人工智能编程趣味启蒙：Mind+图形化编程玩转AI_王春秋杨少东_9787111689577

本书借助国内使用率高，并拥有自主知识产权的国产编程软件Mind ，帮助读者与来自AI星球的主人公小麦，一起设计并制作一系列可以让生活变得更美好的趣味AI项目，启蒙编程与AI知识，并学会利用AI技术解决生活中的许多问题。读者通过自主设计程序来实现AI的相关功能，体验AI应用，获得快乐、成就感，培养对AI的兴趣与理解。
本书非常适合作为图形化编程与AI技术入门体验的学习用书，适合对图形化编程有基本了解、对AI感兴趣的学生，以及开设编程、AI课程的老师学习、实践。

序一　写给大朋友们
2020年年底，杭州的初二学生陆原，为了帮助患有阿尔茨海默病的大外婆能够想起身边的亲人和回家的路，设计出了一个智能工具勿忘我出行伴侣。这个完全由陆原同学自主设计研发的作品，利用Arduino主控板、紫外线传感器、AI摄像头等开源硬件，图形化编程与3D打印技术，巧妙地实现了设想的功能。这个作品，也成为2020年科创教育出圈的热点，各大媒体相继点赞、转发，还登上了包括中央广播电视总台《新闻直播间》《我爱发明》等电视栏目。在节目中，陆原同学分享了整个作品的设计过程，给笔者带来了极大的触动。一是作为一名科创教育老师，看到越来越多的学生，真正地拥有了创客思维，即用自己具备的技能解决实际生活中的问题，因而感到非常欣慰。二是作品所得到的社会关注度、认可度，也在一定程度上反映了国家近年来对科创教育的重视和努力开始有所收获。
触动之余，我们可以将目光聚焦到两个关键词：编程和人工智能。首先，个关键词编程，作为学习开源硬件、物联网、人工智能等相关技术的必要基础，想要实现像勿忘我这样的作品功能，首先需要具备的正是编程能力。围绕编程，一方面，我们看到的是近年来国内外皆越发重视青少年编程学习，包括芬兰、日本、美国等国以及我国越来越多的省市纷纷开始将编程课纳入中小学课程；编程培训机构也如雨后春笋般纷纷涌现。另一方面，市场的过度竞争、家长的焦虑情绪，又激发出了另一种声音：少儿编程教学就是噱头，孩子们根本不需要从小学习编程。于是，许多人又陷入了这样的沉思到底要不要让我的孩子学习编程？学编程到底又是为了什么？
笔者认为，编程尤其是其中适合低年级学生入门学习的图形化编程，首先是需要被客观看待的，同时也要正视它的价值。教育学理论指出，7~12岁，是孩子逻辑思维的形成期。而对图形化编程的学习，其实是一种非常直接的训练逻辑思维的方式，编程的过程也可以看作是一种让逻辑可视化的过程。以生活中常见的楼道灯为例，想要通过编程实现声控、光控亮灯的效果，学生首先需要自己选择以什么样的顺序依次排列判断条件，或选择通过与模块连接两个核心条件从而实现同时判断，以及学生需要自行设计触发亮灯的具体条件、亮灯的持续时间等。每一步的设计，都是学生逻辑思维的展现。
此外，图形化编程的迅速反馈以及程序的易读性，令学生无论是在任何一个阶段发现问题，都能够高效地回过头再分析、试错，直到终成功。这样编写-测试-调整-再测试的周期是非常短的，因而在这个过程中逐步建立起的还有试错思维，以及面对失败的正确心态。后，正如上面所举的楼道灯的例子，实则有多种程序设计方式，问题的解法永远不止一种这样的教学场景，对每个学科来说，都是难能可贵的。所以我们说，图形化编程的学习，有其重要性和必要性。
明确了学习编程的价值，另一个值得讨论的问题就是，孩子们需要花多少时间去学习图形化编程。这个问题的答案，其实需要我们换一个角度去看待编程学习。作为一种培养思维能力的手段，笔者更愿意将图形化编程学习定位为一种素质教育。正如孩子们学习音乐、美术，在校内，这是提升学生整体素质的必修学科；而在校外，我相信大部分家长更多是为了帮助孩子陶冶情操、激发兴趣、培养艺术鉴赏能力，而不是为了培养孩子将来一定要成为音乐家、画家，走上艺术道路以此谋生。类比图形化编程，也是一样的。孩子们从小学编程，不是为了成为程序员，更多是为了培养逻辑思维、计算思维等新时代所必不可少的信息素养。如果孩子们展现出了兴趣和天赋，就可以考虑花更多的精力，进行更专业的学习。而且，图形化编程的入门非常简单，通过编程实现一些简单动画、游戏、工具项目，孩子很容易从学习中获得成就感。所以，不需要焦虑，花一点点课余时间，学一点图形化编程，会是一个不错的选择。
接下来，我们再聚焦到另一个关键词人工智能（AI）。现如今人工智能时代广泛出现在新闻、自媒体、教育市场中，人工智能教育，就如前几年的编程教育一样，正处于热潮中。我们当然要在过去的经验中吸取教训，而笔者吸取教训的方式，就是对人工智能入门教学的具体定位孩子们在具备非常简单的图形化编程能力的基础上，能够亲手设计程序实现人工智能的相关功能，体验人工智能应用，获得快乐和成就感，启蒙对人工智能的兴趣与理解。将这样的定位付诸实践后，本书就诞生了。
本书编写成功得益于Mind 编程软件的成熟。Mind 除了具备完整的图形化编程功能，也支持IoT（物联网）、机器学习、KNN物体分类、PoseNet姿态追踪、ASR（自动语音识别）、文字处理以及支持百度AI服务器等多种AI功能。而且Mind 平台完全免费开放，是天然的图形化编程零基础、零成本学习平台。本书里的每一个项目，都无须复杂的编程技能，无须任何AI知识储备，跟着书中内容的节奏，就可以轻松实现能够互动对话的自制语音精灵、一看就知道是什么垃圾的智能垃圾分类小助手、一挥手就能自动更换衣服上身效果的姿态追踪试衣镜等既有趣、又结合实际生活的人工智能编程项目作品。同时每个项目都有很高的自由度，读者可以根据自己的理解优化、改编和添加更多功能。
学习编程、学习人工智能，本就可以是一件轻松、快乐的事情。希望愿意阅读本书的大朋友和小朋友，都能够收获快乐，收获进步，收获自豪。
王春秋
2021年8月

