CN110176161A - 一种人工智能教学实验箱及其实验操控方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种人工智能教学试验箱及其实验操控方法和装置，该实验箱具体包括箱体，设置在箱体上的多组传感器模块、音频模块、显示模块和控制接收模块。传感器模块用于接收用户的触摸命令；音频模块用于根据触摸命令输出声音；显示模块用于根据触摸命令输出影像；控制接收模块用于接收用户通过外接设备输入的数据、程序或信息。在人工智能教学活动中，学生可以通过其中的传感器模块输入相应的指令，并能够从音频模块和显示模块直观观察到反馈信息，从而能够为人工智能教学提供能够进行实践的教具，这样一来高校就能够依托该教具在人工智能教学中实现对学生全方位培养。

Description

一种人工智能教学实验箱及其实验操控方法和装置

技术领域

本申请涉及人工智能技术领域，更具体地说，涉及一种人工智能教学实验箱及其实验操控方法和装置。

背景技术

众所周知，近年来无论国内还是国外都加大了对人工智能人才的培养力度，各大高校纷纷开展了相应的院系以及专业。然而，毕竟人工智能属于新兴专业，对学生的培养模式还处于初步的摸索之中，且一般注重于理论知识的灌输，而缺少实践的配合，无法使学生得到全方位的培养。

说到底，学生缺少实践的配合是因为目前没有合适的人工智能教具，从而导致高校在进行人工智能教学时无法对学生从理论到实践进行全方位培养。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种人工智能教学实验箱及其实验操控方法和装置，用于为学生提供能够进行实践教学的教具，以使高校在进行人工智能教学中能够对学生进行全方位培养。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种人工智能教学试验箱，包括箱体，设置在箱体上的多组传感器模块、音频模块、显示模块和控制接收模块，其中：

所述传感器模块用于接收用户的触摸命令；

所述音频模块用于根据所述触摸命令输出声音；

所述显示模块用于根据所述触摸命令输出影像；

所述控制接收模块用于接收用户通过外接设备输入的数据、程序或信息。

可选的，所述显示设备包括触摸屏、麦克风、摄像头、红外传感器和物联网模块，其中：

所述麦克风设置在所述触摸屏的两侧；

所述摄像头设置在所述触摸屏的上方；

所述红外传感器设置在于所述摄像头的一侧；

所述物联网模块设置在所述触摸屏的内部。

可选的，所述物联网模块包括互联网设备、蓝牙设备和紫蜂设备中的部分或全部。

可选的，所述传感器模块包括触碰传感器、距离传感器和加速度传感器中的部分或全部。

一种实验操控方法，应用于如上所述的人工智能教学实验箱，其特征在于，所述实验操控方法包括步骤：

接收接口编译***生成的运行程序；

响应用户的输入请求，接收用户的输入信息；

对所述输入信息进行处理，得到反馈信息；

输出所述反馈信息。

可选的，所述输入信息包括影像信息、声音信息或触摸信息。

可选的，所述对所述输入信息进行处理，包括：

对所述输入信息进行语音识别或图像识别。

一种实验操控装置，应用于如上所述的人工智能教学实验箱，其特征在于，所述实验操控装置包括：

程序接收模块，被配置为接收接口编译***生成的运行程序；

信息接收模块，被配置为响应用户的输入请求，接收用户的输入信息；

信息处理模块，被配置为对所述输入信息进行处理，得到反馈信息；

信息输出模块，被配置为输出所述反馈信息。

可选的，所述输入信息包括影像信息、声音信息或触摸信息。

可选的，所述信息处理模块被配置为对所述输入信息进行语音识别或图像识别。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种人工智能教学试验箱及其实验操控方法和装置，该实验箱具体包括箱体，设置在箱体上的多组传感器模块、音频模块、显示模块和控制接收模块。传感器模块用于接收用户的触摸命令；音频模块用于根据触摸命令输出声音；显示模块用于根据触摸命令输出影像；控制接收模块用于接收用户通过外接设备输入的数据、程序或信息。在人工智能教学活动中，学生可以通过其中的传感器模块输入相应的指令，并能够从音频模块和显示模块直观观察到反馈信息，从而能够为人工智能教学提供能够进行实践的教具，这样一来高校就能够依托该教具在人工智能教学中实现对学生全方位培养。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的一种人工智能教学实验箱的俯视图；

