Case 02 人脸追踪装置
简介
本课程将引导学生使用哪吒发明家套装V2和AI扩展包制作一个人脸追踪装置。通过结合机械设计和人工智能技术，学生将学习如何使用AI摄像头的人脸识别功能。这个项目将培养学生的创新思维和问题解决能力，让他们体验到科技与机械的融合。
教学目标
- 了解AI摄像头的人脸识别原理和功能。
- 学会制作AI人脸追踪装置。
- 学习蜗轮蜗杆的原理和运用。
- 培养解决问题和创意设计的能力。
教学准备
电脑
教学过程
引入
教师可以引导学生思考以下问题：什么是人脸识别技术？它在现实生活中有哪些应用？如何将这个技术应用于一个有趣的装置中，比如一个人脸追踪装置？通过这些问题，激发学生的兴趣，并引导他们思考如何将技术与创意相结合。
大家好！在今天的课程中，我们将进入一个充满科技的世界，一起制作一个超酷的AI人脸追踪装置。这个装置能够像魔法一样，通过AI摄像头的人脸识别功能，检测预定范围内是否有人接近，并将注意力集中在他们身上。
同时，我们会引入蜗轮蜗杆的知识，这是一个可以在机械装置中实现非常有趣功能的概念。让我们一起动手，将这些知识和技能结合，创造出一个令人惊叹的AI人脸追踪装置吧！
你们准备好了吗？让我们一起进入这个创新的世界，用科技的魔力创造奇迹！"
探究
分组讨论，让学生思考如何用AI摄像头来制作一个AI人脸追踪装置，重点关注人脸识别功能的使用和人脸识别装置的在生活中可能的应用场景。
- 人脸识别技术是如何工作的？它如何识别人的脸部？
- AI人脸追踪装置如何工作？
- 这个装置有什么实际应用？
实践
分组动手，按照自己的设计方案，用积木材料来制作一个AI人脸追踪装置。
按照自己的设计方案，用积木材料来制作一个AI人脸追踪装置。
示例
搭建步骤
搭建完成
硬件连接
将舵机连接到哪吒扩展板的S1接口，将电机连接到哪吒扩展板的M1接口，将AI摄像头连接到哪吒扩展板的IIC接口。
软件编程
打开编程平台makecode
新建项目
点击扩展
在搜索栏搜索nezha添加哪吒多功能扩展盒的扩展库
在搜索栏搜索planetx添加行星系列传感器的扩展库
编写程序
程序链接:https://makecode.microbit.org/_PFXJXp4y8RX1
你也可以通过以下网页直接下载程序。
团队合作与展示
学生分成小组，共同完成案例的制作和程序编写。
鼓励学生之间相互合作、交流和分享经验。
每个小组有机会向其他小组展示他们制作的案例。
示例案例效果
人脸识别装置会自动识别范围内的人脸，并根据人脸位置自动调整摄像头的朝向。
反思
分组分享，让每组的学生分享自己的制作过程和心得，总结自己遇到的问题和解决办法，评价自己的优点和不足。
扩展知识
什么是人脸识别？
人脸识别是一种利用分析比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的计算机技术。它包括广义和狭义两种定义。
广义的人脸识别实际是一种生物特征识别技术，指通过人脸进行身份确认或身份查找的技术或系统。该技术使用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸图像进行一系列的相关应用操作。
狭义的人脸识别特指通过人脸进行身份确认或身份查找的技术或系统，它基于光学人脸图像的身份识别与验证。人脸识别技术主要涉及三个步骤：人脸图像采集及检测、人脸图像预处理和人脸图像特征提取。之后，系统将提取出的人脸图像特征与数据库中预先存储的面部特征进行比较，以完成识别过程。
总的来说，人脸识别是一种便捷、安全的生物识别技术，被广泛应用于公共安全、个人身份验证、视频监控、支付验证、门禁管理等多个领域。
蜗轮蜗杆的结构特点？
蜗轮蜗杆机构是一种常用的机械传动机构，它由蜗轮和蜗杆两部分组成。以下是它的主要结构特点：
传动效率高：蜗轮蜗杆机构的传动效率可以达到95%以上，这意味着其能量损失较小，机械效率高。
传动比大：蜗轮蜗杆机构的传动比通常较大，可以达到100以上，这使得它可以实现较大范围的速比变化。
结构紧凑：蜗轮蜗杆机构的结构紧凑，占用空间小，这使得它在一些空间限制较大的场合中具有较好的适应性。
自锁性：蜗轮蜗杆机构具有自锁性，即在蜗轮主动时，蜗杆可以自锁，这使得它可以用于提升和起重机械中，实现工作机构的恒速运动。
运动方式独特：蜗轮蜗杆机构的运动方式独特，蜗杆旋转时，蜗轮只能沿蜗杆方向做轴向移动，这使得它可以用于一些特殊的机械传动中，如用于调整机构的位置。
承载能力大：蜗轮蜗杆机构的承载能力较大，它可以承受较大的轴向和径向载荷，这使得它可以应用于一些重载传动场合。
制造和安装精度要求高：由于蜗轮蜗杆机构的传动精度和稳定性要求较高，因此需要较高的制造和安装精度。
总之，蜗轮蜗杆机构具有传动效率高、传动比大、结构紧凑、自锁性、运动方式独特、承载能力大等优点，广泛应用于各种机械传动系统中。