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小小发明人使棋盘变得聪明

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“在棋类比赛中,裁判对棋手的每一步棋都要进行记录;在棋手训练时,他们也要记下每一步棋,以便分析研究;在棋类比赛的电视转播中,会看到不时有工作人员在向讲解员传递棋谱。这些事都由工作人员忙碌着。于是有个日本人就发明了一个电子棋盘,它能够自动记录围棋的棋谱。”在上海市青少年科技教育中心发明创造培训班上,指导教师讲解完日本人的发明后,又向学生们提出了问题:“我们能否发明中国象棋的自动记录棋盘呢?”“能行!”从小爱好科技活动,并有多项发明成果,当年还是卢湾中学初二学生的赵俊华勇敢地接受了老师的任务。

在老师的指导下,赵俊华首先查阅了相关资料,并对日本人的棋盘进行了分析:围棋只有黑白两个子,因此基于二进制数的计算机正好能够处理它(如将数字“1”代表黑子,数字“0”代表白子)。而中国象棋黑红二方总共有14种不同的“子”,计算机怎样才能识别它们呢?如果给每个“子”编一个代表“身份”码(类似于条形码),那么为了识别它们,就必须在棋盘的每个格点上(共90个)安置一个读码器才能获取棋子的“身份”。这在理论上是可行的,但费用将极其昂贵,显然是不现实的。困难扑面而来。

困难面前,“方显英雄本色”。赵俊华没有被困难难倒,他与老师一起刮起了“头脑风暴”,于是一个极富创意的设想浮出水面:在电脑中建立一个虚拟棋盘,在这个虚拟棋盘中,用不同的数字给每个棋子编码,由于中国象棋的开局总是相同的,所以在开局时这些编码数字总是放在虚拟棋盘的规定位置上,与实际棋盘上的“子”的位置一一对应。接下来的问题就变得简单了,只要检测实际棋盘上“子”的位置变化,然后通过程序将虚拟棋盘中代表该“子”的编码从原来的位置转移到变化后的位置,从而完成了一步棋的记录。

设计需要丰富的想象,而实践则需要脚踏实地,一步一步攻关。第一关,如何检测棋盘上棋子的位置变化。赵俊华想到了磁感应技术,在每一个棋子中嵌入一块小磁铁,而在棋盘的90个格点位置每个放置一个磁力感应器,计算机控制着电子系统对这90个磁力感应器以每秒20次的频率不停地进行扫描,这样棋盘上“子”的位置的任何变化都能被电脑“感受”到。

第二关,编制电脑程序,这是个富有创意而又很耗时间的技术活,而且以前学的知识还不够,于是他边学边干,硬是把中学生感到很棘手的软件与硬件的结合问题解决了。第三关,如何使棋盘适应下棋人的习惯;第四关,如何解决误操作问题;第五关,如何适应残局……一关又一关,赵俊华凭着好学和执著,终于走了过来。智能棋盘记录系统在一个中学生手中诞生了。当他走上17届全国青少年科技创新大赛的领奖台,金灿灿的一等奖奖牌为他的成功写下了最美好的评语。

赵俊华成功了,他终于使传统的人工记录变为电脑自动记录成为可能。赵俊华丰收了,作为唯一一位中学生他参加了2002年第四届上海国际工业博览会,吸引了众多参观者的眼球。2003年又被评选为全国科学小院士。而最大的收获当是他自身创新、实践能力的提高,在发明过程中,他学到了如何汲取他人的长处,如何进行创意思维,如何带着问题学习,如何克服自身的弱点去迎接困难的挑战,发明过程中的沟沟坎坎,使他深深体会到发明的艰辛,而发明的成功又使他信心倍增。他说,这一切将使我终身受益。

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