智能语音控制垃圾分类箱创新实践

作品构思

为培养信息科技创新和实践能力，学校开设了人工智能选修课。课程涵盖人工智能基础理论、图形化编程、DIY外观设计等多方面内容。

为帮助老人、幼儿、孕妇等群体更便捷地践行垃圾分类，我们前往北京通州大运河进行实地体验与调研，动手设计智能语音控制垃圾分类箱。学校为我们提供自主设计的语音指令和程序控制舵机的电路板、SG90 9g舵机、分类垃圾桶、话筒、扬声器、电源等元器件（图1），提供编程环境和工具。

我们连接可编程芯片、舵机等元件后，设备通过话筒接收的语音指令，通过程序控制舵机开启与闭合，即带动分类垃圾桶开盖与闭合（图2）。这让我们意识到技术在解决环境问题中的作用，在实践中学习和创新，共创美好生活。

制作过程

第一步：实地调研。前往北京通州大运河公园的进行实地考察，观察垃圾分类箱设施，记录其设计、使用频率等信息，分析其技术原理（图3）。

第二步：了解电路。学习电子元件的基本知识，深入了解电子元件的功能和如何在电路中使用它们，了解舵机的工作原理及如何通过编程控制其驱动垃圾箱的开关和其他动作，实现自动化。

第三步：焊接电路。按照电路板图纸焊接电路板，把零散的元器件焊接到电路板上。

第四步：编写程序。利用芯片对应的软件设计语音芯片内的对话词条和设置词条对应的控制指令，建立对话语言问答库和输出控制信号；利用对话库对问题识别，反馈垃圾种类；利用输出控制信号控制垃圾分类箱开盖与闭合。

第五步：测试电路（图4）。组合电路，做控制测试，如果不成功，检测焊接点并修复，反复调试程序，直到符合设计预期。

第六步：设计外观。为作品设计一个适合场景使用的外观。

第七步：在校园的特定场景布局系统，并张贴制作好的作品介绍海报。

创新点

创新点一：前往北京通州大运河公园，对垃圾分类箱进行观察和体验（图5），展开探究。

创新点二：教师自主设计电路板（图6），适合我们学习使用。

创新点三：按照场景设计形成对话库中“问答对”。

创新点四：产品创新，对应应用场景，形成自主设计的客推广的创新作品。

功能展示

智能语音控制垃圾分类箱对话展示。

打开开关，进行智能语音开盖垃圾分类桶演示（图7）。