作品欣赏

随着时代的发展,“人工智能”早已不再是一个新鲜的词汇,它早已潜移默化地影响我们生活的方方面面,尤其是在教育领域。那么,人工智能时代,教育会发生怎样的改变?我们的学生又会以怎样的姿态迎接人工智能带来的改变呢?
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AI作品秀vol.3 | 打破基本法则,解锁人工智能更多可能性!

470    2021-06-01 16:41:06   

随着时代的发展,“人工智能”早已不再是一个新鲜的词汇,它早已潜移默化地影响我们生活的方方面面,尤其是在教育领域。那么,人工智能时代,教育会发生怎样的改变?我们的学生又会以怎样的姿态迎接人工智能带来的改变呢?

在已经圆满落幕的“2020-2021学年少年硅谷全国青少年人工智能教育成果展示大赛”中,“人工智能主题挑战赛”也在大众关注中,完美收官。以“智享生活”为主题的人工智能创作项目,着眼于智能软硬件、人工智能教育的实际应用,考察选手发现问题、分析问题、解决问题的能力。赛场上,小选手们从实际生活出发,创作出了许多优秀作品,展现出新时代中国青少年无限的创造力。人工智能作品,源于生活且高于生活。当科学技术日渐成熟,人工智能可以提供怎样的解决方案?

01智能温室种植

学校陕西彬州市范公小学 队伍:超级无敌队成员:王柏涵 潘梓帅  指导教师:秦岭

我们的作品叫做“智能温室种植”,是温室种植和采摘园的智能应用结合。采用各种传感器对温室内的各个指标,做实时监控与智能反馈。

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通过对室内温湿度的监控,反馈风扇通风系统的开启和关闭,实现温湿度智能调节,达到恒温恒湿。同时,通过土壤湿度传感器反馈水泵的开启和关闭,实现自动灌溉。以及通过光线传感器,反馈补光灯的开启和关闭,实现光照智能调节。

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其中,我们作品最主要的亮点是,通过威栗camera可以实现对各个地垄作物成熟度的实时监控,可以实现精确采摘。比如:对番茄的智能识别、草莓的智能识别等。通过这种方案可以大大提升采摘体验,实现温室各项指标和参数智慧化管理,以及实现目标针对性的科学采摘。避免传统温室大棚的人工繁琐操作,以及不合理的盲目采摘管理。
作品的外观结构采用铝合金钣金设计,更加坚固耐用。电路模块连接与固定,采用绝缘的尼龙柱连接固定。中央控制单元采用威栗板加威栗camera,配合各种传感器的使用,包括温湿度、土壤湿度、光线传感器等,执行器包括风扇、水泵以及指示灯等。

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目前威栗camera的广角传感器在我们的模型作品中,只能同时监控三个地垄模型,后期可以通过在实际应用中增加超广角镜头,或者改为多路检测来实现更多地垄的实时检测。同时,还可以在威栗camera固件升级的过程中,加入智能模型学习,可以实现更加精准的果蔬识别,避免因为颜色识别带来的误差。

02智能无叶风扇

学校:陕西彬州市范公小学  队伍:乘风破浪队成员:怀思薇 吕昆言  指导教师:怡丹

我们的作品叫做“智能无叶风扇”,制作这个作品的目的是源于,我们现在的风扇方式,还停留在传统的红外遥控,往往会因为找寻不到遥控器,而不能开启和关闭风扇。特别是在深夜醒来,每每想操控风扇都会为深夜里摸寻遥控器而烦恼,于是我们就想通过威栗板来实现AI语音智能控制,只需动动嘴就可以轻松完成对风扇的控制和操作。

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智能无叶风扇是对传统红外遥控无叶风扇的智能改装,也充分体现了学以致用,包括对威栗板的AI编程智能控制的使用,以及3D打印的理论结合实际。也验证了传统家电智能改装的全新解决方案,通过威栗板以及其他传感器使用,可以实现更加丰富的功能和操作,对风扇实现语音控制、风速调节操作以及摇头操作等。