图2为本申请实施例的人工智能教学实验箱的运行逻辑图；

图3为本申请实施例的一种实验操控方法的流程图；

图4为本申请实施例的一种实验操控装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

人工智能人工智能的定义可以分为两部分，即“人工”和“智能”。“人工”比较好理解，争议性也不大。有时我们会要考虑什么是人力所能及制造的，或者人自身的智能程度有没有高到可以创造人工智能的地步，等等。但总的来说，“人工***”就是通常意义下的人工***。

关于什么是“智能”，就问题多多了。这涉及到其它诸如意识(CONSCIOUSNESS)、自我(SELF)、思维(MIND)(包括无意识的思维(UNCONSCIOUS_MIND))等等问题。人唯一了解的智能是人本身的智能，这是普遍认同的观点。但是我们对我们自身智能的理解都非常有限，对构成人的智能的必要元素也了解有限，所以就很难定义什么是“人工”制造的“智能”了。因此人工智能的研究往往涉及对人的智能本身的研究。其它关于动物或其它人造***的智能也普遍被认为是人工智能相关的研究课题。

人工智能在计算机领域内，得到了愈加广泛的重视。并在机器人，经济政治决策，控制***，仿真***中得到应用。

尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义：“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工***，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。

人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了***的成果，人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个***。

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。

1956年夏季，以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能”这一术语，它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。IBM公司“深蓝”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军更是人工智能技术的一个完美表现。

从1956年正式提出人工智能学科算起，50多年来，取得长足的发展，成为一门广泛的交叉和前沿科学。总的说来，人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。如果希望做出一台能够思考的机器，那就必须知道什么是思考，更进一步讲就是什么是智慧。什么样的机器才是智慧的呢？科学家已经作出了汽车，火车，飞机，收音机等等，它们模仿我们身体器官的功能，但是能不能模仿人类大脑的功能呢？到目前为止，我们也仅仅知道这个装在我们天灵盖里面的东西是由数十亿个神经***组成的器官，我们对这个东西知之甚少，模仿它或许是天下最困难的事情了。

当计算机出现后，人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具，在以后的岁月中，无数科学家为这个目标努力着。如今人工智能已经不再是几个科学家的专利了，全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科，学习计算机的大学生也必须学习这样一门课程，在大家不懈的努力下，如今计算机似乎已经变得十分聪明了。例如，1997年5月，IBM公司研制的深蓝(DEEP BLUE)计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫(KASPAROV)。大家或许不会注意到，在一些地方计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作，计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。人工智能始终是计算机科学的前沿学科，计算机编程语言和其它计算机软件都因为有了人工智能的进展而得以存在。

2019年3月4日,十三届全国人大二次会议举行新闻发布会，大会发言人张业遂表示，已将与人工智能密切相关的立法项目列入立法规划

为此，我们提出如下实施例。

实施例一

图1为本申请实施例的一种人工智能教学试验箱的俯视图。

如图1所示，本实施例提供的人工智能教学试验箱具体包括一个箱体，该箱体设置有箱盖，在箱盖的下方即为该教学试验箱的面板10，该面板上设置有多组传感器模块20、音频模块30、显示模块40和控制接收模块50。

该传感器模块用于接收用户的触摸命令，还用于检测其他的状态参数。该传感器模块包括触碰传感器、距离传感器和加速度传感器，用于检测其被触碰的力度和方向、与操作者或其他物体之间的距离，还能能够检测具体的运动加速度。

音频模块用于在接收到相应的触摸命令后输出相应的声音；显示模块则用户根据相应的触摸命令显示相应的影像。

控制接收模块包括多种接线端子，用于通过相应的数据输入设备接收外接设备输入的数据、程序或信息。

该显示设备具体为触摸屏设备，在触摸屏设备上设置有麦克风、摄像头、红外传感器和物联网模块。其中，麦克风的数量为两个，分别设置在触摸屏的两侧；摄像头设置在触摸屏的上方；红外传感器设置在摄像头的一侧；物联网模块则设置在触摸屏的内部。

这里的物联网模块具体包括互联网设备、蓝牙设备和/或紫蜂设备。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种人工智能教学试验箱，具体包括箱体，设置在箱体上的多组传感器模块、音频模块、显示模块和控制接收模块。传感器模块用于接收用户的触摸命令；音频模块用于根据触摸命令输出声音；显示模块用于根据触摸命令输出影像；控制接收模块用于接收用户通过外接设备输入的数据、程序或信息。在人工智能教学活动中，学生可以通过其中的传感器模块输入相应的指令，并能够从音频模块和显示模块直观观察到反馈信息，从而能够为人工智能教学提供能够进行实践的教具，这样一来高校就能够依托该教具在人工智能教学中实现对学生全方位培养。

