智能手錶、詞典筆、陪伴型機器人……智能科技陪伴兒童快樂成長

新華網 發佈 2023-06-03T16:46:33.521125+00:00

今天是「六一」國際兒童節,相信許多家長送給孩子的禮物清單中,都有不少智能科技好物。如今,智能手錶、詞典筆、陪伴型機器人等智能裝備層出不窮,它們有的能夠為家長分憂,有的能夠為孩子的學習助力。那麼,這些科技產品的原理是什麼?它們是如何幫助家長和孩子的?就此科技日報記者採訪了相關專家。

今天是「六一」國際兒童節,相信許多家長送給孩子的禮物清單中,都有不少智能科技好物。

如今,智能手錶、詞典筆、陪伴型機器人等智能裝備層出不窮,它們有的能夠為家長分憂,有的能夠為孩子的學習助力。

那麼,這些科技產品的原理是什麼?它們是如何幫助家長和孩子的?就此科技日報記者採訪了相關專家。

智能手錶:

集定位和健康監測於一體

現在孩子戴的手錶,多是科技感十足的智能手錶。智能手錶是一種可穿戴設備,它結合了智慧型手機和腕錶的功能,具備定位防丟、音視頻通話等核心功能,以及電子支付、健康監測、社交聊天、拍照攝影、智能識物等多種功能。

舉例來說,當遇到緊急情況時,家長可以通過智能手錶的定位功能,得知孩子的位置;當兩個佩戴智能手錶的小朋友想要對方的聯繫方式時,可以通過「碰一碰」功能加好友……

「當下,智能手錶不僅深受孩子們喜愛,也為家長提供了智能化、便捷化的兒童看護工具。」中關村信息消費聯盟理事長項立剛表示,相關報告稱,在我國,智能手錶在5歲至12歲兒童群體中頗受歡迎,每3個孩子中就有1個擁有智能手錶。

項立剛介紹道,從硬體方面來看,智能手錶有處理器、存儲器、顯示屏、傳感器、電池、無線通信模塊等組件,這些組件通過電路板相互連接形成整個系統。而智能手錶的軟體,則包括作業系統和應用程式。

那麼,智能手錶具體是如何實現各種功能的呢?

「智能手錶覆蓋室內外的定位功能,主要基於GPS定位、基站定位和WiFi定位這三類定位技術實現。」工業和信息化部信息通信科技委委員、北京理工大學網絡與安全研究所所長閆懷志表示,特別是室內和樓層定位,主要利用基站定位技術,搭配特定的算法,輔以海量數據採集來實現。

科技日報記者來到北京一家商場專櫃試用了一款智能手錶,在用手錶給綁定的手機撥打視頻電話後,手機會顯示智能手錶所在商場樓層、周邊店鋪以及手錶狀態等信息,還可以查看手錶佩戴者的歷史行動軌跡。

除此之外,閆懷志表示,智能手錶還能利用智能監測算法和高靈敏傳感器,全天候監測孩子的身體及運動狀態。

「傳感器位於智能手錶錶盤底部,佩戴時傳感器緊貼皮膚,可以監測手錶的各種狀態,比如加速度、重力、位置、方向等,通過這些數據的分析計算就能得出孩子的運動數據。」閆懷志補充道,除此之外,智能手錶還可以隨時採集佩戴者的生物數據,比如心率、血氧、血壓、無創血糖、體溫、呼吸、睡眠狀態等,智能分析各項生理指數,輔以相應的App,就能夠讓家長掌握孩子的身體健康狀況。

閆懷志提醒道,兒童日常使用智能手錶,應避免手錶跌落、磕碰或者遭受撞擊,防止接觸到肥皂水等溶劑和液體。其次,不要在潮濕狀態下為智能手錶充電。再次,要注意手機App與智能手錶的同步匹配和升級。

「孩子使用智能手錶,可能會產生依賴。」項立剛提醒道,家長應叮囑孩子在上課期間不要操作智能手錶;此外,還要叮囑孩子謹慎使用智能手錶的電子支付功能,避免誤操作為遊戲充值。

詞典筆、翻譯筆:

把大部頭詞典「裝」進筆里

一根小小的詞典筆,可以「裝」下厚重的中英文詞典。只需像使用塗改帶一樣,用透明的寬「筆尖」輕輕一掃目標內容,即可中英互譯、朗讀句子,甚至可以講解掃描到的目標內容。有的詞典筆還具有「生詞本」功能,可以自動存儲使用者不認識的生詞,然後將其導入手機App中,以備使用者學習、記憶。