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威栗板作为AI语音识别单元,配合板载的开源控制器,即可完成对传统Arduino开源传感器生态的兼容,加入了温度传感器,这样还可以实现语音播报室内实时温度。3D打印技术作为外观和结构的加工手段,通过对风扇底座以及各个电路模块的观察,最终采用下部链接方式与无叶风扇完美结合。底壳采用激光切割的透明亚克力板制作,配合我们搭载的RGB状态指示灯,可以在不同风速下显示不一样的颜色,用于区别状态。既保持功能,还兼并外观的美观度。

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后期在作品升级方面,我们会选择加入语音智能控制终端,将语音智能控制终端作为家中其他改装电器的“大脑”,只需语音指令下达给控制终端,在准确识别后,即可通过无线信号正确传输给所需要操作的电器,这样可以完美解决各种噪声对语音识别的准确性。

03AI口罩识别

学校:安徽省阜阳市太和县第二小学  队伍:史莱克学院四班成员:胡恩泽 王亦泽  指导教师:刘影

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我们的作品是集“AI口罩识别自动测温+人脸ID+门禁系统”为一体的智能应用。该作品是在当前的疫情蔓延的背景下应运而生,通过AI视觉模块判断访客是否戴口罩,为防控工作提供强有力的判断基础。相比于单纯使用人工现场观测、主观判断的方式,既减轻了工作人员的精力损耗,又避免了不同工作人员重复检测同一个目标带来的机能浪费,进而提高工作效率,减少公共场合口罩佩戴规则带来的人力成本的增加。
AI模块不需要网络支持,即摆脱了网络的束缚,更方便比赛演示和日常学习使用。利用威栗camera进行人脸与口罩佩戴识别,利用红外测温原理对人员进行体温检测。实现人脸识别、口罩佩戴识别、红外测温的数据匹配与输出,报警机制逻辑。
作品提出了一种人脸佩戴口罩识别算法,包括人脸检测和佩戴口罩识别两部分,人脸检测模块首先对输入的图像,进行人脸检测。佩戴口罩识别模块对检测到的人脸区域按照一定比例扩展,并裁剪出人脸区域子图像,采用图像分类的方法,对整个人脸区域子图像进行二分类,从而得到是否佩戴口罩的识别结果。
当访客没有戴口罩时,语音和显示屏都提醒客户佩戴口罩。当访客佩戴口罩时,语音和显示屏都提示已戴口罩,然后进入测温环节。语音提醒访客“额头靠近测温器”,开始测量体温,并把体温显示在显示屏上。如果体温低于设定的值,则认为体温正常。接着蜂鸣器、显示屏和发音模块都会提示正常。如果体温高于设定的值,则认为体温异常。接着蜂鸣器、显示屏和发音模块都会提示报警。

04智能之家

学校:山东省济南市青龙街小学   队伍:闪电队 成员:赵泽坤 王梓淳  指导教师:宋博

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众所周知,“温度”和“湿度”影响和决定着我们生产生活中的许多事情。根据科学数据证实,温度的控制会抑制蛀虫的生长,湿度的控制会控制霉菌的发育。而且,温湿度对农作物的生长、食材药物的储存、环境的监测,也起到十分关键的作用,尤其是仓库、机房、养殖场等场所,都需要控制好温度、湿度。因此,控制好温湿度可以使我们的生活更加舒适。
在某些场景下,温湿度的变化往往不易被人们及时发现。温湿度播报器的设计,可以通过语音自动播报相关场景下的温度和湿度,提醒相关人员进行干预与控制,以便人们更好的工作和生活。
本创作实现了一个对小朋友友好,并能够为相关有需求人员提供温湿度播报,温湿度自动报警的作品。采用了机器人大白,赋予它新的使命,对使用者,特别是小朋友更加友好。
作品实现了温湿度语音播报,温湿度超过设定限制的报警功能。使用者语音唤醒和语音对话,根据操作者的要求提供温湿度信息,让使用者及时了解当前信息。在超过温湿度限定值时,会发出警报,提示使用者及时关注。
作品的实现运用了语音识别、语音合成、温湿度感应技术。硬件系统的搭建,利用威栗板、扩展板、RGB LED灯、温湿度传感器、扬声器等搭建控制系统,识别系统等硬件系统。
软件编程的实现,通过语音识别接受外部输入,设定关键词“大白”唤醒系统,识别外界输入语音信息“温度是多少?”、“湿度是多少”。通过变量存放,读取温湿度数据。通过语音合成,输出运输结果,播报温湿度信息。