本申请中的人工智能教学试验箱的运行逻辑如图2所示。

实施例二

图3为本申请实施例的一种实验操控方法的流程图。

本实施例提供的实验操控方法应用于上面实施例所提供的人工智能教学实验箱，该人工智能教学试验箱具体包括一个箱体，该箱体设置有箱盖，在箱盖的下方即为该教学试验箱的面板10，该面板上设置有多组传感器模块20、音频模块30、显示模块40和控制接收模块50。

该传感器模块用于接收用户的触摸命令，还用于检测其他的状态参数。该传感器模块包括触碰传感器、距离传感器和加速度传感器，用于检测其被触碰的力度和方向、与操作者或其他物体之间的距离，还能能够检测具体的运动加速度。

音频模块用于在接收到相应的触摸命令后输出相应的声音；显示模块则用户根据相应的触摸命令显示相应的影像。

控制接收模块包括多种接线端子，用于通过相应的数据输入设备接收外接设备输入的数据、程序或信息。

该显示设备具体为触摸屏设备，在触摸屏设备上设置有麦克风、摄像头、红外传感器和物联网模块。其中，麦克风的数量为两个，分别设置在触摸屏的两侧；摄像头设置在触摸屏的上方；红外传感器设置在摄像头的一侧；物联网模块则设置在触摸屏的内部。

这里的物联网模块具体包括互联网设备、蓝牙设备和/或紫蜂设备。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种人工智能教学试验箱，具体包括箱体，设置在箱体上的多组传感器模块、音频模块、显示模块和控制接收模块。传感器模块用于接收用户的触摸命令；音频模块用于根据触摸命令输出声音；显示模块用于根据触摸命令输出影像；控制接收模块用于接收用户通过外接设备输入的数据、程序或信息。在人工智能教学活动中，学生可以通过其中的传感器模块输入相应的指令，并能够从音频模块和显示模块直观观察到反馈信息，从而能够为人工智能教学提供能够进行实践的教具，这样一来高校就能够依托该教具在人工智能教学中实现对学生全方位培养。

如图3所示，该实验操控方法具体包括如下步骤：

S1、接收接口编译***所生成的运行程序。

本***还提供相应的接口编译程序，供用户进行程序编译以得到相应功能的运行程序。该实验机器人可以通过相应的数据端口接收该运行程序并运行，从而为后续的操作提供相应的运行平台。

S2、接收用户的输入信息。

具体为当用户输入相应的输入请求时，根据该输入请求接收相应的输入信息，输入信息具体包括影像信息、声音信息或者触摸信息。影像信息具体由高清摄像头获取，声音信息由麦克风获取，触摸信息则由传感器模块中的具体传感器获取。

S3、对输入信息进行处理，得到相应的反馈信息。

具体来说，是对其中的影像信息进行图像识别处理、对其中的声音信息进行语音识别处理，从而得到相应的反馈信息。

S4、输出该反馈信息。

在得到相应的反馈信息后，通过相应的设备输出该反馈信息，如通过其中的显示设备输出影像，通过音频设备输出声音等。

实施例三

图4为本申请实施例的一种实验操控装置的框图。

本实施例提供的实验操控装置应用于上面实施例所提供的人工智能教学实验箱，该人工智能教学试验箱具体包括一个箱体，该箱体设置有箱盖，在箱盖的下方即为该教学试验箱的面板10，该面板上设置有多组传感器模块20、音频模块30、显示模块40和控制接收模块50。

该传感器模块用于接收用户的触摸命令，还用于检测其他的状态参数。该传感器模块包括触碰传感器、距离传感器和加速度传感器，用于检测其被触碰的力度和方向、与操作者或其他物体之间的距离，还能能够检测具体的运动加速度。

音频模块用于在接收到相应的触摸命令后输出相应的声音；显示模块则用户根据相应的触摸命令显示相应的影像。

控制接收模块包括多种接线端子，用于通过相应的数据输入设备接收外接设备输入的数据、程序或信息。

该显示设备具体为触摸屏设备，在触摸屏设备上设置有麦克风、摄像头、红外传感器和物联网模块。其中，麦克风的数量为两个，分别设置在触摸屏的两侧；摄像头设置在触摸屏的上方；红外传感器设置在摄像头的一侧；物联网模块则设置在触摸屏的内部。

