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    童創智能回收箱機械人

    kaWing
    kaWing
    從事科技教育報導逾十年,見證香港電子學習及STEM的興起和轉變。

    疫情期間有人覺得生活處處受到妨礙,步履艱難,但也有學生卻能如常學習之外,參加了以環保為主題的比賽獲得獎項,得獎作品是一款智能回收箱機械人,外型醒目有趣,也運用了智能技術,本刊遂邀請該校師生分享學習經歷。

    疫情逾年,比賽和學習如常已是新常態,而比賽對部分學生來說,是一種有目標的學習方式;光明學校的三位同學陳建宏、梁昫晴和盧枳晴,就能夠玩學相長參加了以「不同想像.共『童』創造綠色未來」為主題的 《 Solve for Tomorrow 》 比賽,設計出一款智能回收箱並獲得小學組亞軍。

    學生陳建宏和盧枳晴解釋,全球及香港的垃圾量極多,而他們一直有關注此現象,而剛好得知有一個環保比賽,故以此作為學習探討目標,希望大家以更理想的回收方式解決垃圾堆積的問題。陳建宏同學表示,常見的回收箱體積大但功能單一,很多時更因回收物分類不當,令回收箱變成垃圾箱,因此他們幾個同學就一起商討,以智能方式達至正確分類回收物件。

    ( 左起)光明學校 三位學生陳建宏、梁昫 晴和盧枳晴組隊參加環 保比賽並獲得獎項。
    ( 左起)光明學校三位學生陳建宏、梁昫晴和盧枳晴組隊參加環保比賽並獲得獎項。

    運用 micro:bit 作智能分類

    陳同學續講解,智能回收箱會經由影像拍攝分析,辨別顏色和物件大小以判斷是紙張、鋁罐或膠樽,而三者之外的物件暫無法回收。製作過程中,陳同學印象最深刻是可自製大型回收箱,由於成品巨大,很有成就感。至於軟件設計是由盧枳晴同學負責,盧同學表示運用 micro:bit 配以 AI 模組可作回收分類,並可利用超聲波感應器量度回收箱內收集物件累積的高度,她坦言在製作過中感受到編程並非如想像中容易,至於梁昫晴同學則負責設計回收箱外觀,她表示期望有更多人能理解垃圾可分類及回收,因此以機械人形態作為外觀設計,用以代表智能分類,而此設計外觀亦較吸引人們注視。

    小型智能回收箱是學生們過往的習作,蔡主任指出學生們是以此為基礎作改良。
    小型智能回收箱是學生們過往的習作,蔡主任指出學生們是以此為基礎作改良。

    從實作中成長

    光明學校主任蔡康威憶述,學生們能夠有完整的構思,並非一朝一夕的成果。三位學生本身是科技小組成員,而今次參與比賽的是五、六年級學生,學生已具備不錯的 STEM 能力,這次參賽能讓學生以主題式學習,並且能觀察學生對 AI 的理解能力。此外他補充說,學生們製作智能回收箱是因應學校的環保主題,其時已有運用小型套件製作回收盒,其後有與學生將作品放大成智能回收箱 1.0 ,今次參賽的是智能回收箱 2.0 ,不同之處是加入了 AI 智能分類功能,而從比賽過程中觀察,蔡主任認為學生確實能通過動手製作及編程更容易理解 AI 的運作。

    智能回收箱頂部配有AI模組,而鏡頭拍下回收物件的同時進行影像識別,之後可轉動Servo進行分類。
    智能回收箱頂部配有AI模組,而鏡頭拍下回收物件的同時進行影像識別,之後可轉動 Servo 進行分類。

     

    箱內有距離感測器,就能判別回收箱的盛載狀況。
    箱內有距離感測器,就能判別回收箱的盛載狀況。

    自製作品培育創意

    關於學校的 STEM 培育方式,教學團隊李影薇老師透露,學校編排於小二年級製作紙蜻蜓,學生能通過此習作學懂紙質、翼長度等因素如何影響紙蜻蜓停留空中的時間。另外,初小還會用 《 Scratch Jr. 》 App 進行不接電製作活動,她注意到學生的創意能力比以往高,部分同學於初小階段已能自行構思完整的故事。此外,柯思琳老師亦補充,小四學生於疫情下每人能獲得一組太陽能裝置,當中有燈、摩打等。復課期間,學生會熱心帶材料回校完成作品,部分同學甚至會展示創意,與其他同學將兩組摩打組二合為一到同一裝置上。

    光明學校教學團隊 (左起)主任蔡康威、教師李影薇和柯思琳。
    光明學校教學團隊(左起)主任蔡康威、教師李影薇和柯思琳。

    學生自創另類樂器

    至於小五學生能運用 micro:bit 及感測器等電子套件製作智能家居,而另一有特色的編排是讓學生自製樂器。課堂設計方式相似,但成品不一樣。教師引領學生製作樂器要點,但讓學生任意選擇素材,故此製作不一樣的樂器,而教師最終只需提醒他們需運用 《 Tuner T1 》 App 進行調音;蔡主任笑說,此課堂設計發掘了更多學生的能力,部分過往不起眼的學生均可表現出色,甚至變得樂於學習,更令人高興的是,學生們甚至會集合演奏。除此之外,小息會開放 Maker Lab 讓學生使用,小六有 STEM 活動日,各類型的活動讓學生有更多機會接觸 STEM 。

    小五學生們能自製樂器,創意令人讚嘆,教師會指導學生用 App調整樂器音質。
    小五學生們能自製樂器,創意令人讚嘆,教師會指導學生用App調整樂器音質。

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