中四生發明AI背心奪最具潛能獎 冀助失明者獨自跑步

社會 07:00 2021/03/22

分享:

圓玄學院妙法寺內明陳呂重德紀念中學中四生邱煒楓(左)、何祉蕊(右)和朱益宏發明視障人士助跑器,希望助視障人士能夠獨立跑步。(陳國峰攝)

視障人士縱使失去光明,仍能做到一般人也做的事,例如跑步,但仍須在「陪跑員」輔助下才能做到。為解決困難,圓玄學院妙法寺內明陳呂重德紀念中學3名中四學生發明了一件運用人工智能的跑步背心,能夠辨識運動場跑道及障礙物,發出震動提示,冀幫助失明人士獨自跑步。

這件小發明獲得創科比賽的最具潛能獎,他們希望將來繼續改進,成為真正可用的產品。

這件視障人士助跑器是由中四生邱煒楓、何祉蕊和朱益宏一同發明。同學們在一件透氣運動背心上裝上微電路板、攝像鏡頭和處理器,並連接到分別位於右胸和兩肩的3個震動器,處理器搭載了能夠辨別跑道的人工智能程式,當跑者在運動場上遇到障礙,程式便能指示震動器啟動,提醒跑者前面的狀況,作出調整。

視障人士助跑器是一件裝有鏡頭及人工智能程式的運動背心,能偵測運動場的跑道情況,以震動提示轉彎或避開障礙物。(陳國峰攝)

可辨運動場障礙  震動提示

邱煒楓介紹,人工智能程式現時能夠做到6個功能,包括提醒跑者直向前、提示前方有障礙物要停止、提示跑者要慢跑、指示跑者向左和右轉,及提醒跑者鏡頭並無對正前方,需要重置鏡頭。程式的準確度有約8成,團隊3人曾5次到運動場,拍攝了逾萬張不同時間的跑道相片,讓人工智能透過機器學習,認識早上、中午和晚上,以及跑道上遇到的不同情況。

不少中學生的發明圍繞身邊事物,為何這組學生會選擇幫助失明人士?

他續指,人工智能程式現只能夠在運動場的跑道中使用,暫未能在街道上使用。邱煒楓回想,2018年時與指導老師、 學校的STEM教育總監劉宇峰商討研究項目,當時老師引導他們,市面上已經有智能拐杖幫助視障人士,還有沒有其他特別需求?3名同學蒐集資料,想到視障人士要做運動,必需要有人幫助,故「希望讓視障人士與一般人一樣,不受限制和安全地跑步」。

盼再改良  成真正可用產品

3名同學在老師指導下,2018年已開始想如何做出作品,起初勉強想到用超聲波接收器和藍牙收發器,作為接收現場情況,並發出警號聲提示,但發覺藍牙技術未完善,又需要在運動場設置大量器材,成本太高且效率甚低。到2019年,團隊拿着未完善的作品參賽,獲評判評價「有好的想法,但技術未能做到」,激發他們希望繼續研究下去。

何祉蕊表示,團隊之後繼續搜集資料,了解到視障人士很靠聲音探測周圍環境,倘助跑器運用聲音提示,會使跑者分心;再透過深入訪問,他們亦明白需要減低重量,才能穿得舒服。最終,團隊在2020年接觸到人工智能技術,知道技術的原理後,立即用來改進作品,加入現有的人工智能系統,終製成現時的助跑器。

團隊亦將作品參加去年滙豐香港社區夥伴計劃的SMART Community Hackathon比賽,奪得最具潛能獎,並獲稱讚有創意,運作簡單,鼓勵視障人士運動,幫助他們走出社區。他們獲得5,000元獎金,用以改善作品。邱煒楓指,未來會繼續減輕作品的重量,研究使用更廣角度的鏡頭,並重新設計防水配置,盼望最終成為真正可用的產品。

促成三人組成團隊的老師劉宇峰(左)指,中一時見到邱同學雖是小學霸,但人際技巧不好,故希望有機會令他成長;一同帶領團隊的電腦科老師梁惠民(右)表示,4年來看見同學參加比賽,面對不同失敗都能夠克服不放棄,感到欣慰。

屢出戰創科賽  變自信開朗  

參加過眾多創科比賽,邱煒楓坦言感到自己有所成長,由中一時沒甚麼朋友,「比較內向,不會與不熟悉的人談話」,但在比賽中他需要向評判講解團隊的想法和作品的原理、功能,過程中令自己變得自信開朗,敢於接觸新事物。他最記得,有一次在灣仔會展中心的展覽廳,對台下數十名市民講解,雖然過程緊張,但最終也成功完成。另一名同學朱益宏說,自己同樣由不愛說話的害羞小孩,慢慢變得大膽;而何祉蕊則是擅長藝術、文科的學生,過程中增進了對科學知識。

促成三人組成團隊的老師劉宇峰指,中一時見到邱同學雖是小學霸,但人際技巧不好,故希望有機會令他成長,而團隊中有何同學這位文科生,是因為他相信文科人都能有創新的腦袋,能在科技界發展。一同帶領團隊的電腦科老師梁惠民表示,4年來看見同學參加比賽,面對不同失敗都能夠克服不放棄,身為老師見證他們成長,感到欣慰。

記者:徐紹軒