隨著時代的發(fā)展，“人工智能”早已不再是一個新鮮的詞匯，它早已潛移默化地影響我們生活的方方面面，尤其是在教育領(lǐng)域。那么，人工智能時代，教育會發(fā)生怎樣的改變？我們的學(xué)生又會以怎樣的姿態(tài)迎接人工智能帶來的改變呢？

在已經(jīng)圓滿落幕的“2020-2021學(xué)年少年硅谷全國青少年人工智能教育成果展示大賽”中，“人工智能主題挑戰(zhàn)賽”也在大眾關(guān)注中，完美收官。以“智享生活”為主題的人工智能創(chuàng)作項目，著眼于智能軟硬件、人工智能教育的實際應(yīng)用，考察選手發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。賽場上，小選手們從實際生活出發(fā)，創(chuàng)作出了許多優(yōu)秀作品，展現(xiàn)出新時代中國青少年無限的創(chuàng)造力。

人工智能作品，源于生活且高于生活。當(dāng)科學(xué)技術(shù)日漸成熟，人工智能可以提供怎樣的解決方案？

廈門市同安區(qū)大同中心小學(xué)

隊伍：大同中心小學(xué)二戰(zhàn)隊

成員：黃炫銘 李浩寧

指導(dǎo)教師：洪奕杰

作品名稱：智能書桌

在日常學(xué)習(xí)和工作中，書桌是我們的必需品。它不僅僅是一件簡單的家具，更是解決問題、創(chuàng)建想法和構(gòu)建業(yè)務(wù)的地方，而且至少伴隨我們度過一天中三分之一的時間。但久坐于書桌前又會導(dǎo)致眼部、頸部及腰部等身體問題，極大的影響了學(xué)習(xí)和工作效率，給生活帶來諸多不便。

智能書桌以威栗板作為核心微控制器，通過連接的外圍傳感器，自動采集桌面周圍的環(huán)境信息。威栗板將采集的基本信息處理后，通過簡單的人機交互，實現(xiàn)書桌環(huán)境自動監(jiān)測、語音控制臺燈調(diào)光、監(jiān)測人的坐姿并語音提醒等人性化的功能。該設(shè)計融合了傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將紅外、溫濕度、語音識別等模塊有機組合，巧妙地設(shè)計了一種多功能智能書桌，可應(yīng)用于家庭、辦公室、宿舍等場合。

后期，智能書桌也可以增加人臉識別技術(shù)，通過識別人臉表情，判斷讀書的狀態(tài)，適時提醒用戶注意休息等。

學(xué)校：廈門市同安教師進修學(xué)校附屬小學(xué)
隊伍：廈門市同安進修附小隊

成員：葉梓丞 陳飛洋

指導(dǎo)教師：紀(jì)素環(huán)

作品名稱：智能晾衣架
考慮到傳統(tǒng)的晾衣架不能有效對戶外晾衣環(huán)境進行快速探測，對于晾在陽臺外面的衣物易受風(fēng)吹、雨淋等現(xiàn)象不能規(guī)避，且市面自動升降晾衣架的升降式結(jié)構(gòu)，會限制晾衣架的自動調(diào)整能力。

作品具備語音識別功能，可以通過語音控制、系統(tǒng)自動化控制實現(xiàn)晾衣服和收衣服的功能。通過控制電機的正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)晾衣架的自動伸縮，并通過雨滴傳感器、光敏傳感器，采集外界環(huán)境信息反饋給威栗板，威栗板處理后通過電機驅(qū)動晾衣裝置，從而達(dá)到智能晾曬的目的。作品外形以激光切割木板制成，雨滴傳感器和光敏傳感器安裝在屋頂，威栗板及語音識別裝置放在屋內(nèi)，便于維護和控制。

學(xué)校：廈門市同安區(qū)第一實驗小學(xué)
隊伍：五星第二戰(zhàn)隊

成員：蔡羽彤 張文赫

指導(dǎo)教師：陳錦欽

作品名稱：口罩佩戴智能監(jiān)測系統(tǒng)

在疫情持續(xù)復(fù)發(fā)的當(dāng)下，佩戴口罩成為外出必備的通行證。但一對一的肉眼檢查方式通行效率低，容易造成人群的被動聚集，增加了近距離接觸的風(fēng)險。隨著近日疫情逐漸好轉(zhuǎn)，可能會有一部分人降低了對疫情的警惕性，不佩戴口罩出入公眾場所，對此我們設(shè)計了一個口罩識別系統(tǒng)，把口罩識別問題當(dāng)做一個分類問題，去檢測人臉是否佩戴口罩。