「詞典筆採用紅外線掃描技術,其先通過筆頭的攝像頭組件,每秒拍攝多張圖片,然後將小圖進行拼接、修正,再利用光學文字識別技術(OCR技術)進行識別。」項立剛解釋道。

在日常生活中,使用OCR技術的場景有很多。比如,手機App掃描名片、身份證,並識別其中的信息;汽車進入停車場、收費站無需人工登記,自動識別車牌等。

閆懷志介紹,自2011年首款國產詞典筆面世,至今已逾十年。「未來,詞典筆的發展方向主要有兩個:一是提高文字識別速度和精度,二是加強語言翻譯的準確性。」他說。

據了解,新一代詞典筆既具有傳統的光學文字識別功能,還配備了雷射輔助定位攝像頭,能夠實現分享、編輯和列印等功能。

除了詞典筆,幫助孩子們學外語的「利器」還有翻譯筆,後者在中英文互譯方面下足了功夫。翻譯筆不僅可以解釋單個詞的意思,還可以對句子、篇章(文字形式或語音形式均可)進行翻譯,翻譯結果趨近於自然語言。有的翻譯筆還配備了喇叭和顯示屏,可以將翻譯結果實時以文字或聲音形式輸出。

項立剛介紹,翻譯筆由掃描頭、識別引擎和翻譯軟體等組成。在OCR技術的基礎上,翻譯筆還可以利用TTS翻譯技術,即「從文本到語音」技術,在內置晶片的支持下,通過神經網絡的設計,以及人工智慧大模型訓練,把文字智能地轉化為自然語音流。

除此之外,為了防止孩子在外語學習中過度依賴翻譯筆,現在部分翻譯筆增加了「兒童鎖」功能。此功能開啟後,翻譯筆將關閉整句翻譯功能,防止孩子在做作業時通篇翻譯不思考,養成過度依賴此類工具的習慣。

陪伴型機器人:

既是「玩伴」又是「家教」

陪伴型機器人能走會動,被稱為「會說話的百科全書」,能夠輕鬆解答「十萬個為什麼」,更是一位機器人「家教」,可以帶著孩子學習語文、英語和編程。

「陪伴型機器人的定位是同伴,它既不是孩子的老師,也不是孩子的父母,而是孩子的擬人化『同伴』。」閆懷志表示,這類機器人可以通過機械傳動、人工智慧、人臉識別等關鍵技術,實現陪伴功能。

閆懷志表示,當前,在日新月異的人工智慧技術的加持下,陪伴型機器人正在持續完善動作、語言,甚至可以提供具有情感的擬人化表達。除此之外,該類機器人的人臉識別、人體跟蹤、智能避障、自動充電、溫濕度傳感等基本功能也在持續升級。

在交互上,陪伴型機器人可以實現拍照、講故事、遊戲交互、語音交互、繪本閱讀、內容點播、雙向視頻通話等功能。

舉例來說,把一本繪本放在機器人面前,其可以對封面進行識別,然後隨使用者翻頁,朗讀出書中內容。

不過,在項立剛看來,陪伴型機器人目前還處於初級階段,只能完成簡單的陪玩、陪學或問答交流任務。總體來講,該產品性價比不高,遠未達到可大範圍普及的程度,還滿足不了更個性化的需求。

另外,閆懷志表示,長期讓機器人陪伴兒童具有潛在風險。

「無論多麼高等的智慧機器人,都永遠代替不了真實人類特別是父母的陪伴。」閆懷志提醒,應避免類似產品的過度使用,否則可能對兒童的語言、情感和人際發展等造成一定程度的負面影響。

智能嬰幼兒看護器:

以無線網絡技術守護兒童

在傳統嬰兒看護場景中,看護人需要時刻注意嬰兒是否哭鬧、嘔奶、被衣物遮掩口鼻、掉床……這些問題時刻牽扯著看護人的精力。隨著育兒方式向科學化、精細化方向轉變,智能嬰幼兒看護器應運而生。

許多智能嬰幼兒看護器的外形比較「呆萌」——有個「大腦袋」,其實這個「大腦袋」就是智能攝像頭,將其置於寶寶房間,可對寶寶的面部、呼吸、哭聲等進行監測。

當其「察覺」到異常就會及時發出預警,看護人即便無法時刻陪在嬰兒身邊,也能夠「看到」他們的一舉一動。

「智能嬰幼兒看護器好比家長的『千里眼』『順風耳』。」閆懷志表示,智能嬰幼兒看護器本質上是一種無線家庭安全防護系統,主要由看護端和顯示端組成。該看護器利用無線網絡技術定期掃描,對嬰兒表情、動作等進行影像識別,並將孩子的實時動態以視頻或音頻的形式,通過網絡數位訊號傳送到看護人的手機端。當其利用人工智慧技術識別評估出嬰兒處在哭鬧狀態時,就會播放舒緩音樂進行安撫,並向看護人的顯示端發送預警。

值得一提的是,智能嬰幼兒看護器具有電子圍欄功能,使用者可以設置孩子的活動範圍,即通過超聲波雷達設置虛擬電子圍欄。當孩子活動區域超過此範圍,該看護器就會發出警報。

除此之外,使用者還可以設置幼兒看護區域,區域外部分看護器是拍攝不到的,進而有效保護個人隱私。

當然,家長不能把智能嬰幼兒看護器當作「萬能神器」。

閆懷志提醒道,父母的陪伴是任何智能化的產品都無法替代的。除此之外,生產廠家需要重視隱私保護問題,在產品功能上進一步採取措施,更好地對嬰兒和看護人的隱私進行有效保護。(記者 唐芳)

來源:科技日報

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