TWI714362B - 生態系統學習裝置 - Google Patents

Abstract

本發明為有關於一種生態系統學習裝置，主要結構包括一生態管道、複數形成於該生態管道上之穿孔、一活動設於生態管道內之行動載具、一資訊連結於行動載具之電子裝置、至少一設於行動載具上之攝像裝置、一設於行動載具上之影像辨識模組、一設於行動載具上之擴增實境模組、及一設於電子裝置上之操控模組。藉上述結構，當行動載具於生態管道內進行移動，並使攝像裝置對準上述穿孔時，影像辨識模組即會對穿孔外之生物進行識別，而電子裝置會經由擴增實境模組之回傳，顯示所對應的擴充資訊與動靜態影像，藉此在不侷限於特定場域的情況下，近距離觀賞生物並立即獲得有關於該生物之資訊，進而達到生態學習之效果。

Description

生態系統學習裝置

本發明為提供一種生態系統學習裝置，尤指一種得以近距離觀賞野生生物，立即獲得該生物之資訊，且不限於特定場域的生態系統學習裝置。

按，自然生態的學習是人生中重要的課題之一，若能從小就培養正確的觀念與知識，學習理解人類與環境間之倫理關係，並以行動實踐有關環境保育等活動，即可在教育的過程中，激發孩子的學習潛能，孩子會先以走馬看花的方式融入自然環境，開啟生態學習的大門，接著開始認識並學習環境生態，並對環境生態產生好奇與興趣，再來進入探討生物多樣性的階段，對自然生態進行更深入的了解。

然習用自然生態學習的方式，存在下列問題與缺失尚待改進：

第一，目前大多的自然生態學習過於侷限在特定場域，如動物園、植物園或昆蟲館等。

第二，野生環境下的生物難以近距離觀賞，大多得使用望遠鏡等輔助器具才得以實行，但因容易跟丟目標，且無法立即得到受觀察物之正確資訊，因此依然難以在觀察中一併學習。

第三，生態學習場域上的生物種類眾多，家長與老師往往無法全部認識，因此無法當下提供正確的資訊，同時也無法了解孩童或學生的學習狀況。

第四，雖然目前已有將居家環境作為生態學習場域的概念，但受限於土地、空間等許多因素，少有人在自家提供生態的學習環境。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之申請人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之申請人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種得以近距離觀賞野生生物，立即獲得該生物之資訊，且不限於特定場域的生態系統學習裝置之發明專利者。

本發明之主要目的在於：透過生態管道不限於特定場域之結構，令攝像裝置得以捕捉自然生態下的野生生物，即時回傳並顯示於電子裝置上，令使用者得以近距離觀賞，同時還能獲取該生物相關之資訊。

為達上述目的，本發明之主要結構包括：一生態管道，生態管道上具有複數穿孔，生態管道內活動設有一行動載具，行動載具資訊連結一電子裝置，且行動載具上具有至少一攝像裝置、一影像辨識模組、及一擴增實境模組，而電子裝置上則具有一資訊連結行動載具之操控模組。

上述生態管道係為一搭設於居家環境之客製化管路，建設者可根據居家環境中地形的不同、樹枝與樹幹的分布、或生物的活動區域等條件來進行管路的搭建。藉此，生態管道即能融入生態環境中，進而令位於生態管道內之行動載具得以近距離接觸位於居家環境中之生物。

當欲使用本發明時，即可利用電子裝置上之操控模組，對資訊連結於電子裝置之行動載具進行控制，當行動載具移動至鄰近穿孔之位置處時，攝像裝置即會對準穿孔，並且拍攝穿孔外之景象，而若穿孔外有生物存在，行動載具上之影像辨識模組即會對該生物進行識別，整理出該生物的資訊，搭配攝像裝置所拍攝之影像一併顯示於電子裝置上，此時，行動載具上之擴增實境模組會針對影像即時回應所對應的擴充資訊與動靜態影像，且回傳並顯示於電子裝置上，藉此，即可在不侷限於特定場域的情況下，以近距離觀賞野生環境下之生物，並於觀賞當下立即獲得正確的生物相關資訊。

