描述

介紹

語音命令是下一件大事，它將成為我們生活中不可或缺的一部分，就像今天的手機一樣。然而，所有這些設(shè)備都是獨立的，父母需要單獨監(jiān)控它們，并且它們的用戶界面 (UI) 和用戶體驗 (UX) 在現(xiàn)代，技術(shù)驅(qū)動的時代。此外，現(xiàn)有的解決方案很昂貴，搖床成本很高

解決方案

人工智能驅(qū)動的語音界面 VUI 為父母提供了一個單一的設(shè)備，利用 Alexa 和樂高機器人的力量在家里監(jiān)控和安慰嬰兒。ALEXA-ABS是一款始終在線的智能設(shè)備，當(dāng)它檢測到嬰兒的哭聲時，它會搖動嬰兒床，并通過平穩(wěn)的搖擺、舒緩的搖籃曲和五顏六色的移動搖鈴為嬰兒提供舒緩的體驗。Alexa-ABS 非常智能，經(jīng)過編程可以根據(jù)孩子的行為自行做出決定，并為父母提供一個完全語音控制的嬰兒監(jiān)控機器人。

項目的組成部分

硬件組件

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• 我們將嬰兒汽車安全座椅也用作嬰兒床。這款嬰兒汽車座椅有一個把手，可以用來抱嬰兒，也可以用來搖晃嬰兒。
• 我們使用了 Lego Mindstorms EV3 套件和一些額外的 LEGO 組件來創(chuàng)建以提供運動和自動化
• 我們已經(jīng)使用 Alexa Echo Dot 訪問 Amazon VUI 及其固有的 AI 功能

Alexa 自動保姆的特點

激活

1.搖動嬰兒床

當(dāng)嬰兒哭泣或在任何兼容 Alexa 的設(shè)備上遠程發(fā)出“Alexa Rock the crib”命令時自動搖動嬰兒床

2.移動撥浪鼓

每當(dāng)發(fā)出“Alexa Rattle”命令時，為撥浪鼓提供圓周運動

3.驅(qū)蚊劑

EV3 機器人的超聲波傳感器以 40000Hz 的頻率運行，在此頻率下蚊子被驅(qū)趕。

4. 嬰兒喂食器

當(dāng)發(fā)出“Alexa feed”命令時，嬰兒喂食器會靠近嬰兒的嘴巴

5.遠程監(jiān)控（Alexa Skill 尚未在 Alexa Skill store 審核發(fā)布，目前無法使用此功能）

如果嬰兒在支持 Alexa 的手機上哭泣，父母會收到警報。父母還可以通過支持 Alexa 的手機遠程觸發(fā)嬰兒床的搖擺動作，觸發(fā)搖鈴并觸發(fā)嬰兒喂食器。

6.播放搖籃曲

父母可以通過使用 Alexa 市場并啟用他們選擇的應(yīng)用程序，遠程為他們的寶寶播放搖籃曲或童謠。

7.自動模式

父母還可以在外出時激活自動模式，當(dāng)嬰兒哭泣時自動搖動嬰兒床。

筆記：

當(dāng)您激活自動模式并返回手動模式時，您必須重新啟動 EV3 程序塊。

關(guān)鍵假設(shè) - 網(wǎng)絡(luò)連接

在構(gòu)建此解決方案時，我們假設(shè)可以連接到 Internet。

關(guān)鍵假設(shè) - 電源

必須始終為 ECHO 設(shè)備和樂高 EV3 機器人提供電源適配器。

布局

該布局包括一個嬰兒汽車座椅，可以兼作嬰兒床，并創(chuàng)建一個裝置來安裝機器人及其各種部件，這些部件可以搖動嬰兒床、喂養(yǎng)嬰兒、移動搖鈴、驅(qū)蚊。整個設(shè)置都在室內(nèi)，需要一個連接的環(huán)境。Echo 需要離嬰兒床足夠近。Echo 需要連接到互聯(lián)網(wǎng)。樂高機器人需要開機并始終連接到充電器/適配器，以便能夠在需要時工作。額外的嬰兒監(jiān)視器或嬰兒攝像頭將是額外的設(shè)備，可以讓父母檢查。

