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中学生设计 AI 作品中学生设计 AI 作品


2020-06-15

中学生设计 AI 作品中学生设计 AI 作品

乐善堂余近卿中学与中华基督教会扶轮中学製作游戏机型回收箱。

同学续讲解操作流程 ,当用家将物品放入垃圾筒后,回收箱会随即拍摄一张照片,然后将照片上传至 Google Cloud Platform ,利用其 Vision API 进行鉴别,该 API 会回传物品的种类和特性字串,就可用机器便通过一系列字串中的关键字将物品分类,完成后就会有积分, 累积分数后就可进行游戏。

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游戏型回收箱利用 Google Cloud Platform 的 Vision API 进行物品鉴别,同学们藉此运 AI 技术。

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课室内的一角有「 Smart Plus 」,它是另一款AI项目,採访当日已连接电灯系统,经由语音辨识就可关灯,作用给予学生体验。

运用 Google Cloud Platform

带队的马基铿老师讲解学生能成功设计及製作出 AI 作品,正是学校对学生的培育成果。作为老师兼有程式设计背景的他,主要协助学生将整项任务化繁为简,以程式层面为例,将程式计划的部份分为程式设计行内常见的三层架构,包括云端连接、 AI 运用和数据处理,让学生按部就班细步的逐一执行,例如先连接相机硬件和测试程式,然后才进行撰写或测试程式,上传资料和运用资料回传等部分。

中学生设计 AI 作品中学生设计 AI 作品

马老师表示 Arduino 外,目前也有使用 NodeMCU ,价钱更便宜。

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回收箱内部的硬件架构不複杂,主要是运用 Raspberry Pi 、摄影镜头等。

副校长文可为续说, 从现时的 STEM 发展及培育成果,更能让学校细緻地推行未来于新学年的计划。中一会由身边事物出发,让他们设计智能长者或家庭产品,硬件方面会运用 Micro:bit 。中二就扩阔範围,走入社区, 例如以智能城巿为题, 并转用 Arduino 等硬件产品。中三会期望他们能利用较前瞻性的科技,如 Machine Learning 和 AI 技术等,让学生学习判断和更具前瞻性的视野,但当中更重要的是同时让他们学习到资讯素养,理解私隐和道德等规範。

走出课室 製作智能草皮

智能回收箱外,有四位同学因应学校今年种植的草皮,合力设计出第一阶段的智能草皮监测系统。学生介绍运用 NodeMCU 连接温度及湿度感测器,就可取得数据上传至云端,于温度太高或湿度不足时,自动进行补水的运作,从而让草皮有最佳生长环境。此外,马老师补充在教学设计过程中,眼见巿场上电子产品周期过短,因此同时也教授学生延续科技产品 Second Life 的观念,例如该系统加入了巿场上退役的 Android TV Box 作显示。

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余中 STEM 教育团队和学生,当中有学生们表示参与大型科技展后,对学习更有兴趣。

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草地的一角安装了学生们所设计智能草皮系统,现阶段已可展示数据及作监测,日后也可作收集数据使用。

不过,智能草皮的设计不止于此,现时该草地也是一个真正的智能生态循环系统,由校董郑良仁( Brian )设计及指导。过往余中校内有一个石地区域,但下雨天时会变得湿滑。早前因应 STEM 推动,适逢与校长讨论教育发展,两人遂商议出运用 Brian 专业,即工程及园艺设计能力,于校内建立系统之余,藉此让学生参与并学习当中会涉及的纳米、生态循环等多项技术。

专业园艺藏 STEM 元素

Brian 讲解实用的园艺设计能一物多用,过往就有在屯门公路上作隔音植物墙,既能减低 25 分贝噪音,也可减温和美化,而隔音屏的上方也有生物工程。目前较佳的绿色设计,更会考虑 Recycle 、 Refuse 和 Reuse ,最终达致 Person health environment 。

以余中校内草地是零碳溢流组装绿化草坪系统,并可移动和拆御,十分环保。主要分为五层,最底层是储水植物盆及水流道管,当水超标时可流走而不会造成积水,并以格状设计就可加强地面承托力,让草根有足够的空间向下伸展及吸水。中层有隔滤网既可防止沙泥淤塞,也可确保水净。面层是专用的砂土,余中内所用的是淡水沙,配合甲壳质有机肥。甲壳质有机肥是沿自海洋生物的壳,可加强草的抗菌能力,并且肥料有防虫卵孵化,并将将虫卵变成营养液。砂的另一个优点是透气过水,也就是不会积水,也方便除杂草。此外,工程前为了保护石地,先注入一层纳米涂层( Nano Coating )保护膜,有点像人工面膜一样。保护膜能渗透至石缝内,确保石缝不受水、油、酸等影响。完成上述工程后,就可以开始储存数据。

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余中庭园的草地,实际上藏着很多 STEM 元素,包括纳米技术和生态系统。

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草地系统就是运用图中的物料,做到储水和隔滤。

上述只是在学校建立硬件,刘校长与 Brian 期望日后能于计划中进行科研培训及收集数据,包括管理和观察草坪等,通过前人的经验让学生快速学习概要,而学生通过现场变化掌握细节。简言之,余中所建立的是另类实习及学习架构,提早给予学生历练的机会,通过此类模式能让学生真正实践相关的技能,应用到生活之中。

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