藉由上述技術，可針對習用自然生態學習的方式所存在之侷限特定場域、野生環境下的生物難以近距離觀賞、觀賞當下無法立即獲得正確的生物資訊、及無法於自家環境進行生態學習的問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

1、1a、1d、1e‧‧‧生態管道

11、11a、11d‧‧‧穿孔

12a‧‧‧壓感元件

121a‧‧‧回彈部

13d、24e‧‧‧阻擋部

14e‧‧‧卡槽

2、2a、2d、2e‧‧‧行動載具

21、21a、21d‧‧‧攝像裝置

22‧‧‧影像辨識模組

23、23c‧‧‧擴增實境模組

231c‧‧‧美化單元

232c‧‧‧可愛動物圖案

3、3a、3b、3c‧‧‧電子裝置

31、31d‧‧‧操控模組

311‧‧‧前進鈕

312‧‧‧倒退鈕

313‧‧‧煞停鈕

314d‧‧‧阻擋控制鈕

32b‧‧‧記錄模組

33b‧‧‧試題模組

34b‧‧‧遊戲模組

4‧‧‧生物畫面

第一圖 係為本發明第一較佳實施例之立體透視圖。

第二圖 係為本發明第一較佳實施例之平面圖。

第三圖 係為本發明第一較佳實施例之控制示意圖。

第四圖 係為本發明第一較佳實施例之顯示示意圖。

第五圖 係為本發明第一較佳實施例之立體圖(一)。

第六圖 係為本發明第一較佳實施例之立體圖(二)。

第七圖 係為本發明第二較佳實施例之壓力感應示意圖。

第八圖 係為本發明第三較佳實施例之記錄示意圖。

第九圖 係為本發明第三較佳實施例之試題示意圖。

第十圖 係為本發明第三較佳實施例之遊戲示意圖。

第十一圖 係為本發明第四較佳實施例之美化示意圖。

第十二圖 係為本發明第五較佳實施例之阻擋示意圖。

第十三圖 係為本發明第六較佳實施例之阻擋示意圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖及第二圖所示，係為本發明第一較佳實施例之立體透視圖及平面圖，由圖中可清楚看出本發明包括：

一生態管道1、複數穿孔11、一行動載具2、一電子裝置3、至少一攝像裝置21、一影像辨識模組22、一擴增實境模組23及一操控模組31。其中，穿孔11形成於生態管道1上，行動載具2活動設於生態管道1內，電子裝置3資訊連結上述行動載具2，攝像裝置21設於行動載具2上，影像辨識模組22及擴增實境模組23設於行動載具2內，而操控模組31資訊連結行動載具2且設於電子裝置3上。

影像辨識模組22係供對所拍攝到的生物進行識別。

擴增實境模組23係供將攝像裝置21所拍攝到之影像同步顯示於電子裝置3上，同時將影像辨識模組22所識別之資訊一併顯示。

操控模組31係供對行動載具2進行控制，且本實施例之操控模組31上具有一前進鈕311、一倒退鈕312及一煞停鈕313，但不予以設限。

上述生態管道1為一搭設於居家環境中之客製化管路，可隨著樹木分布、花叢形狀、或地理高低等情況進行調整，並且可利用屋頂花圃、陽台盆栽、或院子內花樹叢等生物成長活動的區域來進行搭設，且本實施例中生態管道1之表面係為融入周遭花叢樹木之保護色。此外，行動載具2以一車子態樣為例，電子裝置3以一手機為例，但不予以設限。而攝像裝置21之數量以三個為例，且分別設於行動載具2之上側、左側及右側。

藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合，即可在不侷限於特定場域的情況下，以近距離觀賞野生生物，並在當下立即獲得該生物的正確資訊，而詳細之解說將於下述說明。

