷积神经网络与 A* 算法互相优化）解决了家用扫地机器人常见的随机碰撞算法的低效性。
在研究课题的路上，课堂知识是很重要的一个环节。对于本课题来说，研究深度学习中卷积操作的过程，就需要对课
本中矩阵的乘法有自己进一步的理解。研究激活函数对于卷积神经网络效率的影响，就势必要从函数本身的数学特性出发，
才能慢慢理解各个函数梯度下降的优劣。而整合时，高一学习的信息技术课程帮助了我更好地了解 linux 系统的特性。可见，
没有充分扎实的课内学习是无法取得成功的。
在研究过程中，艰辛自然是难以避免的。我在学习深度学习的过程中，有很多次完全无法正常地运行程序，它锻炼了
我利用各种周围的资源去解决问题的能力，我从中学到了很多。 我认为研究活动首先一定是需要付出很多，有很多领域的
知识是课内完全无法涉及到的，我不仅要学会这些领域里的各类知识，更要去运用它们。研究课题最能教会我的是真正的
解决一个实际问题，处理这个实际问题的态度，这是在人生历程中必不可少的财富。我将珍藏着这份财富，应对今后的一
切挑战！

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