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    Google AIY Vision Kit 成就人工智能Maker(上)

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    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。

    Google AIY Vision Kit
    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

    Google AIY Vision Kit
    Raspberry Pi Zero WH

    Google AIY Vision Kit
    Vision Bonnet

    Google AIY Vision Kit
    Raspberry Pi Camera v2

    Google AIY Vision Kit
    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。

    Google AIY Vision Kit
    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。

    Google AIY Vision Kit
    用App也可進行編程。

    Google AIY Vision Kit
    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

    Google AIY Vision Kit
    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。

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