再請同時配合參閱第一圖至第六圖所示，係為本發明第一較佳實施例之立體透視圖至立體圖(二)，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，客製化的生態管道1係沿著樹木的形狀與樹枝的生長蜿蜒的纏繞於樹木上，配合著其融入周遭花叢樹木之保護色，即可令附近的動物放下戒心，避免在實行的過程中驚擾到生態管道1周側的動物。

而當欲使用本發明來對野生生物進行觀察時，只需操作電子裝置3上之操控模組31，即可控制資訊連結於電子裝置3之行動載具2進行移動，此時電子裝置3可顯示當下行動載具2所攝錄的生物畫面4，而透過操控模組31上之前進鈕311及倒退鈕312，能夠將行動載具2移動至想要觀察之位置處，而當行動載具2上之攝像裝置21對準生態管道1上之穿孔11時，按下操控模組31上之煞停鈕313，即可令行動載具2停止移動。

此時，攝像裝置21會透過穿孔11之結構，拍攝到位於生態管道1外之景象，而透過攝像裝置21數量為三個之結構，能夠使電子裝置3同時顯示三個畫面，令使用者看到三個方向的景象，進而讓整個觀測過程更加全 面。由攝像裝置21所拍攝的畫面會經由行動載具2上的影像辨識模組22進行生物類別的辨識，且透過擴增實境模組23針對影像回應所對應的擴充資訊與動靜態影像，並即時回傳顯示於電子裝置3上，令使用者得以近距離觀察位於穿孔11外之景象，而當穿孔11外具有生物時，設於行動載具2上之影像辨識模組22即會對其進行分析，收集生物資料並比對資料庫圖鑑，進而推斷出受拍攝的生物為何，同時將該生物之相關資訊，如生物種類、生物名稱或生物特徵等資料回傳並顯示於電子裝置3上，藉此，透過電子裝置3上顯示的即時生物畫面4搭配該生物之相關資訊，即可達到自然生態學習之目的。

除此之外，如第五圖及第六圖所示，係為生態管道1建設於陽台盆栽及庭院花圃之實施態樣，藉以表明生態管道1不設限於建設在何處，其主要宗旨為，根據地形環境的不同對整體管路進行設計與調整。藉此，即可令孩童無須前往動物園、植物園等特定場域，只需待在家中，就能夠以近距離觀察生物的生長情況，並且能夠即時接收到該生物畫面4及其相關資訊，不僅快速有效的認識大自然生態，更在學習中增添了許多的樂趣。

再請同時配合參閱第七圖所示，係為本發明第二較佳實施例之壓力感應示意圖，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，本實施例中，生態管道1a內具有複數壓感元件12a，壓感元件12a係位置對應於上述穿孔11a，且壓感元件12a係資訊連結電子裝置3a，而壓感元件12a上具有一回彈部121a，本實施例之壓感元件12a為一壓力感測器且為按鈕式結構，而回彈部121a以彈片為例，但不予以設限。

透過上述結構，當使用者以電子裝置3a控制行動載具2a進行移動時，行動載具2a的輪子會擠壓到上述壓感元件12a，此時，壓感元件12a會因其回彈部121a之結構而開始壓縮，同時將訊號傳送至彼此資訊連結之電子裝置3a上，藉以告知使用者目前行動載具2a所在的位置，而若使用者在接收到訊號的同時停止行動載具2a之移動，即可透過壓感元件12a位置對應於穿孔11a之結構，使攝像裝置21a對準穿孔11a，而當行動載具2a離開原本停留的位置後，壓感元件12a亦會透過回彈部121a 之結構變回未被擠壓之態樣，並且停止傳送受行動載具2a擠壓之訊號，藉以告知使用者行動載具2a已經離開此處。

藉此，透過壓感元件12a與回彈部121a之結構，不僅可使攝像裝置21a快速對準穿孔11a，還可令使用者準確的知道行動載具2a目前位於生態管道1a的哪一個位置，進而了解到目前所觀看的景象為生態管道1a中哪一段的景象，同時亦可清楚生物的分布，了解不同的生物喜歡棲息之位置處，自行探索出更多的生態環境知識。

