機(jī)器人書包伴侶

李蕭瀟，柳州市柳南區(qū)實驗小學(xué)學(xué)生，設(shè)計的科創(chuàng)作品機(jī)器人書包伴侶獲得2021世界機(jī)器人大賽總決賽冠軍、第十八屆宋慶齡少年兒童發(fā)明獎人工智能（編程）作品金獎、第37屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽青少年科技創(chuàng)新成果競賽（小學(xué)組）二等獎及武漢科技大學(xué)專項獎、華中師范大學(xué)智能教育專項獎、武漢大學(xué)專項獎“珞珈新星”獎、第37屆廣西青少年科技創(chuàng)新大賽青少年科技創(chuàng)新成果競賽（小學(xué)組）一等獎等獎項。

肖蓉蓉，柳州市柳南區(qū)實驗小學(xué)老師，獲得第十七屆宋慶齡少年兒童發(fā)明獎優(yōu)秀輔導(dǎo)教師獎，被評為第37屆廣西青少年科技創(chuàng)新大賽優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員。

李蕭瀟注意到，有的同學(xué)經(jīng)常忘記帶上課所需物品，只能叫家人幫送來，這樣不僅耽誤時間還影響學(xué)習(xí)。所以她想發(fā)明一個機(jī)器人書包伴侶，提醒使用者前一天晚上就整理好第二天要帶的物品。在構(gòu)思作品時，李蕭瀟觀看了校園安全情景劇《向校園欺凌大聲說不》，受到了啟發(fā)。她想，如果貼身跟著自己的書包能幫助抵御校園霸凌就更好了。接著，她又想，還可以給書包增加中英文翻譯等學(xué)習(xí)功能，及播放音樂等娛樂功能。最終制作出自己設(shè)想中的書包（如圖1所示）。

一、硬件準(zhǔn)備

童芯派微型計算機(jī)（以下簡稱“童芯派”）、視覺傳感器、光環(huán)板、北斗定位傳感器等。

二、作品設(shè)計及功能介紹

李蕭瀟把童芯派和視覺傳感器安裝在書包內(nèi)側(cè)，把北斗定位傳感器安裝在書包外側(cè)，并配置了可發(fā)送定位信息的“手環(huán)”——光環(huán)板。為了讓制作流程更順暢，她繪制了機(jī)器人書包伴侶的工作流程圖（如圖2所示），為機(jī)器人書包伴侶設(shè)計了四個功能：提醒整理物品功能、緊急救援功能、翻譯功能、娛樂功能。

（一）提醒整理物品功能（如圖3-1、3-2所示）

使用者需在童芯派中提前錄入每天的課表及上課要帶的物品的清單。當(dāng)使用者打開童芯派查詢次日課表時，童芯派會顯示并播報預(yù)錄入的課表，接著使用者按下B鍵，便可查看課表對應(yīng)的物品清單。為了確保帶齊物品，使用者還可以用視覺傳感器掃描物品，童芯派會逐一顯示“已完成”字樣。當(dāng)所有物品被掃描后，童芯派會顯示：“小主人，你已整理好書包?！?/p>

（二）緊急救援功能（如圖4-1、4-2所示）

使用者需在童芯派中提前錄入回家的路線。當(dāng)使用者按照正確的路線回家時，北斗定位傳感器檢測到路線正確，手上的光環(huán)板會逐顆亮起綠燈，到家后童芯派會播報：“小主人，你到家啦”。當(dāng)使用者偏離了正確的路線，或在回家路上遇到校園霸凌等突發(fā)狀況，只需按下光環(huán)板上的按鈕，童芯派便可將救援信息及使用者的定位發(fā)送到家長的手機(jī)上和110指揮中心，并播報“救援人員已到達(dá)”，對危險分子示警。

（三）翻譯功能

當(dāng)使用者向左或向右撥動搖桿，對著童芯派說出需要翻譯的語言種類后，童芯派便會立刻自動翻譯內(nèi)容并將翻譯結(jié)果朗讀出來。

（四）娛樂功能

當(dāng)使用者按下?lián)u桿，便可通過語音控制系統(tǒng)播放音樂、唐詩、成語故事等。

三、作品測試（如圖5所示）

目前除了緊急救援功能沒有與通信公司和公安系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，無法實施救援外，其他功能均已實現(xiàn)。

注：本文系中國自動化學(xué)會青少年人工智能創(chuàng)新后備人才培育工程教科研基金項目“美的課程：基于STEAM+AI項目式學(xué)習(xí)的小學(xué)生人工智能校本課程的開發(fā)與實踐”（項目編號：HBRC-JKY-125）的研究成果。