作品構(gòu)思

為培養(yǎng)信息科技創(chuàng)新和實(shí)踐能力，學(xué)校開設(shè)了人工智能選修課。課程涵蓋人工智能基礎(chǔ)理論、圖形化編程、DIY外觀設(shè)計(jì)等多方面內(nèi)容。

為幫助老人、幼兒、孕婦等群體更便捷地踐行垃圾分類，我們前往北京通州大運(yùn)河進(jìn)行實(shí)地體驗(yàn)與調(diào)研，動(dòng)手設(shè)計(jì)智能語音控制垃圾分類箱。學(xué)校為我們提供自主設(shè)計(jì)的語音指令和程序控制舵機(jī)的電路板、SG90 9g舵機(jī)、分類垃圾桶、話筒、揚(yáng)聲器、電源等元器件（圖1），提供編程環(huán)境和工具。

我們連接可編程芯片、舵機(jī)等元件后，設(shè)備通過話筒接收的語音指令，通過程序控制舵機(jī)開啟與閉合，即帶動(dòng)分類垃圾桶開蓋與閉合（圖2）。這讓我們意識(shí)到技術(shù)在解決環(huán)境問題中的作用，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，共創(chuàng)美好生活。

制作過程

第一步：實(shí)地調(diào)研。前往北京通州大運(yùn)河公園的進(jìn)行實(shí)地考察，觀察垃圾分類箱設(shè)施，記錄其設(shè)計(jì)、使用頻率等信息，分析其技術(shù)原理（圖3）。

第二步：了解電路。學(xué)習(xí)電子元件的基本知識(shí)，深入了解電子元件的功能和如何在電路中使用它們，了解舵機(jī)的工作原理及如何通過編程控制其驅(qū)動(dòng)垃圾箱的開關(guān)和其他動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

第三步：焊接電路。按照電路板圖紙焊接電路板，把零散的元器件焊接到電路板上。

第四步：編寫程序。利用芯片對(duì)應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)語音芯片內(nèi)的對(duì)話詞條和設(shè)置詞條對(duì)應(yīng)的控制指令，建立對(duì)話語言問答庫和輸出控制信號(hào)；利用對(duì)話庫對(duì)問題識(shí)別，反饋垃圾種類；利用輸出控制信號(hào)控制垃圾分類箱開蓋與閉合。

第五步：測試電路（圖4）。組合電路，做控制測試，如果不成功，檢測焊接點(diǎn)并修復(fù)，反復(fù)調(diào)試程序，直到符合設(shè)計(jì)預(yù)期。

第六步：設(shè)計(jì)外觀。為作品設(shè)計(jì)一個(gè)適合場景使用的外觀。

第七步：在校園的特定場景布局系統(tǒng)，并張貼制作好的作品介紹海報(bào)。

創(chuàng)新點(diǎn)

創(chuàng)新點(diǎn)一：前往北京通州大運(yùn)河公園，對(duì)垃圾分類箱進(jìn)行觀察和體驗(yàn)（圖5），展開探究。

創(chuàng)新點(diǎn)二：教師自主設(shè)計(jì)電路板（圖6），適合我們學(xué)習(xí)使用。

創(chuàng)新點(diǎn)三：按照?qǐng)鼍霸O(shè)計(jì)形成對(duì)話庫中“問答對(duì)”。

創(chuàng)新點(diǎn)四：產(chǎn)品創(chuàng)新，對(duì)應(yīng)應(yīng)用場景，形成自主設(shè)計(jì)的客推廣的創(chuàng)新作品。

功能展示

智能語音控制垃圾分類箱對(duì)話展示。

打開開關(guān)，進(jìn)行智能語音開蓋垃圾分類桶演示（圖7）。