序二　写给孩子们
亲爱的同学们：
【我们是幸运星】
当你拿到本书时，想必你是想开启或是已经踏上了人工智能的学习之旅。不管你是什么契机开启了对人工智能的学习，我们都要感到庆幸，庆幸我们生活在这个时代的中国一个科技高速发展、社会和谐稳定、人民幸福安康的国家。因为国家的强大和对科技、教育的重视与投入，我们才有了能站在巨人肩膀上学习人工智能知识的更多机会和方式。
【请带上好奇心】
如何学习本书呢？也许需要你带着一颗好奇心上路。对于本书的内容，你好奇的可能是程序的用法和效果，也可能是人工智能技术的原理。不过我希望你还要有一点对生活的好奇与探究。如今人工智能技术在我们生活中已经有非常广泛的应用了，比如智能手机、无人驾驶、智能音箱等。面对世界上这么多的创新型人工智能产品，我觉得还是少了一个产品，就是你创造的人工智能产品。这个产品需要你对生活充满好奇，并仔细观察和探究，去调动大脑里的信息碎片，结合人工智能技术，来创造一幅属于你的人工智能画卷。本书的项目内容以人工智能技术为核心延展到变脸、旅游助手、试衣、拜年、五禽戏等多个场景，你在完成这些项目学习的过程中，还可以多一些好奇心：这个项目为什么要这样设计？这个场景中还可以用到哪些人工智能技术？本项目中的人工智能技术还能用在生活中的哪些场景？带着这样的好奇心来学习本书，相信你的收获会更大。
【对自己有信心】
书中的所有项目都是按照由易到难的顺序编写，层层递进。同学们在学习本书的时候，一定都能够完成本书的项目。同时我希望你在完成项目的学习后，能够不断更新和完善它，让它变成你的人工智能项目。聪明的你，在项目的实现效果中会融入你的观察和看法，不管是修改素材、获取数据、调整程序，还是完全重新创作一个作品，它都将会是一个非常了不起的人工智能作品！
本书的所有人工智能项目对同学们来说只是一个开端。带上你对科技的热爱和好奇，在探索的路上乘风破浪，披荆斩棘。你所学习的每一个知识，生活中细心观察到的每一个细节都将是你日后创意迸发的源泉。没错，我相信极具创造力的你能做到！
【期待你的收获】
学完本书的项目后，你可能会有很多的收获。关于对Mind 中人工智能技术的掌握、百度AI功能的调用、机器学习等知识的理解，以及对人工智能相关知识的了解，或者是你能够自己根据生活中的观察，设计一个人工智能项目。如果你能有这些收获，那么恭喜你已经从本书中学到了很多书本之外的知识啦！不过我还希望你可以获得一个收获：结合生活中的观察与发现，对人工智能有自己的理解和看法。
本书可能是你学习人工智能的一个起点，而终点，在未来！同学们，因为有你，未来可期！
少东叔叔
2021年8月