这里的物联网模块具体包括互联网设备、蓝牙设备和/或紫蜂设备。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种人工智能教学试验箱，具体包括箱体，设置在箱体上的多组传感器模块、音频模块、显示模块和控制接收模块。传感器模块用于接收用户的触摸命令；音频模块用于根据触摸命令输出声音；显示模块用于根据触摸命令输出影像；控制接收模块用于接收用户通过外接设备输入的数据、程序或信息。在人工智能教学活动中，学生可以通过其中的传感器模块输入相应的指令，并能够从音频模块和显示模块直观观察到反馈信息，从而能够为人工智能教学提供能够进行实践的教具，这样一来高校就能够依托该教具在人工智能教学中实现对学生全方位培养。

如图4所示，该实验操控装置具体包括程序接收模块60、信息接收模块70、信息处理模块80和信息输出模块90。

程序接收模块用于接收接口编译***所生成的运行程序。

本***还提供相应的接口编译程序，供用户进行程序编译以得到相应功能的运行程序。该实验机器人可以通过相应的数据端口接收该运行程序并运行，从而为后续的操作提供相应的运行平台。

信息接收模块用于接收用户的输入信息。

具体为当用户输入相应的输入请求时，根据该输入请求接收相应的输入信息，输入信息具体包括影像信息、声音信息或者触摸信息。影像信息具体由高清摄像头获取，声音信息由麦克风获取，触摸信息则由传感器模块中的具体传感器获取。

信息处理模块用于对输入信息进行处理，得到相应的反馈信息。

具体来说，是对其中的影像信息进行图像识别处理、对其中的声音信息进行语音识别处理，从而得到相应的反馈信息。

信息输出模块用于输出该反馈信息。

在得到相应的反馈信息后，通过相应的设备输出该反馈信息，如通过其中的显示设备输出影像，通过音频设备输出声音等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种人工智能教学试验箱，其特征在于，包括箱体，设置在箱体上的多组传感器模块、音频模块、显示模块和控制接收模块，其中：

所述传感器模块用于接收用户的触摸命令；

所述音频模块用于根据所述触摸命令输出声音；

所述显示模块用于根据所述触摸命令输出影像；

所述控制接收模块用于接收用户通过外接设备输入的数据、程序或信息。

2.如权利要求1所述的人工智能教学实验箱，其特征在于，所述显示设备包括触摸屏、麦克风、摄像头、红外传感器和物联网模块，其中：

所述麦克风设置在所述触摸屏的两侧；

所述摄像头设置在所述触摸屏的上方；

所述红外传感器设置在于所述摄像头的一侧；

所述物联网模块设置在所述触摸屏的内部。

3.如权利要求2所述的人工智能教学实验箱，其特征在于，所述物联网模块包括互联网设备、蓝牙设备和紫蜂设备中的部分或全部。

4.如权利要求1所述的人工智能教学试验箱，其特征在于，所述传感器模块包括触碰传感器、距离传感器和加速度传感器中的部分或全部。

5.一种实验操控方法，应用于如权利要求1～4任一项所述的人工智能教学实验箱，其特征在于，所述实验操控方法包括步骤：

接收接口编译***生成的运行程序；

响应用户的输入请求，接收用户的输入信息；

对所述输入信息进行处理，得到反馈信息；

输出所述反馈信息。

6.如权利要求4所述的实验操控方法，其特征在于，所述输入信息包括影像信息、声音信息或触摸信息。

7.如权利要求4所述的实验操控方法，其特征在于，所述对所述输入信息进行处理，包括：

对所述输入信息进行语音识别或图像识别。

8.一种实验操控装置，应用于如权利要求1～4任一项所述的人工智能教学实验箱，其特征在于，所述实验操控装置包括：

程序接收模块，被配置为接收接口编译***生成的运行程序；

信息接收模块，被配置为响应用户的输入请求，接收用户的输入信息；

信息处理模块，被配置为对所述输入信息进行处理，得到反馈信息；

信息输出模块，被配置为输出所述反馈信息。

9.如权利要求8所述的实验操控装置，其特征在于，所述输入信息包括影像信息、声音信息或触摸信息。

10.如权利要求8所述的实验操控装置，其特征在于，所述信息处理模块被配置为对所述输入信息进行语音识别或图像识别。