[教育時光機 EP11] 我已鎖定你！Webduino x 智慧電風扇

說到AI在生活中的應用，最常見的就是影像辨識、人臉辨識、語音辨識、物件追蹤等功能，這些基礎功能足以讓我們設計出如門禁系統、分類機或是翻譯軟體等等實用的產品。透過AI強大的數據分析以及學習能力，往往可以比人力更為精確。

我們已經在教育時光機 EP9以及EP10中介紹過人臉辨識以及語音辨識的功能，因此今天就讓我們#1206 AI智慧積木組，製作出一台會追蹤物件的智慧電風扇！

◆課前準備（10分鐘）

1. 請學習者前往成是設計網頁更新主控盒韌體，連線Wi-Fi。

程式設計網頁連結：https://webai.webduino.io/#/

主控盒韌體更新教學影片：https://youtu.be/jg0YLk8R4uY

Wi-Fi連線教學影片：https://youtu.be/32Z_JbBpHxo

2. 準備模型所需零件

◆示範模型製作（35分鐘）

可參考以下組裝步驟將模型一步步組裝。

步驟1：將180度伺服馬達旋轉至90度，並組裝在兩個5x10長方框中間，如圖所示。

請勿手動轉動180度伺服馬達，以免造成馬達損壞。

步驟2：用三孔超長條將兩個5x5正方框連接，完成後放置於5x10孔長方框上。

步驟3：將長度至少70mm的軸穿過180度伺服馬達與3孔超長條，並於上方放上40T齒輪。

步驟4：分別製作出馬達與扇葉，扇葉可自行設計。

步驟5：將主結構、馬達、扇葉連接，完成電風扇模型。

步驟6：前方放上AI智慧主控盒；後方放上18650放電池座，腳位連接如下圖。

◆程式邏輯

範例程式下載連結：https://reurl.cc/o5xaOl

1. 開始執行程式時，DDM馬達停止運作、180度伺服馬達回歸至90角度，並且開始設定辨識物體為小怪獸紙卡。

※務必確認主控盒已連接Wi-Fi，並輸入自己的Device ID。

※若要辨識小怪獸外的物品，須於影像訓練平台中自行訓練。

2. 開始執行物件追蹤功能，webduino辨識到物體時得到的數值是1，因此必須將條件設為>=1，代表有辨識到物品，辨識到後同時顯示他的物件大小。

3. 設定四個條件式，分別為：
170 < x座標(紙卡在右邊)－－－－－電風扇旋轉至120度，並轉動風扇
x座標< 90(紙卡在左邊)－－－－－電風扇旋轉至70度，並轉動風扇
90 < x座標< 170(紙卡在中間)－－－－－電風扇旋轉至90度，並轉動風扇
物件寬度 <70(紙卡移出鏡頭外)－－－－－馬達停止運作

4. 完整程式圖如下。

◆學生製作模型與遊玩（35分鐘）

1、 協助學生完成模型與程式編寫，教師適時提供協助即可。

2、 完成的學生可開始改造程式或模型以增加變化性，例如：可以改變速度的電風扇。

◆總結與收拾（10分鐘）

1、 教師可於課程最後進行總結，與學生再次複習今天的程式邏輯。

2、 請學生拆解模型、分類並正確歸位，須提醒學生使用扳手拆除零件而非硬拆。

◆科學原理

此模型使用的科學原理為「物件追蹤」。

物件追蹤（Object Tracking）是一項技術系統，它旨在識別並追蹤影片或圖像中的特定物件，一旦識別了目標物件，物件追蹤系統會持續地檢測該物件的位置，直到物件離開視野或任務結束才停止。

物件追蹤技術常用於各種需要即時反應的系統中，例如監視和安全系統、自動駕駛汽車、機器人技術等。它有助於識別和追蹤交通工具、人物、動物等移動中的物件。

◆後記

物件追蹤技術通常能夠以接近即時的速度追蹤物件，這對於需要即時反饋的應用非常重要，如監控系統和自動駕駛汽車。
然而，物件追蹤的精準度容易受到環境因素影響，例如遮擋、物件過多、低解析度等，可能會發生識別錯誤或追蹤偏移的情況。

AI在生活中的應用相當廣泛，讓我們一起期待教育時光機接下來的冒險吧！

關鍵字參考：

程式教育、AI、人工智慧、機械學習、深度學習、物件追蹤、智慧電風扇

課綱參考：

科-J-A3 利用科技資源，擬定與執行科技專題活動。

運 t-IV-1 能了解資訊系統的基本組成架構與運算原理。

運 r-V-3 能利用程式語言表達運算程序。

資 P-IV-1 程式語言基本概念、功能及應用。

設 k-IV-1 能了解日常科技的意涵與設計製作的基本概念。