再請同時配合參閱第八圖至第十圖所示，係為本發明第三較佳實施例之記錄示意圖至遊戲示意圖，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，本實施例中，電子裝置3b上具有一記錄模組32b、一試題模組33b及一遊戲模組34b。

如第八圖所示，記錄模組32b係供將所觀察到的生物資訊進行記錄，藉以記錄整個學習的過程，而當使用者欲回顧或複習先前觀察到的生物時，即可透過電子裝置3b上之記錄模組32b來觀看歷史資料，歷史資料包含觀測場域、觀測時間、觀測座標或攝像影片等資訊，藉此，使用者即可經由記錄模組32b進行歷史資料的閱覽及回顧。

如第九圖所示，試題模組33b係供根據記錄模組32b內之資料，產生專屬於使用者之試題，試題模組33b會先查看使用者曾經觀察到哪些生物，並根據生物種類、生物名稱、或生物特徵來產生試題，藉以檢測使用者的學習狀況，監督使用者於觀察時是否有用心學習，進而達到評量之效果。

如第十圖所示，遊戲模組34b亦會根據記錄模組32b內之資料，產生專屬於使用者之益智遊戲，如上述試題模組33b之實施方式，遊戲模組34b會依照使用者先前所觀察到的生物，將該生物的資訊套入預設遊戲中，例如：連連看遊戲、類打地鼠遊戲等，進而令使用者享受學習，增添學習中的樂趣。

再請同時配合參閱第十一圖所示，係為本發明第四較佳實施例之美化示意圖，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，僅於擴增實境模組23c上額外設置一美化單元231c，美 化單元231c係供美化顯示於電子裝置3c上之介面。本實施例之美化單元231c以一可愛動物圖案232c顯示於電子裝置3c上為例。透過上述結構，在擴增實境模組23c將景象及生物資訊即時回傳並顯示於電子裝置3c上的同時，即會藉由美化單元231c將可愛動物圖案232c產生於生物資訊旁。藉此，即可令整體介面看起來更加深動，而不是只有死板的文字，進而吸引孩童的注目，令孩童增進學習的動力。

再請同時配合參閱第十二圖所示，係為本發明第五較佳實施例之阻擋示意圖，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，本實施例中，生態系統學習裝置上具有複數阻擋部13d，阻擋部13d以設於生態管道1d上為例，且阻擋部13d係位置對應於各該穿孔11d，同時資訊連結上述操控模組31d，而操控模組31d上具有一阻擋控制鈕314d，阻擋部13d以一可進行升降之凸塊為例，但不予以設限。

當使用者正透過操控模組31d對行動載具2d進行控制，並且欲將攝像裝置21d對準穿孔11d時，容易因行動載具2d的移動幅度過大，而無法一次就成功對準穿孔11d，透過上述阻擋部13d與阻擋控制鈕314d之結構，當行動載具2d快接近穿孔11d時，即可按下操控模組31d中之阻擋控制鈕314d，此時阻擋部13d即會升起並對移動中之行動載具2d進行阻擋，而受阻擋停止的行動載具2d，其上方之攝像裝置21d會因阻擋部13d位置對應於穿孔11d的緣故，自動對準生態管道1d上之穿孔11d，藉此，使用者則不須來來回回操控行動載具2d對準穿孔11d，只需要按下阻擋控制鈕314d，令阻擋部13d升起並停止行動載具2d移動，即可達到自動對準之效果。而當此處觀察完了之後，只需再次按下阻擋控制鈕314d，阻擋部13d則會降回生態管道1d內，使行動載具2d能夠繼續前進。

