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《智能设备与应用》STEAM主题课程
产品详细介绍
智能设备与应用STEAM主题课程
项目背景
随着科技的快速发展，各式各样的智能设备已逐渐融入到我们的日常生活中，为人类带来诸多便利。传感器作为与外界环境交互的重要手段和感知信息的主要来源，是各类智能设备的基础与核心，在推动社会进步和经济发展有着十分重要的作用。学习电子传感相关知识有助于学生了解现代科技社会，并体会制作科技创意作品带来的乐趣。
在本项目中，学生可借助八爪鱼智能设备与应用套件和人工智能与编程教学系统，了解常见传感器和执行器的原理及应用，制作相应的创意作品，并通过编程实现智能控制。
课程性质
这是一门以项目式教学开展的跨学科课程，以基于建构主义理论的 5E 教学模式作为指导，结合了中小学信息技术课程标准与编程教学特色。
课程目标
1.知识与技能
⚫ 认识常用传感器和执行器的原理，知道其功能和应用领域，并学会简单使用。
⚫ 初步了解简单的机械结构和连接方式，体验简单的模型搭建。
⚫ 了解指令、程序和算法的基本含义，能够读懂简单的程序流程图。
⚫ 学会使用图形化模块或 C++语言设计简单程序，并下载到模型上执行。
2.过程与方法
⚫ 通过阅读多媒体资料和对传感器、执行器进行连接测试，掌握搜集、分析、比较和分类信息的方法，培养信息处理能力。
⚫ 能够读懂图形化编程或 C++的程序流程图，能分析程序的功能并简单调试，发展编程思维能力。
⚫ 能根据现实生活中人工智能的实际应用，设计程序并使模型运行，发展工程思维能力和解决问题能力。
3.情感态度与价值观
⚫ 了解日常生活中常见的智能设备，初步认识智能设备对工作和社会的影响。
⚫ 乐于倾听不同的意见和理解别人的想法，尊重他人的情感与态度。
⚫ 实事求是，勇于修正与完善自己的观点。
广州八爪鱼教育科技有限公司
2021-08-23
硅橡胶人工泪小管，人工鼻泪管
泪道阻塞是眼科常见病，其危害主要是溢泪，经常流泪可导致眼周皮肤粗糙、糜烂、下睑外翻、鼻泪管阻塞引起的慢性泪囊炎，常有脓性分泌物从泪点排出，对眼球构成潜在危险，对病人带来很大痛苦，既防碍工作，又影响美观。所以我们研制了人工泪小管，人工鼻泪管。
西安交通大学
2021-01-12
人工电磁材料
人工超材料是指亚波长尺度单元按一定的宏观排列方式形成的人工复合电磁结构。由于其基本单元和排列方式都可任意设计，因此能构造出传统材料与传统技术不能实现的超常规媒质参数，进而对电磁波进行高效灵活调控，实现一系列自然界不存在的新奇物理特性和应用。然而，传统的电磁超材料和超表面都是基于连续变化的媒质参数，很难实时地操控电磁波。 以程强教授为核心团队的课题组在国际上首次提出“数字编码与可编程超材料”，提出用二进制数字编码来表征超材料的思想，通过改变数字编码单元“0”和“1”的空间排布来控制电磁波。这一概念的提出不仅简化了超材料的设计难度和优化流程，构建了超材料由物理空间通往数字空间的桥梁，使人们能够从信息科学的角度来理解和探索超材料。更重要地是，超材料的数字化编码表征方式非常有利于结合一些有源器件（例如二极管和MEMS开关等），在现场可编程门阵列（FPGA）等电路系统的控制下实时地数字化调控电磁波，动态地实现多种完全不同的功能。 在该工作中，作者利用优化算法，设计相应的时空三维编码矩阵，超表面将入射波能量分散到空间任意方向和任意谐波频谱上，这一特性很好地缩减了雷达散射截面（RCS），未来有望应用于新型的计算成像系统。更重要的是，引入时间维度的编码之后，可以扩展传统的空间编码比特数，降低了实现高比特可编程超表面的系统复杂度。例如，一款2比特的可编程超表面，只要设计相应的时空编码矩阵，就可以在中心频率和谐波频率实现等效的360度相位覆盖，这是传统可编程超表面无法实现的，可用于实现波束塑形等一系列实用功能。 本工作得到了国家科技部重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项“微波毫米波数字编码和现场可编程超构材料的理论体系与关键技术”，以及国家自然科学基金等项目的资助，相关实验测试工作在东南大学毫米波国家重点实验室完成。
东南大学
2021-04-11
人工气道
本实用新型公开了一种人工气道，特别是一种应用于医疗卫生领域的人工气道。本实用新型提供一种可以简化对人工气道封闭气囊压力进行监测，并能实时对封闭气囊的压力进行自动安全调节，同时防止误操作，使其可以安全且稳定维持在理想压力值的人工气道，包括导管、主接头、封闭气囊和充气管，所述主接头设置在导管的端部；所述充气管一端与封闭气囊相通，另一端与压力指示气囊相通，还包括压力安全阀。当临床医务人员在充气接头处注射气体，随着注射气体的增加压力指示气囊压力，封闭气囊以及压力接口处的压力也随之增加，一旦封闭气囊和外侧压力指示气囊压力过高超过压力安全阀安全值，压力安全阀打开漏气释放压力。
