近几年，人工智能教诲已经成为中小学的热点，很多学校都开始培植人工智能实验室，履行人工智能教诲。2021年，温州中学成功申请为温州市第一批人工智能实验校，并完成了实验室基本功能的培植：配置了算力做事器和深度学习课程，除了常见的学习终端外，还实现了“全屋智能”，即安装了各种智能家居设备。
AI实验室的“AI”在哪里？AI实验室和普通机房的差异是什么？在设计人工智能实验室培植方案时，笔者带着学校科技制作社的核心成员环绕“AI作品如何展示”这一问题进行思考，自主设计实验室的文化培植任务。为了不占用空间，我们终极确定利用墙面空间，以“墙”为媒介，让访客、学生和AI直接沟通，于是有了这个可交互的AI背景墙（简称“交互墙”）的项目。
“交互墙”的设计剖析
笔者带领学生选择了实验室后面的墙面作为交互墙主体，并预留了互动区域。之以是这样选择，是由于一进入AI实验室，看到的便是这面墙。实验室的整体布局如下图所示。“AI背景墙”是全体AI实验室的核心，它具备三大方面的功能。
1.静态功能
背景墙的根本图案和AI、科技密切关联，如呈现实验室AI文化的笔墨、一些AI 专业名词，这些图案和笔墨和实验室桌椅等设备共同组成了实验室整体的文化氛围。
2.动态功能
背景墙该当是可变的，根据不同的运用和传授教化场景，支配出不同的AI文化。人工智能的专用名词很多，很难在一壁墙上全部展示，因而这面墙要随时变革和装饰。例如，在上智联网课程时，可以换成智联网干系的关键词；在上打算机视觉课程时，可以换成图像检测干系的关键词。
3.交互功能
背景墙上能固定AI作品，或者固定AI的感知设备，然后通过这些设备和实验室的智能家居交互。常见的“智能家居”做法是用一块中控屏幕来掌握百口的智能家居，而我们可以利用的是一整面墙。只要方便固定，其展示效果一定很酷炫。想象一下，学生们每一次进入实验室，肯定会忍不住和人工智能“交互”一下，学习和娱乐就完备结合在一起了。
“交互墙”的办理思路
静态功能是最随意马虎实现的，笔者用丙烯颜料手工进行了绘制墙体彩绘。墙面拥有一个蓝绿色基调的背景，和全体实验室桌椅颜色风格同等。墙面的左侧有一个大大的由亚克力板切割而成的实验室LOGO，再放上两句主要的标语：Everything can be computed（万物皆可打算）；Algorithms are everywhere（算法无处不在）。背景墙的静态风格如下图所示。
墙面的右侧是AI干系知识的形象化图示，就像AI知识图谱一样。各个节点上标注的AI图案或笔墨，可以帮助学生建立起人工智能的知识体系。图案适当放在偏上的位置，防止被桌椅遮挡。线条同样是用丙烯颜料绘制，而圆圈节点采取的是铁片，用强力胶固定在墙面上。
笔者用泡沫板喷绘制作各种“知识节点”，背部开槽后嵌入强力磁铁，就可以吸附在铁片上了，效果如下图所示。这样就实现了交互墙的动态功能。
交互功能是这道墙的核心。“知识图谱”节点上的圆铁片，除了可以贴知识点，还可以快速固定各种AI交互作品，如用强力磁铁稳定固定行空板和摄像头等模块（如下图）。
A I 交互墙的输出设备紧张为实验室的各种智能家居产品，因而，实验室里的用电器基本上都是智能设备，以小米的米家系列为主，也涵盖了一部分天猫精灵和HomeKit系列产品。
“交互墙”的事情流程
AI交互包含了三个环节，分别为数据采集、智能处理和掌握输出。AI交互墙实在是一系列人机交互的智能家居掌握器的凑集，紧张事情流程如下图所示。
数据采集紧张由摄像头、麦克风和光芒、加速度传感器等来完成，不同品牌的智能家居产品利用开源智能家居网关HASS（全称为Home Assistant）来整合。考虑到部分操作可能会涉及“远程掌握”，笔者利用了MQTT 协议，用SIoT搭建了一个内网的MQTT做事器。
“交互墙”上的创意掌握器开拓
交互墙可以实现的“交互”办法很多，笔者和学生一起设计了如下一些好玩的交互方案，并逐步开拓出来。
①人脸掌握灯。通过摄像头对人脸进行捕捉，根据人脸或者笑脸的数量，改变室内的灯光状态，如人脸越多灯光越亮、笑脸越多灯光越倾向暖色调。
②姿态掌握窗帘。通过摄像头读取用户的姿态，根据特定的姿态对房间内的智能窗帘进行开和关的掌握。
③语音掌握空调。用语音输入不同的掌握指令，从而对空调（包括其他的设备）进行开关。
④图案掌握灯光。用物理电路符号掌握特定的灯光，表示“闭合开关”的图案能开灯，表示“断开开关”的图案则关灯，表示“电阻”的图案则将灯光处于亮与暗中间状态。
⑤数字掌握灯光。将实验室中的灯光编成灯组，然后将识别出来的数字转化为二进制数，用二进制的办法掌握灯光。
……
须要强调的是，考虑到语音交互过于常见，笔者设计的语音交互利用了当地方言，即温州话的短词语。
每一次智联网课程的履行，都会产生新的创意作品。经由现场体验，挑选出有趣的作品并支配在交互墙上。随着AI技能的不断降维，能实现的交互也就越新奇有趣。因而，交互墙实在是一个须要持续更新、持续培植的AI展示项目。
结 语
交互墙项目为中小学的人工智能实验室培植供应了很好的思路。如果每所学校都能在AI实验室中增加类似的交互墙，那么AI实验室的培植便是师生和企业一起互助共建的项目，将会成为一个非常故意思的跨学科学习项目。
其余，支配在交互墙上的AI 作品已经具备了“产品”的功能，与真实天下是紧密关联的。这些作品的代码也并不繁芜，只要有一定的Python编程和深度学习的根本知识，就可以理解事理并随着自己的想法进行优化改进。作品涉及的软硬件价格也不高，具备很好的复制代价。期望这道AI交互墙能支配在更多学校的实验室里，吸引更多的学生走进万物智联的天下。
本文作者：
谢作如
浙江省温州中学
文章刊登于《中国信息技能教诲》
2022年第21期