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【创客教室】机器人书包伴侣

时间:2024-07-31 15:58:54来源:学苑创造杂志

设计者介绍                                                         微信图片_20250708220223.jpg

李萧潇,柳州市柳南区实验小学学生。她设计的科创作品机器人书包伴侣获得2021世界机器人大赛总决赛冠军、第十八届宋庆龄少年儿童发明奖人工智能(编程)作品金奖、第37届全国青少年科技创新大赛青少年科技创新成果竞赛(小学组)二等奖及武汉科技大学专项奖、华中师范大学智能教育专项奖、武汉大学专项奖“珞珈新星”奖、第37届广西青少年科技创新大赛青少年科技创新成果竞赛(小学组)一等奖等奖项。




李萧潇注意到,有的同学经常忘记带上课所需物品,只能叫家人帮送来,这样不仅耽误时间还影响学习。所以她想发明一个机器人书包伴侣,提醒使用者前一天晚上就整理好第二天要带的物品。在构思作品时,李萧潇观看了校园安全情景剧《向校园欺凌大声说不》,受到了启发。她想,如果贴身跟着自己的书包能帮助抵御校园霸凌就更好了。接着,她又想,还可以给书包增加中英文翻译等学习功能,及播放音乐等娱乐功能。最终,她制作出自己设想中的书包(如图1所示)。

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图1作品外观及内部构造图


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一、硬件准备


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童芯派微型计算机(以下简称“童芯派”)、视觉传感器、光环板、北斗定位传感器等。




二、作品设计及功能介绍


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李萧潇把童芯派和视觉传感器安装在书包内侧,把北斗定位传感器安装在书包外侧,并配置了可发送定位信息的“手环”——光环板。为了让制作流程更顺畅,她绘制了机器人书包伴侣的工作流程图(如图2所示),为机器人书包伴侣设计了四个功能:提醒整理物品功能、紧急救援功能、翻译功能、娱乐功能。


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图2


(一)提醒整理物品功能(如图3-1、3-2所示)

使用者需在童芯派中提前录入每天的课表及上课要带的物品的清单。当使用者打开童芯派查询次日课表时,童芯派会显示并播报预录入的课表,接着使用者按下B键,便可查看课表对应的物品清单。为了确保带齐物品,使用者还可以用视觉传感器扫描物品,童芯派会逐一显示“已完成”字样。当所有物品被扫描后,童芯派会显示:“小主人,你已整理好书包。”


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图3-1


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图3-2


(二)紧急救援功能(如图4-1、4-2所示)

使用者需在童芯派中提前录入回家的路线。当使用者按照正确的路线回家时,北斗定位传感器检测到路线正确,手上的光环板会逐颗亮起绿灯,到家后童芯派会播报:“小主人,你到家啦”。当使用者偏离了正确的路线,或在回家路上遇到校园霸凌等突发状况,只需按下光环板上的按钮,童芯派便可将救援信息及使用者的定位发送到家长的手机上和110指挥中心,并播报“救援人员已到达”,对危险分子示警。


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图4-1


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图4-2


(三)翻译功能

当使用者向左或向右拨动摇杆,对着童芯派说出需要翻译的语言种类后,童芯派便会立刻自动翻译内容并将翻译结果朗读出来。


(四)娱乐功能

当使用者按下摇杆,便可通过语音控制系统播放音乐、唐诗、成语故事等。




三、作品测试


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经测试(如图5所示),目前除了紧急救援功能没有与通信公司和公安系统联网,无法实施救援外,其他功能均已实现。


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图5





指导老师介绍


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肖蓉蓉,柳州市柳南区实验小学老师,获得第十七届宋庆龄少年儿童发明奖优秀辅导教师奖,被评为第37届广西青少年科技创新大赛优秀科技辅导员。


本文系中国自动化学会青少年人工智能创新后备人才培育工程教科研基金项目美的课程基于STEAM+AI项目式学习的小学生人工智能校本课程的开发与实践”(项目编号HBRC-JKY-125的研究成果





本文选自《学苑创造》2023年12月刊(3—6年级版)

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