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我们的火星生活家园

2024-12-28李瑞恩章致雨李青霖蔡葆元

中小学信息技术教育 2024年13期

作品构思

通过基于Arduino系统的电控以及家园外观的3D建模,打印成型,构成了一个适合人类将来在火星生存的基本生活环境模型。

作品的初衷

由于地球的自然资源在人口激增及极度的开发情况下正逐步衰竭,所以在其他星球开发适合人类生存的新环境是人类急需解决的问题。火星就是将来可能的选择之一,但是,火星环境的超低温、强烈的辐射、表面极度缺水、恶劣的空气等极其不利于人类生存,所以必须采取一些特殊的措施来解决这些不利于人类生存的因素。

思路设计

作品由6部分组成,包括:透明隔离罩、气阀舱、绿色能源基地、绿色植物智能监控和生产中心、家园健身中心、雷达站。

(1)为了隔离火星的强烈辐射和小陨石对人类的危害,我们为家园设计了一个具有隔离辐射、防撞击并可以透过太阳光的透明隔离罩。

(2)“火星家园气阀舱”主要是用来隔绝火星有毒、有害的空气和家园空气,它具有家园通往外部的外门和通往内部的内门,平时两个门都处于关闭状态,需要用语音来指示系统打开和关闭。当有人从外部进入家园时需要用语音(或指纹)认证系统打开外门,人进入后再用语音(或指纹)关闭外门;人从外门进入后,需要在外门和内门之间的“气阀舱”停留;停留过程中,系统会通过蓝牙自动向家园的“绿色能源基地”发出指令,“绿色能源基地”会采启动生产各种生活所需能源并向气阀舱和家园内输出各种能源,当气阀舱气体正常后,进入人员通过语音(或指纹)打开内门,人进入家园后再语音(或指纹)关闭内门。

(3)家园的绿色能源基地为家园提供水、氧气、电力等能源,它处于两种工作状态,一种是维持家园最低需要的低供给状态,另一种是可调的更高的能量输出方式;绿色能源基地可以由气阀舱进行蓝牙遥控启动,也可以进行手动调节,其中的电能是由核发电机提供、深水泵抽取火星地下水、通过电解水的方法可以得到氢气和氧气。

(4)“家园绿色植物智能监控和生产系统”,是用来为家园提供粮食、蔬菜以及其他绿色植物的基地。它采用智能设备监测植物生长环境,实现实时精确监控和智能绿色植物的生产。我们制作了这个模型,它可以模拟利用不同传感器进行植物生长和环境监控。

(5)“家园健身中心”能够为家园内部的人员提供健身锻炼的场所,它主要以一个跑步机作为核心,跑步机自动识别是否有人站在跑步机上。有人时它会自动启动并可由在跑步机上的人调节跑步机的速度,当无人时,跑步机会自动停止运行。

(6)雷达站。主要是用来为家园的人们和地球通讯。

创新点

(1)描述了一种人类如何在火星上生存的模式。

(2)从电控到三维建模再到打印成型完全是自主完成。