“头顶五个球，水上我最牛。”这句带着点孩子气又充满自信的顺口溜，说的就是太原市第三十九中学初二学生宋昱萱花了半年多时间，用物理知识自主研发的“终结漂浮污染 科技赋能水域生态修复”装置——水上垃圾清理机器人。在刚刚落幕的2025-2026学年全球发明大会(中国)全国总决赛上，这个能清理垃圾、监测水质、还能应急救生的“小家伙”，从数千个项目中脱颖而出，捧回了一等奖。

河畔漫步 洞察痛点

　　宋昱萱与这个项目结缘，始于日常河畔漫步的所见所感。此前在家乡河边散步，水面漂浮的塑料袋、饮料瓶、枯枝杂物总是随处可见，去年有一天，她亲眼看到环卫工人划着小船打捞水面垃圾，工人弯腰挥网，既耗时耗力，还存在落水的安全隐患，这一幕场景深深触动了她。

　　回家后，她上网查阅大量资料发现，全球每年约有800万吨塑料垃圾涌入各类水域，对水生态系统造成不可逆的破坏。“这些见闻让我意识到，漂浮垃圾不是个例，而是很多城市近郊水域、景区、湖泊都存在的问题。”宋昱萱告诉记者，自己平时就爱琢磨，动手能力也强，“学了物理、地理这些知识后，我就想能不能用学到的内容做一台可以长期自主作业的小型水上垃圾清理机器人，补上人工清理的缺口。”

　　为了把想法落实，宋昱萱花了一个多月时间走访本地河道、城郊湖泊，还跟着环卫工人蹲点作业。城区景观河、郊野浅滩这类区域水浅道窄，大型专业清理船没法驶入，超过七成的漂浮垃圾堆积，只能靠环卫工人站在岸边用长网兜打捞。她查阅大量国内外同类设备研究资料，还发现现有小型清理工具功能单一，只负责捞垃圾，没人同步做环境监测，她说：“垃圾污染和水质恶化是绑定的，工人捞完垃圾没法记录污染情况，需要环保部门二次排查，很浪费人力。”这些一手信息，成了她设计方案的直接依据。

动手创造 多维破题

　　“水溜子”是宋昱萱给水上垃圾清理机器人起的昵称。机器人主体呈流线型，能在水面灵活穿梭。顶部有五个球：四个雷达球负责侦察雷达波和通讯信号，中间旋转的大球体上安装360度旋转摄像头，可实现全景眺望功能。两侧分别设有休息舱、物资舱、救生舱和工具舱，构成应急保障的关键区域。内部则集成了智能救生系统、水质和空气质量检测装置、定位芯片等核心元件。

　　在功能上，“水溜子”实现了“一机多能”：收集水面漂浮垃圾时，红外传感器先检测前方是否有垃圾，图像识别系统对垃圾进行分类，传送带依据摩擦力原理将垃圾运送到对应储存区域;定位芯片规划航线，引导机器人高效移动。与此同时，它还内置水质检测装置和空气质量检测装置，一边航行清理垃圾，一边实时回传不同水域的水质数据、沿岸空气质量数据，相当于一个可移动的水上环境监测站。

　　动力方面，采用电池加太阳能互补供电，全程零排放，不会给水域带来二次污染，还能靠太阳能延长续航，适合长时间水上作业。两侧的功能舱还可携带小型水生生态修复工具，智能救生系统加语音提示功能，遇到人员落水能第一时间发出预警。

　　那句“头顶五个球，水上我最牛”的顺口溜，是在太原市第三十九中学副校长张霞的点拨与启发下，推敲而来的。宋昱萱笑着说，“没想到现在成了我们模型最吸睛的标签，参赛时好多评委过来都笑着念一遍。这个‘牛’也不只是说捞垃圾效率高，更希望它能成为水上生态保护的多面手。”