本作品基于特征臉?biāo)惴ǖ目谡峙宕髦悄鼙O(jiān)測系統(tǒng)，首先使用手機錄制視頻的方式，采集了數(shù)段帶口罩和不戴口罩的視頻作為訓(xùn)練集，再使用創(chuàng)造栗機器學(xué)習(xí)平臺進行模型訓(xùn)練，并將訓(xùn)練好的模型傳到智能傳感器中，可以快速有效地判斷出目標(biāo)人員是否佩戴口罩，對他人的日常生活與安全起到了一定的保障作用，減少了疫情期間未佩戴口罩就出行的情況，大大節(jié)省了人力物力。

學(xué)校：廈門市同安區(qū)大同中心小學(xué)

隊伍：大同中心小學(xué)一戰(zhàn)隊

成員：徐靖鵬 林鎵溦

指導(dǎo)教師：洪奕杰

作品名稱：智能風(fēng)扇
風(fēng)扇是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷募矣秒娖髦?，可以在酷暑中為人們帶來涼意。而隨著計算機和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能設(shè)備逐漸進入千家萬戶，人們在享受原有設(shè)備功能的基礎(chǔ)上，更加追求家居設(shè)備的安全性、舒適性和藝術(shù)性。利用智能硬件對傳統(tǒng)風(fēng)扇進行改造，實現(xiàn)自動調(diào)速成為人們嘗試的方法之一，但是這些設(shè)計都是基于環(huán)境溫度進行風(fēng)速調(diào)節(jié)，并沒有充分考慮進行自動跟蹤。

針對傳統(tǒng)電風(fēng)扇不智能、使用不夠方便的問題，結(jié)合人們的實際需求，設(shè)計了這款高度自動化的多功能智能風(fēng)扇。該系統(tǒng)采用溫控自動調(diào)速技術(shù)，解決傳統(tǒng)電風(fēng)扇智能化程度差、手動控制風(fēng)速麻煩等問題。
主控系統(tǒng)通過DS18B20將檢測到的溫度值與用戶設(shè)定的溫度值，進行比較分析，實現(xiàn)智能風(fēng)扇的自動選檔和控制電機轉(zhuǎn)動速度的快慢。利用電機和PWM控制技術(shù)，自動調(diào)節(jié)風(fēng)扇的不同風(fēng)速。

同時，智能風(fēng)扇還可以通過人體紅外檢測自動追蹤人的位置，并根據(jù)人的位置調(diào)整風(fēng)扇的方向。

學(xué)校：廈門市同安區(qū)第三實驗小學(xué)
隊伍：陳鄭龍

成員：陳鄭龍

指導(dǎo)教師：王莉莉

作品名稱：智能魚缸
當(dāng)下，人們的生活節(jié)奏日趨加快，欣賞魚缸在滿足用戶精神需求的同時，由于手動控制魚缸的清潔、喂食、水位控制、水溫控制等操作過于繁瑣 ，針對水族生活環(huán)境的凈化和改善的設(shè)備有很多，目前市場上常用的魚缸控制系統(tǒng)有：過濾器、加熱器、加氧泵等，這些單獨工作的器件大多是非智能化改善水質(zhì)的設(shè)備，對于清潔魚缸內(nèi)污垢、喂食等操作大多需要人工處理，費時費力。

智能魚缸外殼采用高透鋼化玻璃制成，魚缸底座、自動喂食器、水循環(huán)、水質(zhì)清潔、增氧等使用亞克力制成，除了魚缸缸體外，其余外觀組件均由CAD設(shè)計激光切割而來。

智能魚缸自動控制系統(tǒng)使用威栗板、RGB LED、舵機、電機、PWM等技術(shù)主要實現(xiàn)了以下功能：語音識別、LED燈色控制、自動供氧、水質(zhì)清潔、水循環(huán)。智能魚缸的智能控制管理大大增加了產(chǎn)品的易用性，為觀賞者提供了極大的便利。

后期還可以增加水位監(jiān)測、補水、水溫監(jiān)測、加溫、紫外線殺菌等功能。

學(xué)校：廈門市同安區(qū)第一實驗小學(xué)
隊伍：劉易銘

成員：劉易銘

指導(dǎo)教師：王丹丹

作品名稱：智能保險箱
家庭的安全、工作環(huán)境的安全一直都是人們關(guān)注的重點。保險箱是現(xiàn)代生活的必需品，以往只能通過密碼（機械密碼、電子密碼）開鎖，智能化的保險箱功能完善，能夠提高人們的生活質(zhì)量以及安全感。

本作品設(shè)計了一個通過語音識別、聲紋識別進行門鎖控制的智能保險箱，并與機械式開鎖方式相結(jié)合，確保保險箱的穩(wěn)定性，同時還可以語音控制保險箱內(nèi)的LED燈的開啟與關(guān)閉，方便用戶的使用。

后期將指紋識別、人臉識別、RFID刷卡、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程報警、人體感應(yīng)等多種智能應(yīng)用集成在一起，集成各種智能傳感器來完善智能保險箱的功能。

