[转载]Google AIY Vision Kit,成就人工智能Maker(上)

DIY MAKER 於 16/07/2019 發表 收藏文章
近年就人工智能這個議題,在報章雜誌,或各式各樣的研討會中,也能夠找到與人工智能有關的討論;加上數年全球揭起Maker風,世界各地都大量地使用各種不同的電子開發版例如Micro bit、Arduino或樹莓 派等,製作出多樣化的Maker專案。兩者結合,可考慮用Google AIY Project進行製作,畢竟AIY簡單易用,適合學生以及Maker將人工 智能的技術應用到自己製作的作品。以下是我們學校製作相關設計作品的心得及經歷。

如果曾經嘗試學習人工智能技術,一定會瀏覽過有關Python程式或Tensorflow的資料。從安裝、設定、和寫程式建立人工智能模型等,對一般用家而言,可能會感到困難,尤其是後期設立的TensorFlow Playground,實在不見得容易明白和使用。

TensorFlow Playground
http://playground.tensorflow.org

畢竟人工智能技術是由數學理論課程所延伸,例如高等數學、線性代數、概率與統計學等發展出來。故此要發展學 習人工智能技術,首先要對數學有一定程度的認識,換而言之,對於一些沒有高等數學的人士較難上手。Google AIY Project的理念就是想將這些艱深的部分去除,讓沒有此類學習背景的普羅大眾也可以運用套件製作自己的專案,讓大家以簡易方法體驗人工智能。

自製人類偵察器

我們學校的專案是利用AIY Vision Kit影像套件,製作出「人類偵察器」,情景有點像電影「捉鬼敢死隊」中的幽靈探測器。整個習作是利用AIY Vision Kit裡的鏡頭作為輸入,通過影像辨識在鏡頭中是否有人面的存在,繼而驅動伺服馬達,驅動指針指顯示有沒有人。先為大家介紹套件中的預設程式,試用後,再改良預設程式成為自己的專案。

人類偵察器完成品。

作品運用AIY Vision Kit

在「人類偵察器」中,使用AIY Vision Kit version 1.1,而套件裏已經包含所需的電子零件,包括Raspberry Pi Zero WH、Vision Bonnet和Raspberry Pi Camera v2鏡頭等配件。另外,因應人類偵察器,另行購置一個伺服馬達,以及製作外觀的物料,而我們選擇了木條和木板。

接著是組裝AIY Vision Kit,會組裝的version 1.1套件。至於此方面詳細裝嵌方法和基本設定,大家可以瀏覽AIY官方網站,內有詳盡指引。官方網站指出大概1.5小時可以完成整個裝嵌,非常簡易。套件中,包括一張已經預載AIY系統的Micro SD card,但由推出至今,或許已有更新版本,而網站也有提醒可以到GitHub下載最新的系統映像 ,並燒錄到SD卡中,務求令系統運作時有最佳效果。

AIY官方網站
https://aiyprojects.withgoogle.com

Raspberry Pi Zero WH

Vision Bonnet

Raspberry Pi Camera v2

伺服馬達SG90

裝嵌時的注意事項

因為AIY Vision Kit套件的體積個非常小巧,預設所有零件會藏在盒件裡,故此當中的接駁線需要扭曲,以配合其他零件位置,尤其要注意的是Vision Bonnet、 Raspberry Pi Zero WH 和 Raspberry Pi Camera v2他們之間的接駁線需要多次扭曲。亦因此,他們很容易因扭動的彈性而鬆脫,以致接觸不良,零套件不能運作,筆者就花了很多個小時,才查找此原因。

AIY Vision Kit線材緊密,大家需要特別注意是否會導致鬆脫,而引致接觸不良。

連接AIY方式

當AIY套件已經完成裝嵌,就可以開始在套件上編寫程式。編寫程式有兩種方法,一是使用平板電腦或智能手機到Google Play Store下載及安裝AIY Projects App,然後用App編程,再將程式經Wi-Fi上載至硬件。

方法二是將屏幕、滑鼠和鍵盤連接到AIY套件,就如一般的電腦,直接操控。筆者較為喜歡方法二,因為操控方面比較直接。但如果讀者覺得要將套件連接至屏幕及滑鼠等周邊設備,感到十分不便,可考慮使用一些遠端操作軟件,例如VNC Viewer等,以便在另一部電腦登入並操控AIY套件,全程免插線,省去很多麻煩。

用App也可進行編程。


讓AIY連接屏幕、滑鼠及鍵盤,直接操作。

試玩示範程式

接下來,我們就可以嘗試套件中的預設程式。每次當AIY的系統啟動時,他會自動啟動Joy Detector Demo,只要將鏡頭對向展出笑容的人面,套件上的LED燈就會轉為黃色,非常有趣。此時,你已經在使用人工智能中的機械學習模型,模型會分析影像中的人面是否有笑容,從而再決定下一步的動作。

接著就是學習將程式終止下來,日後才可以運行自己設計的程式。我們需要在Terminal中輸入下列的指令,便能夠將這程式終止下來,下次系統啟動時,就不會自動運行。

指令:sudo systemctl disable joy_detection_demo


學生正進行測試Joy Detector Demo。

初步概念及測試完成,接下來會開始進一步改裝。



作者簡介

明愛胡振中中學
資訊及通訊科技科科主任
莊慶榮
任教ICT 及數學科,於大學修讀工程學科,對科技、數學及電腦學科有濃厚興趣,喜愛思考各種知識的綜合應用,期待為學生帶來學習上的刺激。

Google AIY系列产品香港售卖地址:https://store.gravitylink.com

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