ALEXA ABS 布局

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解決方案構(gòu)建

第 1 步 - 建造上層建筑

考慮到這是一個原型，我們使用樂高積木塊來創(chuàng)建上層結(jié)構(gòu)來安裝項目的所有部分

• 裝有 EV3 機器人和樂高大型電機的樂高底板
• 用于安裝樂高中型電機以移動撥浪鼓的兩個支柱
• 一根柱子安裝超聲波傳感器執(zhí)行驅(qū)蚊作用
• 樂高聲音傳感器檢測嬰兒的哭聲
• 樂高中型電機移動嬰兒奶瓶

第 2 步 - 將 EV3 程序塊連接到 Alexa Echo Dot

此處已提供將 EV3 程序塊連接到 Alexa 設(shè)備的過程。必須一絲不茍地遵循所有步驟才能實現(xiàn)連接。我們有相當(dāng)多的問題來讓連接正常工作，但一旦我們建立了連接，它在我們的項目工作中是穩(wěn)定的。

第 3 步 - 創(chuàng)建搖床

我們使用了樂高大型電機來創(chuàng)建搖擺機構(gòu)。大型電機以緩慢的速度不斷移動，移動連接到它的長臂。附在該臂末端的螺紋提供了一個推拉機制來搖動嬰兒床。搖擺運動是由嬰兒的哭聲或從 Alexa 收到的命令觸發(fā)的

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搖擺機構(gòu)

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第 3 步 - 使用聲音傳感器觸發(fā)動作

我們最初的想法是使用 Alexa 作為觸發(fā)器來檢測嬰兒哭聲并啟動搖床，但是 Alexa 只能由 ALEXA 這個詞觸發(fā)，嬰兒哭聲不能用作 Alexa 的喚醒詞。因此，我們必須找到其他方法來檢測嬰兒的哭聲。我們使用了 NXT 聲音傳感器來檢測嬰兒的哭聲。聲音傳感器以分貝為單位檢測聲級。經(jīng)過細致的測試，我們創(chuàng)建了一個自定義代碼來區(qū)分正常的談話和哭聲。我們每 1 秒測量一次分貝水平，共測量 10 次，如果每 1 秒后記錄的總共 10 次測量值小于 7000 分貝，機器人會自動觸發(fā)嬰兒床搖擺運動以安撫嬰兒。

第 4 步 - 使用奶瓶喂食器

我們使用樂高中型電機進行奶瓶喂養(yǎng)，由家長從任何 Alexa 供電設(shè)備遠程發(fā)出語音命令觸發(fā)。我們使用了一個普通的嬰兒奶瓶，附在幾塊樂高積木上。附件由樂高中型電機繞其軸旋轉(zhuǎn)。

第 4 步 - 驅(qū)蚊劑

我們使用樂高超聲波傳感器作為驅(qū)蚊劑。通常，超聲波傳感器用于通過發(fā)送從表面反彈的超聲波信號來感測距離。然而，我們發(fā)現(xiàn)了一個獨特的場景，因為超聲波可以驅(qū)蚊，而樂高超聲波傳感器的工作頻率為 40000Hz，這與驅(qū)蚊設(shè)備使用的頻率相同。因此我們推斷樂高超聲波將是一種有效的驅(qū)蚊劑。

項目原型在行動：

工作流程

訪問和使用 ALEXA-ABS 的整個過程是無縫且簡單的。工作流很容易解釋這個過程。要打開 Alexa-ABS 項目，必須說“Alexa，Open Mindstorms”以啟動 Alexa。下一步是通過在 EV3 程序塊上找到項目文件并單擊特定文件來初始化 EV3 程序塊上的程序。隨后，EV3 程序塊通過藍牙連接到 Alexa Echo Dot。Alexa-ABS 現(xiàn)在已準(zhǔn)備好執(zhí)行您的命令

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