基于ESP32的動(dòng)態(tài)眼肌訓(xùn)練儀

長(zhǎng)時(shí)間盯著書本或電子屏幕，眼睛常常不堪重負(fù)。媽媽曾為我購(gòu)置了眼肌訓(xùn)練圖，想要通過(guò)它來(lái)舒緩我緊繃的眼肌。然而，那些靜態(tài)掛圖上纖細(xì)的線條如同迷宮般錯(cuò)綜復(fù)雜，讓眼球追蹤變得異常艱難。

正是這份不便，激發(fā)了我內(nèi)心深處的創(chuàng)新火花——我立志要發(fā)明一種智能動(dòng)態(tài)眼肌訓(xùn)練儀。

一、功能設(shè)計(jì)

訓(xùn)練儀啟動(dòng)后，默認(rèn)訓(xùn)練圖開(kāi)始工作。通過(guò)圖像切換按鈕更換訓(xùn)練圖，通過(guò)速度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)燈珠的運(yùn)行速度，通過(guò)顏色調(diào)節(jié)旋鈕改變燈珠的顏色。我還為訓(xùn)練儀增加了燈珠拖尾效果，更有利于用戶的眼球追蹤。

二、元器件準(zhǔn)備

ESP32主控板1塊，ESP32擴(kuò)展板1塊，RGB柔性屏幕4塊，計(jì)時(shí)四位數(shù)碼管1個(gè)，旋鈕變阻器2個(gè)，按鈕3個(gè)，電源模塊1個(gè)，亞克力板（320 mm×320 mm）1塊。

三、制作過(guò)程

（一）設(shè)計(jì)主體

為降低RGB柔性屏幕的亮度，在屏幕表面覆蓋一層亞克力板，并用3D打印的封邊條固定。作品的外觀尺寸較大，底部控制盒由激光切割木板制成，然后用膠水粘貼組合，整體結(jié)構(gòu)就制作完成了。

（二）編寫程序

我用Mixly編寫程序，編寫代碼需用到數(shù)組、分支和循環(huán)結(jié)構(gòu)、函數(shù)的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)數(shù)組存儲(chǔ)不同眼肌訓(xùn)練圖關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)和結(jié)束圖片的坐標(biāo)；使用函數(shù)提升代碼調(diào)試速度，使代碼更簡(jiǎn)潔明了。

代碼部分的最大亮點(diǎn)在于用數(shù)學(xué)的方法優(yōu)化坐標(biāo)的計(jì)算，原理是通過(guò)起點(diǎn)和終點(diǎn)計(jì)算橫、縱坐標(biāo)的差值，選取差值最大的作為基礎(chǔ)逐一遞減，四舍五入計(jì)算求出另外一條軸的數(shù)值，最后將坐標(biāo)轉(zhuǎn)成燈珠的編號(hào)即可。

（三）組裝與調(diào)試

根據(jù)三維設(shè)計(jì)圖將元器件安裝在底座并連接電路。為方便使用，可用電源模塊和電池兩種不同的方式供電。測(cè)試時(shí)，我發(fā)現(xiàn)電池電壓過(guò)低就會(huì)出現(xiàn)花屏的情況，所以改為僅用電源模塊的供電方式。

四、創(chuàng)新點(diǎn)與未來(lái)設(shè)想

動(dòng)態(tài)眼肌訓(xùn)練儀融合了動(dòng)態(tài)引導(dǎo)與個(gè)性化訓(xùn)練，能根據(jù)眼球運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整訓(xùn)練內(nèi)容與難度，并提供基礎(chǔ)模式、挑戰(zhàn)模式及游戲模式，既科學(xué)有效又有趣。

未來(lái)，我將優(yōu)化用戶界面，并引入語(yǔ)音交互功能，讓人們能通過(guò)語(yǔ)音控制訓(xùn)練儀。同時(shí)，開(kāi)發(fā)基于用戶數(shù)據(jù)的AI智能推薦系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)眼睛的健康狀況、訓(xùn)練習(xí)慣和偏好，推薦最適合的訓(xùn)練內(nèi)容和難度，進(jìn)一步提升訓(xùn)練效果，滿足人們多樣化的需求。（指導(dǎo)老師：焦大鵬" 趙俊生）

專家點(diǎn)評(píng)

栗靖瑤同學(xué)的基于ESP32的動(dòng)態(tài)眼肌訓(xùn)練儀充分體現(xiàn)了“創(chuàng)意—物化—分享”這一創(chuàng)客作品的特點(diǎn)。它屬于青少年創(chuàng)新大賽中的A類作品，即選題專業(yè)性較強(qiáng)，且需具備較深厚的專業(yè)基礎(chǔ)，并在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室或?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)完成的作品。

該作品屬于關(guān)注青少年眼睛健康的課題。而眼健康是許多專業(yè)機(jī)構(gòu)或發(fā)明人都在研究的領(lǐng)域，且市面上相關(guān)產(chǎn)品較多，其主要作用是?提高眼球調(diào)焦與松弛轉(zhuǎn)換的靈敏度、?矯正原有屈光不正、?進(jìn)行眼球靈敏度訓(xùn)練等。人們還可以通過(guò)視覺(jué)細(xì)胞敏感性刺激、高頻耳部穴位刺激等方法，促進(jìn)視力發(fā)育，防止近視的發(fā)生發(fā)展。

作為一名初中生，能在這一領(lǐng)域進(jìn)行嘗試，完成這個(gè)作品，無(wú)疑對(duì)自己的技術(shù)學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力的提升是有幫助的。

但值得與大家探討的是，青少年科技創(chuàng)新活動(dòng)的目的在于育人，而不是追求“高大上”的作品，如何尋找一些具有原創(chuàng)性的B類課題，促使學(xué)生更好地創(chuàng)新成長(zhǎng)，或許是更重要的問(wèn)題。

（欄目編輯" 秦銀銀）