「空氣炮」滅火 「智慧消防」不用水

高中生試做小型科研 參與研究設計採集數據分析報告全流程

香港近年着力推進創科發展，培育下一代青年科創人才是關鍵。香港理工大學透過「青少年研究指導計劃」，由大學科研人員領導具創科潛能的高中學生合作進行小型科研項目，讓他們全程參與體驗研究設計、採集數據、分析報告的流程，最終成果更有機會在國際學術會議上報告。2022/23學年計劃共有136名高中生參與，有學生在理大團隊領導下，使用視覺識別技術與人工智能算法，成功訓練機械人如何識別火焰及界定火焰，及在不使用水的情況下利用空氣渦流遠距離滅火，推動「智慧消防」建設。團隊亦已在幾個月間製成樣品機械人，期望未來能有機會在真實火災現場應用，幫助守護消防員以至市民的安全。◆香港文匯報記者 王鼎煌

多名參加計劃的學員及理大導師日前接受香港文匯報訪問並分享成果。西島中學的盧樂熙（Edward Lowe）表示，自己在理大建築環境及能源工程系副教授黃鑫炎與兩名博士生王蒙與張偉傑的指導下，進行「應用人工智能及機械人科技的智慧消防」項目，希望研發一款全程無須人為干預，及沒有水或滅火劑的情況下，可以自主找尋火源並快速滅火的智能機械人。

訓練機械人識別火焰界定範圍

在導師指導下，Edward利用機械人配備的傳感器與攝像頭，並使用計算機視覺識別技術與機器學習算法，教會機械人如何識別火焰及界定火焰的範圍。而團隊設計出的「環形渦流炮（Toroidal Vortex Cannon）」，則可實現在不需要水的情況下，藉助空氣渦流從數十米外將火焰旋轉吹熄，實現遠距離滅火。而搭配理大研製的智能應用程式，更可借助代碼訓練機械人向火移動。三項技術合體為一，即可實現無須用水即可自主鎖定火源並實施滅火的智能機械人。在計劃的幾個月間，已製作出小型樣品機械人。

黃鑫炎補充指，團隊中的博士生亦已開始製作最終的成品機械人，期望最終可以將其應用到真實的火災現場，成為消防員的可靠助手，保障前線人員安全。

元宇宙遊戲結合娛樂健康

計劃中的另一項目「結合虛擬實境技術建構元宇宙遊戲」，則由基督教宣道會宣基中學的曾彩霞與拔萃女書院的陳喆珊，在理大工程學院工業及系統工程學系高級導師鄧育明與研究助理伍家駿指導下進行，涉及在元宇宙框架下構建出一款虛擬角色在虛擬學校環境中，歷盡艱難「返校」的故事。兩名女生對元宇宙的概念框架完成文獻研究調查後，並運用設計與3D繪圖技巧，創建出虛擬的互動元宇宙環境，並將健康運動的元素結合到電子遊戲當中，使得娛樂性與健康運動相結合。

理大副校長（學生及環球事務）楊立偉介紹指，計劃推行三屆以來，已有83所學校340名中學生參與到114個理大的研究項目，主題涵蓋人工智能、大數據、康復治療、護理學、各類工程學等，校方新學年將繼續推廣計劃，並鼓勵導師帶領中學生們參與更大規模的研究，進一步開拓其科研視野，為香港培育下一代科研人才。