學(xué)校：廈門市同安區(qū)第二實驗小學(xué)
隊伍：廈門市同安區(qū)第二實驗小學(xué)

成員：陳諾琳 柯鑫龍

指導(dǎo)教師：魏湘湘

作品名稱：智能嬰兒床
“全面兩孩”政策刺激下，2016年中國出生人口明顯增加，二孩占比大幅提升。2016-2020年期間，中國嬰兒床市場規(guī)模呈逐年增長態(tài)勢，越來越多有嬰兒的家庭中都需要嬰兒床。
然而快生活的加劇，很多父母對于孩子的照顧會讓他們更加疲憊，普通嬰兒床需要人工進行搖籃，非常消耗體力。父母在忙的時候，寶寶在床上哭鬧不好哄；寶寶在搖藍(lán)內(nèi)尿床后，父母有時會注意不到，沒辦法及時更換尿布；嬰兒的皮膚不透氣，導(dǎo)致皮膚濕疹等情況。

智能嬰兒床可以在語音識別和智能檢測后，根據(jù)理解的命令或者經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷進行對應(yīng)的操縱控制。通過語音互動進行搖籃，陪寶寶唱兒歌，講故事，并且可以隨時停止。同時，智能嬰兒床能夠通過智能濕度傳感器來檢測搖籃內(nèi)的濕度，如果濕度大于預(yù)設(shè)值，就會提醒父母寶寶尿床了，并亮起LED燈提醒。智能嬰兒床可以減少父母照顧嬰兒的大量工作。

學(xué)校：廈門市同安五顯中心小學(xué)
隊伍：五顯中心小學(xué)戰(zhàn)隊

成員：何詩雨 葉淽睿

指導(dǎo)教師：魏湘湘

作品名稱：智能家庭醫(yī)生
由于醫(yī)療資源緊缺和分級診療實施困難，“就醫(yī)難”、“就醫(yī)貴”成為當(dāng)今醫(yī)患矛盾的焦點，如何借助人工智能來有效解決遠(yuǎn)程健康咨詢與智能問診，成為人工智能應(yīng)用的熱點。

智能醫(yī)生屬于醫(yī)療領(lǐng)域自動問答的范疇，是一種能及時準(zhǔn)確回答患者健康問題的“一問一答”智能醫(yī)生機器人。智能機器人首先選取了家庭中常見幾個健康問題，比如：發(fā)燒、燙傷、卡魚骨頭等，以此構(gòu)建問題圖譜及答案庫。通過語音識別技術(shù)將自然語音表述的臨床表現(xiàn)，提取出關(guān)鍵字，然后從答案庫中將答案轉(zhuǎn)換成語音信號，播放給用戶。外觀使用2mm飛機木制作底座，用于存放硬件設(shè)備，醫(yī)生外觀則使用超輕粘土塑性，以此構(gòu)建智能家庭醫(yī)生的原型。

學(xué)校：廈門市同安區(qū)第三實驗小學(xué)
隊伍：西瓜少年

成員：程泓睿

指導(dǎo)教師：吳麗丹

作品名稱：防疲勞駕駛檢測
實際生活中，很大一部分的交通事故都是由于司機的疲勞駕駛導(dǎo)致的，本作品是希望通過人工智能語音識別、圖像識別技術(shù)，對駕駛員的狀態(tài)進行智能檢測，如果駕駛員處于疲勞駕駛狀態(tài)，系統(tǒng)自動做出語音提示駕駛員、自動降低車速、尾部設(shè)置的疲勞駕駛燈亮起紅色，警示后來車輛，從而預(yù)防交通事故的發(fā)生。

在創(chuàng)作過程中，首先應(yīng)用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立司機清醒狀態(tài)和疲勞狀態(tài)模型，再通過攝像頭識別坐在駕駛位置的司機狀態(tài)，來判定司機是否處于疲勞駕駛。

學(xué)校：廈門市翔鷺小學(xué)
隊伍：白鷺飛翔

成員：潘錦誠 張晨恩

指導(dǎo)教師：徐展芬

作品名稱：智能電梯
受近期疫情防控與電動車在電梯里自燃事故的啟發(fā)，所以制作了能夠?qū)Τ俗娞輹r，不允許搭載物品的監(jiān)測與拒載處理的智能電梯作品。通過對現(xiàn)有電梯設(shè)備的觀察與進一步研究，此作品的創(chuàng)新點有：可對違載物品監(jiān)測、智能殺毒消菌的功能。

作品通過圖像識別來實現(xiàn)對電動車等不允許進入的物品作拒載處理，實現(xiàn)了安全監(jiān)測與控制。同時，可通過監(jiān)測實時溫度與煙霧情況，判斷乘客在乘坐過程中是否有意外發(fā)生，并及時自動報警、停止升降、自動滅火等一系列操作解除危機。后期還可以加入聲音識別系統(tǒng)、搭載舵機，實現(xiàn)電梯的智能操控。

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