去年夏天，一场大火烧毁了加州附近的一家餐馆，杉亚·吉尔(Shanya Gill)感到心烦意乱。于是这个中学生就直接开始工作了。

　　12岁的Shanya是圣何塞米勒中学的七年级学生，她花了一年多的时间开发了一种火灾探测装置，她认为这种装置可以阻止餐馆的大火。

　　“我以前从未真正经历过这样的事情，”她谈到清晨霍尔德乡村酒店(Holder’s Country Inn)的火灾时说。据报道，火灾是从厨房开始的。没有人受伤，但餐厅被毁了。“它击中了我的心，因为它是我社区的一部分。”

　　Shanya发明了一种工具，它使用热成像来识别热源——比如燃气燃烧器——何时无人看管10分钟。她说，她的目标是设计一种优于标准烟雾探测器的预警系统。

　　“他们有烟雾探测器，但它还是被烧毁了，”她谈到这家餐厅时说。她指出，当烟雾开始上升时，烟雾探测器会感应到活跃的火灾，而她的系统旨在阻止不必要的火灾发生。

　　珊娅最近在华盛顿特区的赛默飞世尔科学青年创新者挑战赛上凭借她的火灾探测装置获得了最高奖。这项年度竞赛是由科学协会举办的，这是一个旨在促进科学教育的非营利组织。

　　去年春天，全国有6.5万名中学生参加了科学学会下属的科学与工程竞赛，10%的学生获得了赛默飞世尔JIC的提名。10月27日至11月2日在华盛顿举行的比赛中，评审团选出了30名决赛选手。

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　　“我真的很努力才来到这里，”珊娅说，她拿到了2.5万美元的奖金，她计划把这笔钱用于未来的教育。

　　30名决赛入围者根据他们的科学项目进行评判，其中包括设计用于识别某些癌症的智能手机应用程序，以及由环保织物制成的可重复使用的月经产品。他们还在现场团队挑战中受到批评，包括设计研究切萨皮克湾牡蛎礁生态系统的设备。评委们想测试学生们的批判性思维和合作能力。

　　赛默飞世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific)负责企业社会责任和可持续发展的副总裁梅隆·马蒂亚斯(Meron Mathias)说，“山娅非常有激情，也非常体贴。”赛默飞世尔科技是一家赞助比赛的生物技术公司。

　　马提亚说，评委们除了注意到珊娅对科学概念的深刻理解以及她的领导能力外，还对她复杂的火灾探测系统印象深刻，该系统由两个关键部件组成:一个热像仪和一个小型单板计算机树莓派。

　　Shanya解释说:“在树莓派上，我用Python编程，代码的作用是检测有人值守的火灾和无人值守的火灾。”

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　　热像仪跟踪温度，能够识别水平移动的温暖物体，比如人，以及垂直移动的热源，包括烟雾和火焰。当热源无人值守超过10分钟时，该设备将检测到，届时它将向用户发送短信警报。10分钟的设置可由用户修改。

　　“这个项目的整个想法是提前预测火灾并预防它们，”Shanya说，她补充说，在进行研究时，她对住宅火灾的统计数据感到震惊。

　　根据美国消防局的估计，2021年美国住宅建筑共发生353500起火灾，导致2840人死亡，损失近90亿美元。

　　“我发现了火灾是一个多么大的问题，”杉雅说。“我决定做点什么。”

　　山雅说，制作原型很复杂，她在整个过程中遇到了几个障碍。

　　“我在项目中遇到了很大的挫折，几乎所有的挫折都与代码有关，”她说。“我有两个设计，第一个设计完全失败了。这真的是一个很大的障碍，我必须通过。”

　　她说，在努力的过程中，她的编程能力有了明显的提高，“真正帮助我不放弃的是，珍惜一路上的小胜利。”

　　虽然珊娅对她的最终原型很满意，但她现在正在努力完善它。她正在努力寻找一种更便宜的树莓派替代品，树莓派的起价约为35美元，她还在努力调整代码，以提高其准确性。

　　她的计划是将产品推向市场，并将利润捐给支持火灾受害者的慈善机构。

　　“这种设备在准确性、速度和价格上都优于烟雾探测器，”杉雅说，她希望最终产品的成本低于60美元，而且不需要安装。虽然烟雾探测器的成本各不相同，但它们通常在15美元到150美元之间，安装硬连线烟雾探测器的平均成本约为110美元。

　　罗格斯大学(Rutgers University)机械和航空航天工程教授约格什·贾鲁里亚(Yogesh Jaluria)表示，山亚的产品显示出了希望。

　　“她开发的探测系统非常好，”他说。“我主要担心的是它会发出假警报。”

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　　Jaluria没有参与这个项目，也不认识Shanya。她指出，热想象通常用于测量温度和热点，而不是火灾。虽然Shanya的设备确实比大多数传统的烟雾探测器更早地探测到火灾，但Jaluria说，“在某些情况下，它可能会过度杀伤力。”

　　Shanya说，当她第一次发明这个设备时，误报是一个大问题，但她已经提高了产品在检测不必要的火灾方面的准确性——在她的测试中，这一准确率为98%。

　　贾鲁里亚说:“一个六年级的小女孩竟然会考虑这么重要的问题，这令人印象深刻。”

　　美国科学学会一年一度的中学生竞赛旨在鼓励年轻学生解决问题，并激发他们对STEM的兴趣，STEM代表科学、技术、工程和数学。

　　“善雅看到了一个问题，她就去追它，试图解决它，这是我们需要鼓励所有年轻人的，”科学学会(Society for Science)主席兼首席执行官玛雅·阿杰梅拉(Maya Ajmera)说。该学会举办这项中学竞赛已有25年了。

　　“研究表明，许多年轻人退出了STEM，尤其是女孩和有色人种的孩子，”Ajmera说，并补充说，竞赛有助于满足学生的科学好奇心。

　　珊娅年纪轻轻就取得了成功，这让她对自己未来的科学事业感到兴奋。她希望继续创造帮助人们的产品。

　　她说:“我想坚持自己的激情，努力做出积极的改变。”