【比赛优秀作品】AI智慧树益智玩具

【比赛优秀作品】AI智慧树益智玩具

作品来源：第五届全国青少年人工智能创新挑战赛——开源硬件创意智造专项赛

参赛学生：

• 赵心辰 石家庄市第48中学

• 冯梓惠 石家庄市第48中学

原文链接：

https://contest.dfrobot.com.cn/tcwl2022/project/312772?p=dfrobot2022sh

1.作品创意灵感

孩子选择互动性强、玩法多变、有助于提升孩子专注力和创造力的玩具。孩子的语言表达能力正在飞跃，此时是智力高度发展的阶段。在前运算阶段，重要的不是强迫孩子学会算数，而是用大量互动和游戏提升孩子的数感，为即将到来的数学运算敏感期做准备。孩子空间想象力和动手搭建能力飞升，这正是引入搭建类玩具、提升孩子动手创作能力的最好阶段。

随着科技的发展，各种智能科技手段也融入玩具设计的方方面面，特别是智能玩具的设计与发展。人工智能、大数据、甚至是2021年的新科技5G技术，这些都成为了智能玩具的推动力。有目共睹是AI智能玩具的发展，人工智能经过发展已经能够很好的运用到玩具设计中，各种AI智能玩具遍布市场。特别是AI智能早教玩具，已经走入了千家万户。”

许多家长都希望孩子可以快乐成长，因此在拥有小孩的家庭中，玩具已成为了生活中不可或缺的一部分，而本次设计的初衷在于帮助家长解决一些关于玩具的问题，如：许多玩具需要其他人陪同玩耍，孩子单独使用无法体会到游戏的乐趣；使用方式单一，不同的需求需购买多种不同的玩具；益智类玩具较少，没有很好的教育目的；一些电动玩具设计不合理，带有不适合儿童的元素或具有危险性。

我们所设计的智能玩具希望具备以下功能：

1. 人机交互

2. 兼具可玩性，观赏性

3. 寓教于乐，益智游戏，可以让儿童学会识数，辨识动物，学习简单的汉字和英文。

4. 通过物联网家长监督提醒功能。

5. 智能小夜灯功能。

6. 着火报警功能。

7. 危险物品提醒功能。

步骤1 探讨思路

根据主题“智能玩具”及相关要求，发现生活中存在的问题并思考解决办法，讨论该思路的可行性，选择最优方案。

步骤2 设计整体

依据初步构思，为作品添加多样功能，寻找使用现有材料实现最终效果的途径，设计符合使用场景的外观。

步骤3 绘制图纸

将外观设计思路拆分为平面模块，使用LaserMaker绘制激光切割图纸并调整参数。

步骤4 制作外观

通过激光切割加工木板，将各个板块拼接，搭建出作品外形。

步骤5 编写程序

参考初步构思中提到的功能，选择合适的电子元件，使用Mind+进行图形化编程，实现设想 功能，并对程序进行测试，观察是否可以按照预想效果运行。

步骤6 组装作品

上传代码至主控板，将电子元件安装在作品内部预设位置，并固定，检查外观有无问题。

步骤7 测试功能

模拟使用场景，逐一使用作品功能，记录使用感受，发现作品中仍存在的问题。

步骤8 完善体验

更正遗留问题，增进使用体验，改进最终效果。

硬件清单

• 1x Arduino主控板 链接

• 1x Gravity: IO 传感器扩展板 V7.1 链接

• 1x AI 视觉传感器 链接

• 1x 语音合成 链接

• 1x 语音识别 链接

• 1x 温湿度 链接

• 1x 超声波传感器 链接

• 1x OLed显示屏 链接

• 1x 环境光敏传感器 链接

• 1x 手势识别 链接

• 3x LED灯 链接

• 1x 蜂鸣器 链接

• 2x 按钮 链接

• 1x 火焰传感器 链接

• 1x 电机 链接

• 1x 灯带 链接

• 1x micro bit 链接

• 1x micro:bit扩展板 链接

• 1x WiFi模块 链接

硬件接线图

附件下载

软件源代码 结构设计文件.zip

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