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福建共6所学校上榜!泉州七中再获一项国家级荣
时间:2020-07-03 08:07

2020年6月,泉州七中被中国科协青少年科技中心和中国青少年科技辅导员协会评为“2020年度全国青少年人工智能活动特色单位”。这是我校相继获评“全国青少年科技创新大赛基层赛事优秀组织单位”、“全国科技教育创新十佳学校”、“2015年度全国唯一‘创新之星’学校(中学)”、“中国青少年科技辅导员协会优秀单位会员”、“第三批全国中小学知识产权教育试点学校”等“国”字级称号后,在科技创新教育领域获得的又一项国家级荣誉。

我校除了进行常规的全员科普教育,在人工智能教育和项目研究已有十多年深厚的积淀。2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,提出“实施全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育”。2018年,教育部进一步明确,要“构建人工智能多层次教育体系,在中小学阶段引入人工智能普及教育”。在国家政策和学校办学目标的结合下,我校对“人工智能”教育规划和实践有了新的发展标高,并规划实施。目前,在这类研究中,已经取得80余项国家发明与实用新型专利,获得国家中小学知识产权教育试点学校授牌。

泉州七中的科技创新与人工智能教育是七中教育教学实践的品牌。近年来,在科技创新课程的实施方面,以学生为中心,以创新为重点,以成才为目标。通过采取“四动教学法”(问题驱动、教师引动、多元互动、学生主动),在开设的校本课程以高型的“做中学”创新人才培养研究模式培育人才。这些课程包括《Solidworks三维设与动态仿真》、《Arduino编程与硬件实践》、《科技论文写作》、《机器人本体制作》、《Visual Basic与机器人通讯技术》、《C语言程序设计与应用》、《LabVIEW虚拟仪器基础实践》、《机器人智能移动平台开发》、《数字电路入门》、《电子电路基础》等教学模块。编写的《机器人本体制作和编程实践》和《机器人研究与实践案例》两套材料,其内容和理念达到国内先进的水平。

通过完整的课程教育,促进学生科技体验和学业相长,并融合家国情怀教育!学深悟道,学以致用!

2005年以来,学校在泉州市级以上青少年科技创新大赛和机器人竞赛等科技赛事中累计获得奖项415个,项目涵盖物理学、工程学、生物学、计算机科学、地理、历史等学科门类。其中获得世界机器人奥赛金牌2项、铜牌1项,国际专项奖2项;全国金牌21项,银牌14项,铜牌14项;福建省金牌56项,银牌52项。

随着人工智能的发展和人工成本的提升,餐饮业中的服务要求越来越高,本研究是基于视觉交互和语音识别来满足餐饮业中个性化定制和服务提升的要求。

在硬件上,采用3D设计软件在电脑上进行仿真设计,制作机器人多维度的机器人头部和身体驱干,包括眼球、鼻子、嘴巴、耳朵、脖子等模块,把语音和视觉系统加载给予控制,产生灵活生动的交互效果。一只手臂持可转动的托盘,根据顾客的个性喜好配置不同的比例和花色的餐饮,另一只手臂则可持骰子盅,增加餐饮的娱乐功能,利用摄像头进行结果的识别。

在软件上,利用基于Tensorflow和face_recognition算法的人脸识别和二维码技术对顾客进行身份认定,结合语音语义分析,提供个性化的配餐方案。从智能的角度,实现了订阅人脸识别结果的人、坐标位置。2、通过算法分析出人脸相对本机器人转过多少角度。3、根据计算得出的角度进行眼球运动解算。

利用舵机和直流电机等运动控制来实现多维度表情包的实现,构建娱乐性的用餐环境。是一款新型的聪明的配餐机器人。

黏菌是介于动、植物之间的一种微生物,经过一定的条件设计,这种生物会表面出惊人的节能高效的网路觅食轨迹的生物特性,可用于我们解决人工或者计算机难以模拟的复杂问题。但是也存在以下几个问题:(1)黏菌养殖需要专业的生物设备例如温箱等(2)黏菌食物的定量和定位需要较高的精度,通过人工操作容易造成较大的结果偏差(3)需要长时间不间断的观察和数据记录,采用人工需要耗费大量时间和精力。为了更加便捷使用真实黏菌来求解实际工程问题。设计并制作一台基于黏菌生物节能高效特性的自动路径工程规划设备。实现对取食进行定量控制,将不同的工程问题通过特定的规则在三维空间中模拟,同时控制环境的温湿度。通过移动平台可以布置不同的定量精确的食物点场景,使黏菌能在这些布置环境下开始觅食,通过上位机图像采集、识别、存储,最终合成动态的黏菌路径规划线路,用于指导实际工程实践。

设备的组成包括:投食设备的基架、食物点三维移动控制平台、定量投食设备供给系统、环境温湿度定量控制、摄像头动态捕捉黏菌高效觅食路径系统、光虚拟墙控制、图片合成和处理等模块,每个模块独立控制,并整合发送数据到终端口,显示实验结果。

通过摄像头记录下全过程,截取关键帧,展现黏菌原生质团变形所形成的特别觅食轨迹转化为问题解决的方案,供有关最佳路径这一类实际工程设计参考,提升类似城市规划、交通路线、逃生通道规划等工程问题的智能化,发挥生物高效节能的特性。

利用海蜇的形体结构和运动模型,对海蜇进行力学仿生。采用合适材料设计制作机械结构,选择合适的驱动方式并加载摄像头和各类传感器。通过实验测试,调整参数,使机体性能达到最佳状态。

探测体实现在水中灵活的沉浮。它模仿海蜇在水下通过喷射水流反冲而产生动力,并利用翼展独特的运动算法模式控制方向和运动姿态。当探测体在水下遇到特殊情况如急流、触碰时,以及受到敌害入侵时,启动快速下潜、高亮照射等应急措施。

探测体拥有大小两种型号,可以组成群体,实现相互通讯,与地面控制器配合共同完成任务。海蜇的形体及稳定运动特性更适于水下狭缝,沟壑区域的探测、侦查及紧急避险等。

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