如果一个人不能用手操作鼠标和键盘，他还能使用计算机吗？近日，从南京金陵中学开展的科技节活动中得知，该校一名叫周辰的高三学生，凭着对计算机编程的浓厚兴趣，通过自学和老师辅导，自主开发的“半自动个人电脑光标定位系统”，只要转动眼球注视计算机屏幕，就能实现传统鼠标的选择、点击、浏览、计算、游戏、播放音乐等功能，开辟了人机交互的新途径。该项发明2006年3月荣获江苏省青少年科技创新大赛一等奖，第二十一届全国青少年科技创新大赛二等奖。八月，还作为中国青少年科技爱好者代表团出访韩国，参加韩国科学节活动。现经教育部周济部长特批，已被南京大学计算机专业破格录取。

 

老师的鼓励激发兴趣

 

      周辰同学，家住南京大厂区一个普通工人家庭，现就读于金陵中学高三年级。他自小对计算机就有一种强烈的好奇心。初中阶段经常看一些计算机书籍，对于计算机应用特感兴趣，但因为升学压力，没有时间参加计算机的实践活动。2003年周辰同学以优异成绩考入百年名校金陵中学后，积极参加学校开展的研究性学习和科技创新活动，他的爱好和特长得到了充分的发挥和发展。

金陵中学在培养学生全面发展的同时，一贯鼓励学生的个性和特长发展，学校有浓郁的科技创新氛围。近年来曾先后出现因编制价值百万应用软件而到北京中关村创业的王珂；因发明多功能角锯弓而荣获国家发明专利的王同辉；因利用记忆合金制作煤气灶安全气阀参加国际中学生科学与工程大赛获奖，而被国际小行星命名组织把名字用来命名小行星的华演。学校从2000年起已连续5年荣获省青少年科技创新大赛团体一等奖。

      高一时，周辰利用计算机课程中所学得的计算机VB语言编制了一款小游戏程序，计算机老师看了后说他编制的软件很有创意。从此，他一发不可收地自学和钻研起计算机编程的知识，不断地尝试要编写适用的计算机程序。

 

研究性学习确定课题

 

       在同计算机打交道的过程中，通过观察，小周辰发现鼠标已逐渐成为计算机操作中不可或缺的输入工具，其重要性对于部分初级使用者来说甚至高于键盘。因此当使用者无法使用鼠标时，输入便会变得极为不便。如：对于手部残疾者来说这点尤为突出——因为他们除了无法使用鼠标以外，也无法使用键盘。这造成的直接后果是，对于此类人群，操作计算机便是“不可能完成的任务”。除此之外，传统鼠标还有一项缺点，便是长时间使用会对腕部肌肉造成物理性伤害，令使用者产生酸痛感，严重时甚至造成长期性的难以治愈的肌肉疾病。有没有其他的人机交互手段呢？。经过网上查询，发现目前市场上还没有理想的普通鼠标替代品。

       用什么来替代传统鼠标操作电脑的光标呢？小周辰苦苦思索。逆向思维使他灵光一闪：眼睛可以做到这一点。因为电脑最主要的输出设备无疑是显示器。对于任何使用者，离了别的输出设备是可以使用电脑的，但离开显示器则不行。而我们接受显示器输出信息的器官是眼睛。也就是说，无论如何使用电脑，我们必须使用眼睛来接受电脑反馈的信息。于是相应的，若我们的眼睛可以接受电脑反馈的信息，那我们的眼睛也可以提供信息告知电脑我们如何使用电脑。

      于是周辰决定利用学校开设的研究性学习课程时间，自己动手开发一套可以通过眼睛控制计算机屏幕的“眼球鼠标”系统。并把这项研究作为他高中阶段研究性学习的课题。

 

执着地钻研结出硕果

 

      定下了研究课题，小周辰忙开了。首先通过图书馆和因特网查阅资料，恶补计算机软硬件方面的知识。在有了一定的理论支撑后，开始研究眼球转动与眼部图像变化之间的关系，建立了“眼球鼠标”系统的初级理论模型。接着，开始着手制作系统硬件部分，并编写系统核心算法。最后制作系统软件部分外壳并优化程序。经过近两年的不懈努力，化费了他不少的课余文化学习时间，终于研制出“眼球鼠标”的初级成果。

      “眼球鼠标”通过使用无线摄像头对眼部图像进行实时采集分析来控制个人电脑光标定位及发送命令，指挥光标操作电脑。系统对采集到的眼部图像进行转换、模糊、二值化、热区选取等工作，提取出瞳孔中心位置。并根据系统初始化建立的模型，判断使用者当前注意的区域，放置光标。当鼠标在某一可以接受单击命令的区域内停留两秒，系统自动发送一个单击命令到目标区域。在眼球的驻停和开合中，实现传统鼠标的选择、点击、浏览、计算、游戏、播放音乐等功能，开辟了人机交互的新途径。

       第十七届江苏省青少年科技创新大赛计算机项目组的评审专家南京大学计算机系孙正兴教授等给予周辰的发明成果给予高度的评价：“多通道人机交互是自然人机交互领域的研究热点问题之一，而眼球跟踪及定位技术的研究及应用具有相当的难度和很好的应用价值。”他们认为，眼球鼠标的意义，不仅仅限于计算机的操作应用，其更具前景的是为机器人的人工智能发展开辟了新途径。他们把该项目作为江苏省推荐参加第二十一届全国青少年科技创新大赛的参赛作品。

 

小发明家引起社会广泛关注

 

    研制“眼球鼠标”占用了许多周辰高三时期文化课复习的学习时间，但他觉得无怨无悔，因为在研制过程中，他的自学能力和动手能力得到很好的锻炼。他说：“现在开发的只是系统的初级版本，目前该系统的使用与实际操作与一般常见操作系统存在一定差距。因此，等我考上大学后，我还将完善本系统模型及瞳孔中心位置判断算法，使本系统逐步完善，让“眼球鼠标”，尽快走到每个电脑使用者的身边。”

       然而，周辰的高考成绩只达了三本的分数线，经过省青少年科技中心和学校的推荐，南京几所重点高校都曾向周辰同学伸出过橄榄枝。南京邮电学院首先发出了本科录取通知书，因周辰出国访问，未能及时收到。南京理工大学、东南大学都曾有过破格录取的表示。经过周辰慎重考虑，他选择了南京大学金陵学院。

        8月，丁强校长到北京参加温加宝总理主持的关于教育问题的座谈会时，在谈到素质教育与应试教育的矛盾时，把周辰因热心发明而不能考上理想的高校和专业的事作为案例提了出来，周济部长当时也在座，过后就亲自过问了这件事。南京大学经过对周辰的测试后，决定将周辰从金陵学院转到本一院系。

       周辰表示，他一定不辜负社会各界对他的关心和支持，利用南京大学优质师资和实验条件，将他的小发明进一步开发完善。