北京高中生为汽车装上指纹锁获得国家专利局实用新型专利

2017年2月8日讯，伸出手指，轻轻一按，立马解锁……如今，指纹解锁在家居住宅上的应用已经不算少见，在智能汽车上的应用前景也越来越得到业内人士的认可。自幼喜爱科技的中学生单伯瑄早早感受到了这一前沿科技的魅力，正在北京市第十四中学读高二的他由门锁得到启发，凭借“基于指纹识别和触摸传感的新型车门锁”申请到了国家专利局的实用新型专利。

正在北京市第十四中学读高二的单伯瑄

想好的创意被抢注

要说起单伯瑄指纹车锁创意的来源，其实拐了好几道弯。

上初二时，家里买了新房，一直对家庭智能控制系统心心念念的单伯瑄想借着装修的机会，把新家打造成一个“智能王国”。他可不仅只是想想而已，而是通过比较后认真筛选出了一套可行方案：通过Wi-Fi进行物联网连接？密码容易被破解，不够安全，方案被否决；搜索资料后，单伯瑄决定利用现有的电力线，通过载波方式，将单片机的指令传输给家电的处理装置，处理装置对指令进行翻译后控制家电对其执行，从而实现系统对家电的控制和监控。

想法是确定下来了，可是这一套方案要真正实施起来着实不容易。作为一个初中准毕业生，时间紧张是一个压力；更重要的是，这么一套综合的系统，需要复杂的程序设计，单伯瑄也确实有点儿力不从心。于是，他退而求其次，准备从系统的一个小环节开始：门是家庭第一道防护，那就先想想怎么让门锁变得智能便捷吧。

“所有的发明设计都是为让生活更加便捷来服务的。”谈起自己对门锁的改进，单伯瑄一直把这句话挂在口头。单伯瑄发现，指纹解锁虽然在开锁方式上有了跃进，但是在细节处理上并不“亲民”，“解锁的位置不够直接，一般的智能门锁在解锁后还要再重复一个开门的动作，那么，为什么不能将这两个动作合二为一呢？”发现改进空间后，单伯瑄尝试将指纹解锁的部分置于门柄处。这样一来，开门时，单手握住门柄，大拇指的位置可以自然接触到解锁处，解锁、开门便能一步到位。

之后，紧张的学习、考试接踵而至，单伯瑄便把这点子放在了一边。等到中考结束，单伯瑄想把自己的点子申请专利时，他发现，创意已经被“所见略同”的“英雄”抢注了，“自己做的时候进行查新，还没有人做；晚了一年，产品都上市了。”想出来的创意没能成为“原创”，单伯瑄觉得有点儿可惜，可自己之前查的那么多资料又不想浪费，“后来，我想了想，有锁的东西都比较贵重，除了房，就是车了。”

单伯瑄决定转移注意力，在车锁上动点儿脑筋。

双重识别为安全护航

拖出重达4公斤的17英寸电脑，单伯瑄飞快地演示着自己的专利作品。这电脑是中考后的暑假里，为了支撑视频制作、3D演示等功能，他“斥巨资”买了组件后自己组装完成的，“市面上同样功能的电脑估计得两三万，而我自己组装起来只花了不到9000块钱。”提起自己这部重量级的“移动工作站”，单伯瑄很是得意。

单手握住把手，食指弯曲与把手内侧接触部位处添加指纹识别——指纹识别置于把手内侧，可以最大限度减少与外部接触，降低来自外界的不必要的损害；把手与手掌表面接触部分添加触摸传感器，可对用户的行为进行附加识别，如果在3秒以上的时间里触摸传感与指纹识别发生冲突，汽车报警系统自动启动——双重识别的设计，一方面提高了门锁的安全性和可靠性，另一方面又不影响操作的简便性，用户在开启门锁的时候，指纹识别与触摸传感同时发生，不再需要额外的动作。单伯瑄告诉记者，触摸传感的创意其实是采用了“逆向思维”的方式：指纹传感器是精密度较高的识别系统，既然有精密度高的仪器，那一定会有精密度低一些的仪器来满足他设计的辅助识别的功能。上网一搜，触摸传感器便进入了他的选择视野。

基本的结构设计完成后，单伯瑄进行了多次的情景模拟，又对设计做了进一步的完善。比如，考虑到可能手上有油等污渍无法一次完成识别，单伯瑄在指纹传感器上添加了容错机制，只有在三次识别均未成功时，汽车才会发出警报。此外，作为状态回报，他在车把手上添加了指示装置，通过指示灯的亮起以告知用户是否解锁成功：绿灯亮起，解锁状态；红灯亮起，警报状态；灯灭，上锁状态。

如果指纹解锁出现故障、突然失效怎么办？这一点，单伯瑄也想到了，为了解决这一可能出现的问题，他又在把手上添加了“应急锁孔”。小小的应急锁孔身兼两职：既能应急解锁，同时也是指纹录入装置，钥匙在锁孔内转到底等待5秒后便可进行指纹的录入。

广汽之行获得创新灵感

设计完善补充后，单伯瑄向国家专利局递交了实用新型专利申请，并于去年6月获得了授权。发明始终要为应用服务，不与真正的应用市场对接，单伯瑄总觉得心里还有点儿不踏实。机会终于来了，去年暑假，在家人朋友的牵线搭桥下，单伯瑄走进了广汽集团研究院，把自己的设计拿到了专业研究人员面前，让专家把把关。

高温、高湿、低温、零部件碰撞、侧翻……这次进厂，单伯瑄算是开了眼界。他第一次知道，原来一辆汽车在正式出厂前，要经过的关卡可真不算少。所以，一开始面对技术专家提出的“车锁能否适应极端恶劣条件”的问题时，单伯瑄一下子有点儿愣神儿。这也给了单伯瑄新的启示，设计单独的元件与设计整体的某个零件，思路可能并不完全一致。“设计独立的东西我只需要考虑怎么将这个设计本身进行完善，如何更便捷，如何更智能；但是设计某个零部件，可能更多地需要考虑与其他部件的相容性，是否能与其他部件组合作为一个整体更好地发挥作用。”单伯瑄坦言，此前他更多地将注意力集中在了如何让车锁更安全、使用起来更方便，但是对作为汽车的一个零件需要满足的要求，他考虑的并不十分周全。

对于专家的提问，事后单伯瑄也有了自己的思考，“极端环境的适应问题，我觉得可以通过在结构上进行完善或者技术上的改进来实现。”比如，将指纹识别系统改为嵌入式结构，进一步减少与外界伤害接触机会，使用更为精密、抗压性更强的传感器等。除此之外，单伯瑄也意识到了其他的改进空间，比如现在用户行为识别的阶段，只是停留在对用户触摸时长的识别，将来可以升级成对用户触摸面积、触摸位置的识别，这样在不牺牲便捷性的前提下，进一步加强了准确性和可靠性。

这样的改进单伯瑄准备放在之后再进行，现在的他正全力以赴备战高考。虽然高二在读，但是一心沉迷科技的他已经早早确立了自己未来的职业发展方向，他报名参加了中国科学技术大学2017年少年班“创新试点班”，材料审核通过的他已经获得了今年高考资格，如测试顺利，今年他将在更大的平台上完成自己的科技梦想。