目　录
序一　写给大朋友们
序二　写给孩子们

引言 1
第1章　初识Mind AI编程百宝箱
1.1　小麦的百宝箱Mind
1.2　获取百宝箱Mind
1.3　什么是人工智能
1.4　探索Mind 的AI秘籍
1.5　开启AI编程之旅
1.6　素材百宝箱
第2章　Mind 初体验扫清迷雾
2.1　迎接小麦
2.2　科技面对面视频侦测
2.3　小麦的秘密武器
2.3.1　视频侦测模块
2.3.2　程序指令
2.3.3　小试身手：通过挥手，让小麦从模糊到清晰
2.4　目标实现扫清迷雾大作战
2.4.1　素材准备
2.4.2　功能实现
2.4.3　完整程序参考
2.5　眼睛的记忆
第3章　文字翻译环游世界小助手
3.1　语言问题
3.2　科技面对面百度翻译
3.3　小麦的秘密武器
3.3.1　百度翻译模块
3.3.2　程序指令说明
3.3.3　小试身手：英语翻译机
3.4　目标实现文字翻译小助手
3.4.1　素材准备
3.4.2　功能实现
3.4.3　完整程序参考
3.5　语言的数字
第4章　人脸识别小麦教我川剧变脸
4.1　超酷炫川剧变脸
4.2　科技面对面人脸追踪技术
4.2.1　一起读一读
4.2.2　一起试一试
4.3　小麦的秘密武器
4.3.1　ML5模块
4.3.2　人脸追踪功能
4.3.3　程序指令说明
4.3.4　小试身手：让计算机识别到我们的脸
4.4　目标实现川剧大变脸
4.4.1　素材准备
4.4.2　功能实现
4.4.3　完整程序参考
4.5　川剧变脸小故事
第5章　姿态追踪超方便的AI试衣镜
5.1　小麦的AI试衣镜
5.2　科技面对面人体姿态识别技术
5.2.1　一起读一读
5.2.2　一起说一说
5.3　小麦的秘密武器
5.3.1　ML5模块
5.3.2　人体姿态识别追踪功能
5.3.3　程序指令说明
5.3.4　小试身手：如何识别人体姿态
5.4　目标实现AI试衣镜
5.4.1　素材准备
5.4.2　功能实现
5.4.3　完整程序参考
5.5　姿态识别大挑战
第6章　语音识别智能新家大改造
6.1　小麦的智能新家
6.2　科技面对面语音识别技术
6.2.1　一起读一读
6.2.2　一起说一说
6.3　小麦的秘密武器
6.3.1　语音识别与文字朗读模块
6.3.2　程序指令说明
6.3.3　注册百度AI账号，获取API Key和Secret Key
6.3.4　小试身手1：让Mind 能听到我们说话
6.3.5　小试身手2：让Mind 开口说话
6.4　目标实现智能小家大改造
6.4.1　素材准备
6.4.2　功能实现
6.4.3　完整程序参考
6.5　人工智能小故事
6.5.1　图灵测试
6.5.2　试一试
第7章　手势识别春节云拜年
7.1　中国年
7.2　科技面对面手势识别
7.2.1　一起读一读
7.2.2　一起说一说
7.3　小麦的秘密武器
7.3.1　AI图像识别模块
7.3.2　程序指令说明
7.3.3　小试身手：让Mind 看懂我们的手势
7.4　目标实现云拜年祈福互动
7.4.1　素材准备
7.4.2　功能实现
7.4.3　完整程序参考
第8章　KNN分类五禽戏
8.1　五禽戏
8.2　科技面对面KNN分类
8.2.1　一起读一读
8.2.2　一起说一说
8.3　小麦的秘密武器
8.3.1　KNN物体分类模块
8.3.2　程序指令说明
8.3.3　小试身手：采集五禽戏的图片数据
8.4　目标实现五禽戏 107
8.4.1　素材准备
8.4.2　功能实现
8.4.3　完整程序参考
8.5　关于数据的故事
第9章　物体识别垃圾分类我能行
9.1　垃圾分类的困惑
9.2　科技面对面物体识别技术
9.2.1　一起读一读
9.2.2　一起说一说
9.3　小麦的秘密武器
9.3.1　AI图像识别模块
9.3.2　程序指令说明
9.3.3　列表与函数
9.4　目标实现垃圾分类小助手
9.4.1　素材准备
9.4.2　功能实现
9.4.3　完整程序参考
9.5　科普小故事
第10章　人脸对比更像爸还是更像妈
10.1　更像爸还是更像妈
10.2　科技面对面人脸对比
10.2.1　一起读一读
10.2.2　一起说一说
10.3　小麦的秘密武器
10.3.1　AI图像识别模块
10.3.2　程序指令说明
10.4　功能实现秘籍
10.4.1　注册百度AI账号，获取API Key和Secret Key
10.4.2　建立人脸库，获取人脸素材
10.5　目标实现测试更像爸还是更像妈
10.5.1　功能实现
10.5.2　完整程序参考
10.6　人工智能小故事
第11章　AI硬件智造小麦AI机器人
11.1　解锁百宝箱新模式
11.2　认识小麦AI机器人
11.3　硬件设备
11.3.1　主控制器
11.3.2　能听、能看、能说
11.3.3　能发光
11.3.4　硬件连接
11.4　功能实现秘籍
11.4.1　如何区分自己人和陌生人
11.4.2　如何听懂我们说的话
11.4.3　如何说出话
11.4.4　如何点亮灯带
11.5　小麦说

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