半年一剑 终露锋芒

　　从最初的想法到站上国赛领奖台，宋昱萱前后花了半年多时间，历经无数次拆装调试、试错迭代。

　　初代设备出现传送带打滑、垃圾无法输送的问题，改版后遭遇机身渗水、电池短路故障，“半个船都沉了，捞上来废了两块电池。”她趴在水池边摸了半天才找到所有缝隙，用热熔胶重新封了一遍，还把电池舱整体抬高了2厘米。装头顶五个球的时候也闹过笑话。“一开始为了结实，用了实心球，结果重心全堆在头顶，刚放到水里，一阵小风就吹翻了。”她的指导老师于健明指导她把四个功能舱，分别放在机器人的两侧，四个角的雷达球和顶部旋转球换成了轻质乒乓球，再试就稳多了。

　　多重难题曾让宋昱萱一度萌生放弃的念头。她前前后后做废了三个原型，调了二十多次配重，试了将近一个月才终于成功。就在距离参赛还有几天时，模型又出现意外——电路板连接线松动，她动手重接时正负极接错，电路板当场烧毁冒烟。“当时大脑一片空白，忍不住哭了出来。是我爸爸耐心教我拆线、走线、固化，才把机器人焊接修复好。”宋昱萱回忆道。

　　参加此次国赛，在宋昱萱看来，最大的收获不是一等奖，而是拓宽了眼界和创新思维，也了解了行业前沿。更触动她的，是一位做水域生态研究的评委老师围着“水溜子”看了十分钟，给她提了好多优化方向：怎么调整太阳能板角度适配不同季节、怎么改结构降低维护成本。临走还对宋昱萱说，“孩子从身边小事做发明，才是真的能改变生活。” 宋昱萱豁然开朗，原来自己的这个小小的模型，未来真的有可能变成真正的机器人，漂在河上帮到环卫工人。

　　对于未来，宋昱萱已经有了清晰的规划：把“水溜子”从模型做成实物，持续优化作品，让设备适配更复杂的水域环境。“发明创造就是用学到的知识解决真实存在的问题，从水域污染这类小痛点出发，把想法落地成能解决问题的设计，这个过程本身就很有意义。”宋昱萱说。

（薛梓桐）

　　“头顶五个球，水上我最牛。”这句带着点孩子气又充满自信的顺口溜，说的就是太原市第三十九中学初二学生宋昱萱花了半年多时间，用物理知识自主研发的“终结漂浮污染 科技赋能水域生态修复”装置——水上垃圾清理机器人。在刚刚落幕的2025-2026学年全球发明大会(中国)全国总决赛上，这个能清理垃圾、监测水质、还能应急救生的“小家伙”，从数千个项目中脱颖而出，捧回了一等奖。

河畔漫步 洞察痛点

　　宋昱萱与这个项目结缘，始于日常河畔漫步的所见所感。此前在家乡河边散步，水面漂浮的塑料袋、饮料瓶、枯枝杂物总是随处可见，去年有一天，她亲眼看到环卫工人划着小船打捞水面垃圾，工人弯腰挥网，既耗时耗力，还存在落水的安全隐患，这一幕场景深深触动了她。

　　回家后，她上网查阅大量资料发现，全球每年约有800万吨塑料垃圾涌入各类水域，对水生态系统造成不可逆的破坏。“这些见闻让我意识到，漂浮垃圾不是个例，而是很多城市近郊水域、景区、湖泊都存在的问题。”宋昱萱告诉记者，自己平时就爱琢磨，动手能力也强，“学了物理、地理这些知识后，我就想能不能用学到的内容做一台可以长期自主作业的小型水上垃圾清理机器人，补上人工清理的缺口。”

　　为了把想法落实，宋昱萱花了一个多月时间走访本地河道、城郊湖泊，还跟着环卫工人蹲点作业。城区景观河、郊野浅滩这类区域水浅道窄，大型专业清理船没法驶入，超过七成的漂浮垃圾堆积，只能靠环卫工人站在岸边用长网兜打捞。她查阅大量国内外同类设备研究资料，还发现现有小型清理工具功能单一，只负责捞垃圾，没人同步做环境监测，她说：“垃圾污染和水质恶化是绑定的，工人捞完垃圾没法记录污染情况，需要环保部门二次排查，很浪费人力。”这些一手信息，成了她设计方案的直接依据。