再請同時配合參閱第十三圖所示，係為本發明第六較佳實施例之阻擋示意圖，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，本實施例與上述第五較佳實施例為大同小異，本實施例中，僅將阻擋部24e由設於生態管道1e 上，更改為設於行動載具2e上，除此之外，生態管道1e上設有複數對應卡合於阻擋部24e之卡槽14e，藉此，當行動載具2e移動至適當的位置時，使用者即可依照上述第五較佳實施例之步驟，對阻擋部24e進行遙控升降，進而將阻擋部24e卡合於卡槽14e內，以令行動載具2e停止移動。本實施例僅為舉例阻擋部24e設於不同位置處之實施態樣，藉以表明阻擋部24e之位置不予以設限。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

是以，本發明之生態系統學習裝置可改善習用之技術關鍵在於：

第一，透過生態管道1隨著地形不同進行調整之結構，得以令生態管道1用於任何一處居家環境，進而使生態學習不再侷限於特定場域。

第二，透過影像辨識模組22及擴增實境模組23之對應搭配，令使用者得以近距離觀察生物，並且在影像即時回傳的當下獲取該生物相關之資訊，進而達到學習之目的。

第三，透過壓感元件12a之結構，令使用者能夠掌握行動載具2a的確切位置，並得知觀察的生物棲息於何處，進而研究出不同生物的生長習慣。

第四，透過記錄模組32b、試題模組33b及遊戲模組34b之對應配合，令使用者得以回顧並複習曾經觀察到的生物，同時還可透過自我評量或遊戲的方式，對其加深印象，進而提升學習的效果。

第五，透過美化單元231c之結構，令顯示於電子裝置3c上之介面更加活潑且深動，藉以吸引孩童，增加孩童學習的動力。

第六，透過阻擋部13d之結構，令使用者無須重複調整行動載具2d，只需以阻擋部13d限制行動載具2d之移動，即可令攝像裝置21d對準穿孔11d，進而節省調整的時間。

綜上所述，本發明之生態系統學習裝置於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要 件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障申請人之辛苦研發，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，申請人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧生態管道

11‧‧‧穿孔

2‧‧‧行動載具

21‧‧‧攝像裝置

22‧‧‧影像辨識模組

23‧‧‧擴增實境模組

Claims (8)

1. 一種生態系統學習裝置，該生態系統學習裝置主要包括：一生態管道，該生態管道上具有複數穿孔及複數位置對應於各該穿孔之壓感元件，各該壓感元件係資訊連結於一電子裝置，且各該壓感元件上具有一回彈部；一行動載具，該行動載具活動設於該生態管道內，且資訊連結於該電子裝置，該行動載具主要包括：至少一攝像裝置，該攝像裝置係供該行動載具移動至各該穿孔之位置處時進行拍攝；一影像辨識模組，係供對生物進行識別；一擴增實境模組，係供將該攝像裝置所拍攝到之影像同步顯示於該電子裝置上，同時將該影像辨識模組所識別之資訊一併顯示；及一操控模組，該操控模組設於該電子裝置上，係資訊連結該行動載具，以供對該行動載具進行控制。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生態系統學習裝置，其中該電子裝置上具有一記錄模組，係供將學習過程進行記錄。
3. 如申請專利範圍第2項所述之生態系統學習裝置，其中該電子裝置上具有一試題模組，該試題模組會依據該記錄模組中之資料，產生出對應之作答試題。
4. 如申請專利範圍第2項所述之生態系統學習裝置，其中該電子裝置上具有一遊戲模組，該遊戲模組會依據該記錄模組中之資料，產生出對應之益智遊戲。
5. 如申請專利範圍第1項所述之生態系統學習裝置，其中該生態管道之表面係為融入周遭花叢樹木之保護色。
6. 如申請專利範圍第1項所述之生態系統學習裝置，其中該擴增實境模組上具有一美化單元，係供美化顯示於該電子裝置上之介面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之生態系統學習裝置，其中該攝像裝置之數量為三個，且分別設於該行動載具之上側、左側及右側。
8. 如申請專利範圍第1項所述之生態系統學習裝置，其中該生態系統學習裝 置上具有複數阻擋部。

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