四川大学
2016-10-26
万欣智能数据采集终端/智慧电子门牌
万欣智能数据采集终端/智慧电子门牌通过与系统平台的联动，可实现对仪器设备及实验室开放中的全过程管理与控制，实现学生预约身份认证、考勤登记、预习提醒及授权开门等功能；并可记录学生的进出记录，自动的提交到管理服务器，生成学生、仪器设备使用记录等原始的统计资料与依据。新一代智慧安全管理终端还具有实验室风险分级分类管理及实验室安全信息牌功能。
上海万欣计算机信息科技有限公司
2021-02-01
天津地区人工冻土物理力学性能分析及应用技术
1.首次得出了天津市区不同土层的人工冻土的力学特性指标、变形特性指标和热物理特性指标及其变化规律；2.分析研究了人工冻结过程中温度场发展规律，给出了冻土墙设计厚度所需的平均冻结温度及时间；3.依据天津地区的工程地质和水文地质特点，确定了天津地区人工冻土设计计算方法。
天津城建大学
2021-04-11
生活与人工景观水体的超声除藻技术及应用研究
本项目针对处理水藻爆发造成水体污染的超声除藻的作用机制和关键技术，开展包括低频低功率超声对微囊藻细胞作用的生物效应及其作用机理、低频低功率超声除藻方法的效率和经济性和低频低功率超声除藻的水环境生态安全性评价等内容的研究。
东南大学
2021-04-10
气动人工肌肉在仿生机器人中的应用技术
Ø 气动人工肌肉驱动器具有较强的柔性及仿生性，其高功率/质量比的特点使之在仿人机器人技术领域中具有无可比拟的优势。对气动人工肌肉的静、动态特性深入进行了建模与实验研究，进行了气动人工肌肉驱动的关节特性分析及位置控制研究。分别研制出气动人工肌肉驱动的仿人灵巧手，以及十四自由度双臂机器人，通过简单的材料制作出性能优异的气动人工肌肉，辅之模糊自适应控制、协调控制等高精度气动伺服控制技术，实现了灵巧手基于数据手套的主从抓持操作、机械臂自动驾驶方向盘等动作。该研究为气动人工肌肉的广泛应用奠定了坚实的
北京理工大学
2021-04-14
可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系统
世界上有数以百万的语言障碍患者，其中有的是由于先天缺陷导致其存在语言功能障碍，也有的是后天的一些疾病致使其丧失语言功能，语言功能障碍给他们的生活带来了极大的困难和不便。电子人工喉是一种简易的语言康复方法，其通常需要安装在口内喉部，由肺部发出的气流经过舌、唇的调制，引起人工喉膜片振动，使其发出语音信号。然而，现有电子喉助音器无法清晰还原患者声音，发音模糊，训练周期长，并且需要患者自己手持助音器于喉部，造成极大不便，所以亟需便于失语者携带、操作简单、性能优异的新型人工喉的器件及系统研究。 本成果团队研究的第二代石墨烯智能人工喉（WAGT）在器件柔性可贴附、声音收发系统集成、动作监测系统、轻型可穿戴等方面有了重大突破。首先，第二代石墨烯人工喉采用了更贴合人体皮肤的纹身式薄膜作为衬底，无需胶带粘贴，可直接贴敷在人体喉咙，极大地提高了佩戴舒适感；其次，第二代石墨烯智能人工喉在收发声系统方面有了双重突破，实现了石墨烯的器件级应用至系统级应用的跨越。通过专用电路对声音信号的放大和转换，第二代石墨烯智能人工喉首次将收声系统和发声系统连接起来，实现了声音输入到输出的闭环，并可以通过示波器实时观测喉部运动情况。接着，通过与单片机的结合，该器件可以将人体喉部的不同动作“翻译”成不同的声音，实现了动作发声系统。通过连接解码器，该器件还可以播放任意音乐。最后，第二代石墨烯智能人工喉系统可通过臂包穿戴在胳膊上，首次实现了石墨烯人工喉的可穿戴功能。未来将进行体积更小及功能更多的集成，有望实现像“创可贴”一样贴附在人体喉部并帮助失语者“开口说话”。
清华大学
2021-02-01
可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系统
项目成果/简介:世界上有数以百万的语言障碍患者，其中有的是由于先天缺陷导致其存在语言功能障碍，也有的是后天的一些疾病致使其丧失语言功能，语言功能障碍给他们的生活带来了极大的困难和不便。电子人工喉是一种简易的语言康复方法，其通常需要安装在口内喉部，由肺部发出的气流经过舌、唇的调制，引起人工喉膜片振动，使其发出语音信号。然而，现有电子喉助音器无法清晰还原患者声音，发音模糊，训练周期长，并且需要患者自己手持助
清华大学
2021-01-12