埃文·布兹表示，他在五月因研究获得50,000美元的奖学金的经历“如梦似幻”。克里斯·艾尔斯/克里斯·艾尔斯摄影/科学协会许可 2024年夏天，埃文·布兹站在他祖父母位于加拿大的泳池边，努力解决一个独特的问题：如何让他的自主海龟机器人游泳。“我记得一些第一次测试。我会把机器人放入水中，它会直接沉到底部，” 现年16岁的布兹告诉《商业内幕》。 “它不会游泳。它不会调节深度。就像一块砖头。” 虽然大多数青少年不会面临这样的困境，但这成为了布兹的一个主要关注点，他在那年早些时候与家人一起在安大略省偏僻地区露营时，对水生生物产生了浓厚的兴趣。“我看到了一只用流畅的姿态和非常自然的动作游动的鳄龟，受到很大启发，我决定开发一款模仿它的机器人，”布兹说。全息摄影机安装在自主机器人顶部。 埃文·布兹 在后院泳池的测试，加上几个月的额外测试、调试和升级，在今年五月终见成效。布兹因建造了一款水下3D全息摄影机，并结合他训练的AI模型，用以识别水体中的小塑料颗粒，而在2026年再生元国际科学与工程博览会上赢得了50,000美元的奖学金。他将那项技术装在他的自主海龟顶部。他表示，构建这款机器人和全息摄影机各花费了大约2000小时。 试验与错误 对布兹而言，以环境为基础的研究项目是一个自然而然的步骤。“我一直对户外充满热情，”他说。“我记得我六岁时，跟父母一起去偏僻地区露营的回忆。我们会划独木舟前往那些美丽而壮观的湖泊。” 他特别吸引于水，他在观看一部关于海洋和海洋生态系统的纪录片后了解到水中存在大量微塑料。海洋保护协会估计，每年有1100万吨塑料垃圾进入海洋，影响超过1300种海洋生物。 2024年，布兹花了大约5个月时间建造这款机器人海龟，他说它是进行此类工作的完美动物。“它们是非常高效的游泳者，这对于设计仿生机器人至关重要。我想确保我的海龟可以在长途任务中游泳，而无需不断充电或电池耗尽，”布兹说。“它们也分布在各种水生生态系统中，这意味着它们对可能出现于环境中的其他生物更加熟悉。” 海龟也可以达到较大的体型，使布兹可以舒适地容纳传感器和全息成像系统等科学有效载荷。为了完善机器人的运动，布兹还咨询了当地水族馆的专家。 埃文·布兹构建了一款能够在水体中检测微塑料的自主机器人。科学协会“从那时起，我开发了一些算法，让机器人能够自主游泳，并遵循预定义的搜索模式，同时调节其深度，”布兹说。“它基本上能够遵循用户希望它去的地方，完全不需要手动导航或人力控制。” 布兹从2025年夏天开始创建全息图像系统并训练AI模型。他表示，这个过程需要很多试验和调整，特别是在技术的微塑料检测方面，需要准确区分与其他小型水生生物。 “这个过程包括优化物理硬件，以实现足够高的成像分辨率，从而识别可能只有10微米大小的微粒和微塑料，”布兹说。全息图像系统必须成功捕捉3D全息图像，才能通过AI模型进行微塑料的识别。布兹表示，构建这些组件需要时间，但由于加拿大严寒的冬天，测试窗口有限。他说：“在我所在的加拿大北部，冬天非常寒冷，因此我必须在寒冷来临之前，在本地区的一些当地湖泊测试我的最终仿生机器人。” 到了再生元国际科学与工程博览会举行时，布兹表示他的项目在区分微粒与微塑料方面具有94%的准确率。 获得丰厚的回报 布兹表示，他的研究旨在使微塑料检测变得更快、更便捷。他称目前的测试过程，通常需要实验室确认，“相当繁琐”。“由于它是基于实验室的，分析即使是少量样本也需要多天时间完成，并且非常昂贵，”布兹说。“这在偏远地区并不实用，因为您可能无法获得实验室或完成该分析所需的高技能人员。” 然而，布兹的研究可以直接在水中分析微塑料。这种思维方式使布兹赢得了戈登·E·摩尔积极成果奖，以惠及后代。