动手创造 多维破题

　　“水溜子”是宋昱萱给水上垃圾清理机器人起的昵称。机器人主体呈流线型，能在水面灵活穿梭。顶部有五个球：四个雷达球负责侦察雷达波和通讯信号，中间旋转的大球体上安装360度旋转摄像头，可实现全景眺望功能。两侧分别设有休息舱、物资舱、救生舱和工具舱，构成应急保障的关键区域。内部则集成了智能救生系统、水质和空气质量检测装置、定位芯片等核心元件。

　　在功能上，“水溜子”实现了“一机多能”：收集水面漂浮垃圾时，红外传感器先检测前方是否有垃圾，图像识别系统对垃圾进行分类，传送带依据摩擦力原理将垃圾运送到对应储存区域;定位芯片规划航线，引导机器人高效移动。与此同时，它还内置水质检测装置和空气质量检测装置，一边航行清理垃圾，一边实时回传不同水域的水质数据、沿岸空气质量数据，相当于一个可移动的水上环境监测站。

　　动力方面，采用电池加太阳能互补供电，全程零排放，不会给水域带来二次污染，还能靠太阳能延长续航，适合长时间水上作业。两侧的功能舱还可携带小型水生生态修复工具，智能救生系统加语音提示功能，遇到人员落水能第一时间发出预警。

　　那句“头顶五个球，水上我最牛”的顺口溜，是在太原市第三十九中学副校长张霞的点拨与启发下，推敲而来的。宋昱萱笑着说，“没想到现在成了我们模型最吸睛的标签，参赛时好多评委过来都笑着念一遍。这个‘牛’也不只是说捞垃圾效率高，更希望它能成为水上生态保护的多面手。”

半年一剑 终露锋芒

　　从最初的想法到站上国赛领奖台，宋昱萱前后花了半年多时间，历经无数次拆装调试、试错迭代。

　　初代设备出现传送带打滑、垃圾无法输送的问题，改版后遭遇机身渗水、电池短路故障，“半个船都沉了，捞上来废了两块电池。”她趴在水池边摸了半天才找到所有缝隙，用热熔胶重新封了一遍，还把电池舱整体抬高了2厘米。装头顶五个球的时候也闹过笑话。“一开始为了结实，用了实心球，结果重心全堆在头顶，刚放到水里，一阵小风就吹翻了。”她的指导老师于健明指导她把四个功能舱，分别放在机器人的两侧，四个角的雷达球和顶部旋转球换成了轻质乒乓球，再试就稳多了。

　　多重难题曾让宋昱萱一度萌生放弃的念头。她前前后后做废了三个原型，调了二十多次配重，试了将近一个月才终于成功。就在距离参赛还有几天时，模型又出现意外——电路板连接线松动，她动手重接时正负极接错，电路板当场烧毁冒烟。“当时大脑一片空白，忍不住哭了出来。是我爸爸耐心教我拆线、走线、固化，才把机器人焊接修复好。”宋昱萱回忆道。

　　参加此次国赛，在宋昱萱看来，最大的收获不是一等奖，而是拓宽了眼界和创新思维，也了解了行业前沿。更触动她的，是一位做水域生态研究的评委老师围着“水溜子”看了十分钟，给她提了好多优化方向：怎么调整太阳能板角度适配不同季节、怎么改结构降低维护成本。临走还对宋昱萱说，“孩子从身边小事做发明，才是真的能改变生活。” 宋昱萱豁然开朗，原来自己的这个小小的模型，未来真的有可能变成真正的机器人，漂在河上帮到环卫工人。

　　对于未来，宋昱萱已经有了清晰的规划：把“水溜子”从模型做成实物，持续优化作品，让设备适配更复杂的水域环境。“发明创造就是用学到的知识解决真实存在的问题，从水域污染这类小痛点出发，把想法落地成能解决问题的设计，这个过程本身就很有意义。”宋昱萱说。

（薛梓桐）