为“小糖人”撑起饮食保护伞——控糖辅助餐盘的发明之旅
作者：刘承衍（上海市民办盛大花园小学）
一、发现问题：被血糖困住的“小糖人”与家属的焦虑 当看到医院里那些因为糖尿病而不能自由享受美食的孩子，还有他们家长脸上藏不住的焦虑时，我总会想起自己——作为一名从小与糖尿病相伴的“小糖人”，我太清楚每天控糖的烦恼了：不知道每餐该吃多少碳水化合物，不确定胰岛素该打多少，市场上的医疗仪器又贵又难买……这些困扰，不仅是我一个人的难题，更是千万糖尿病患者家庭的共同痛点。
为了摸清大家的真实需求，我通过问卷星发起了一项调研，共回收212份有效问卷，分为儿童患者和成人患者两个版本。在儿童版问卷中有效填写195人次，有两组数据让我印象深刻：一是96.41%的受访者是患者家属，这说明孩子的饮食管理大多依赖家长，而家长往往承担着巨大的心理压力；二是97.44%的儿童患者是1型糖尿病，这类患者自身无法分泌胰岛素，必须通过外力精准控制饮食和胰岛素剂量，但问卷显示，54.87%的家庭从未使用过任何饮食辅助工具，而71.28%的家属表示“非常愿意”尝试智能餐盘。更关键的是，成人版问卷（有效填写17人次）中，64.71%是60岁以上的患者，88.24%不了解关键的“ICR 系数”（即每单位胰岛素可处理的碳水化合物克数，是计算胰岛素剂量的核心参数），82.35%的受访者认为“食物识别”和“碳水化合物计算”是最需要的功能。
这些数据像一面镜子，照出了当前糖尿病饮食管理的“缺口”：市场上多是血糖监测工具，却少有能针对不同患者（尤其是儿童）提供个性化饮食建议的辅助设备；价格昂贵、操作复杂的现有仪器，也让很多家庭望而却步。于是，我萌生了一个念头：设计一款便宜、好用、能精准辅助控糖的餐盘。
二、设计与制作：将“黑科技”融入日常餐盘
要让餐盘实现“控糖辅助”功能，核心是解决三个问题：怎么识别使用者？怎么算准碳水和胰岛素？怎么让大家轻松看懂？带着这三个问题，我开始了设计与制作之旅。
（一）设计原理：多技术“联手”实现个性化
这款餐盘不是普通的盘子，而是集成了多种“黑科技”的智能工具：通过指纹识别模块确认使用者身份，自动调用其糖尿病类型和 ICR系数；用Hx711重力传感器称量食物重量，搭配K210芯片与摄像头的图像识别技术，精准判断食物种类，比如米饭、可乐、水饺；最后通STM32单片机的智能计算系统，结合预设的ICR系数，算出该吃多少碳水、该打多少胰岛素——整个过程无需复杂操作，就能给患者“量身定制”的建议。
（二）结构与材料：低成本也能有好性能
为了让餐盘既好用又便宜，我反复筛选材料，最终确定了一套高性价比的清单（表 1）。这些零件如果批量购买，总成本可低至120 元，大大降低了推广门槛。餐盘的结构分为“外层外壳”和“内层核心”：外层采用轻便耐用的材料，造型如普通餐盘，避免让患者觉得 “像医疗仪器”；内层则嵌入传感器、芯片和屏幕，其中TFT彩色屏幕用于显示总碳水化合物量、胰岛素量，OLED 屏幕辅助展示食物细节，语音模块还可同步播报建议，比如“米饭，碳水15克，需胰岛素2.5单位”，方便老人和孩子使用。 
表1 控糖辅助餐盘核心材料清单
（三）制作与检测：细节里藏着“精准” 制作过程中，最花心思的是提高“识别准确率”。为了让餐盘能分清不同食物，我给米饭、水饺、可乐等常见食物各拍了150张照片，还特意选择和食物色差明显的背景，比如用白色背景拍深色的可乐，用浅色背景拍米饭，让图像识别更灵敏。组装时，我反复调试电路连接，确保传感器、芯片和屏幕顺畅配合——比如指纹识别后，重力传感器要立刻“苏醒”，摄像头要在3秒内完成食物拍摄，计算结果要在5秒内显示并播报。
检测阶段，我模拟了不同患者的使用场景：针对1型糖尿病患者“cc”（ICR系数6g/U，即1单位胰岛素能处理6克碳水），当他放入12克米饭时，餐盘算出需2单位胰岛素；针对1型患者“小小”（ICR系数10g/U），同样12克米饭只需1.2单位胰岛素。对于2型糖尿病患者，餐盘会根据食物升糖指数给出提醒：识别到米饭时亮绿灯，显示“正常餐饮”；识别到可乐时亮红灯，播报“升糖速度快，建议少喝或不喝”。经过多次测试，餐盘的食物识别准确率达 95%以上，胰岛素计算误差小于0.1单位，完全满足日常使用需求。
过程图片如下：
三、小结与展望：用创新温暖每一个“控糖家庭” （一）小结：这款餐盘的“不一样”
回顾整个发明过程，这款控糖辅助餐盘的核心价值在于解决了三个“痛点”：一是个性化，通过指纹识别区分患者类型和ICR系数，避免“一刀切”的建议；二是便捷性，不用复杂操作，老人孩子都能懂，语音和屏幕双反馈更贴心；三是低成本，120元的批量成本让更多家庭用得起。测试中，有家属反馈：“以前算碳水要查表格、称重，现在餐盘直接告诉我们该吃多少，省心多了！”这让我觉得所有的努力都值得。
（二）展望：让“饮食保护伞”更大更稳
当然，这款餐盘还有很多可以优化的地方。根据问卷调查的建议，未来我想给它增加这些功能：提升电池续航能力，避免频繁充电；加入温度传感器，提醒食物是否太烫；实现与血糖仪、智能手表的连接，同步数据。我更希望这款餐盘能走进社区医院、学校食堂，帮助更多像我一样的“小糖人”，还有老年糖尿病患者，让他们不再为“吃什么、吃多少”而焦虑，能更自由、更有尊严地享受生活。
这场发明之旅让我明白，科学不是实验室里的“高冷学问”，而是能解决生活难题的“温暖工具”。只要我们留心观察身边的需求，以知识和耐心去尝试，哪怕是一个小小的餐盘，也能成为照亮他人生活的“微光”。
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