齿轮梨创新主题课 | 这是一个很酷的人机交互课程！

《The Avengers》

还记得在《复仇者联盟》电影里，罗德上校把通过投影呈现在眼前的人物与场景抹除的一个画面吗？这事实上就是一种人机交互行为，人们通过人体自身的动作来与机器进行互动，而只不过在电影里，与人交互的对象成为了全息投影仪。

或许，你看过上面这张GIF后会认为电影中这种人机交互功能想要在现实中实现起来会很复杂。然而小梨君可以肯定的告诉你，其实这一点也不难而且孩子们也可以做到！这一次，齿轮梨将通过最新的STED课程告诉大家，如何用Processing编程工具来制作一个与《复仇者联盟》电影里类似的人机交互项目，错没，这是一个很酷的项目！

齿轮梨STED主题课程丨探索智能时代人机交互新体验

Processing是什么？

Processing，一把激发艺术灵感的钥匙，你可以轻易地在计算机屏幕中展现心中的艺术场景，感受更多灵感的涌现，在颜色与线条的海洋中漫步。这是一款诞生于麻省理工学院的编程软件。最初是一款专门提供给设计师和艺术家使用的编程语言，设计师或艺术家可以利用它将抽象的数据转变为生动形象的视觉作品呈现，同时还能够实现与作品的交互。而由于其直观易上手，且自身强视觉交互特性可以很好地发挥使用者个人创造力的原因，Processing也逐渐成为了青少年创客教育中值得学习的一款编程软件。

使用Processing制作的图片

“用数字来设计”（Design By Numbers），是Processing独特的程序设计方法。你只需要简单地敲下一行代码，就能够在屏幕上生成一个图形，当你继续增加代码时，图形就能够根据指令的控制进行变化与移动，而这也意味着当你在编写代码的同时，还可以随时的进行可视化预览以及修改。

Processing支持实时预览与修改，极大方便学习者调整

使用Processing制作的动态效果

人机交互实现原理认知

要实现人机交互，传感器是不可或缺的一环。如今的智能手机常常会带有一项“自动调节亮度”的功能，而这个功能其实就应用到了光敏传感器，通过屏幕内的光敏电阻对外界光线的明暗变化进行感应，再以电信号的形式在内部转换，实现屏幕亮度的自动调节变化。

手机上的光敏传感器（Light Sensor）

在我们的生活中，除了光敏传感器外还有诸如加速度传感器、压力传感器等许多的传感器，而这些传感器既能让我们更好的感知与获取信息，同时也能应用在机器上帮助我们更好的实现人机交互。

因此，我们在完成本次人机交互项目的过程中将会使用Micro:bit，通过Micro:bit其中的传感器去更好的实现人机交互。而同学们也将会在这一过程中学习到与Micro:bit和传感器的工作原理及相关专业理念。

Micro:bit是一款BBC专为青少年编程设计的微型电脑开发板

交互模型设计与3D打印建模

人机交互除了需要应用编程让程序运行以外，作为实现交互控制功能的硬件制作环节也是颇为重要的。同学们可以选择通过3D打印的方式来自定义打造属于自己的人机交互控制实现硬件。

在此过程中同学们将学习包括色彩搭配与艺术设计等技巧在内的平面设计知识来创作出自己喜欢的硬件原型图。再根据老师的指导进行3D模型的打印，最终打印出美观且能够实现人机交互操控需求的硬件模型，完成人机交互中硬件控制部分的3D模型制作。

3D打印机及打印作品

在这个项目中，同学们将会在老师的协助下从0到1的去主导完成整体的人机交互项目。通过编程去实现自己的创意，以项目制的方式学习如何制作人机交互功能控制模块与应用传感器的知识，体验人机交互的魅力，并在此基础上为同学们拓宽自身的想象力去思考是否能够运用设计思维让人机交互的体验与流程更为优化与完善。

通过传感器控制，利用Processing和智能硬件制作的艺术装置

可以学到更多

√ PBL——循序渐进的实现目标

Project-Based Learning（项目制学习）一种基于主动学习和探究的学习方式。同学们围绕着实现人机交互的总项目目标，对实现目标所需的步骤进行规划、分解，通过将问题分解为一系列小项目的方式去循序渐进的完成，最终实现总项目的实现。

√ 设计思维——让项目更趋完美

人机交互功能的实现需要软件与硬件的结合，而孩子们会在实现将传感器与3D打印的交互控制模型进行高效连接的过程中，对遇见的问题进行分析与思考，与伙伴们一同寻找解决方案，不断地进行调试与优化升级，以便更好实现人机交互操控，最终呈现出一个优质的人机交互项目。

√ 编程开发——更直观的学会代码编写

在完成这个项目的过程中，同学们将学习使用直观易上手的Pocessing进行交互对象程序的编写。而这种强可视化与可实时调整的编程方式不仅能让孩子了解到软、硬件交互的原理，同时也能让培养孩子的逻辑思维能力与激发孩子们的想象力及创造力。

√ 硬件知识——软硬结合交互才会更好玩

传感器元件、MB板要实现成功的人机交互，对硬件知识内容熟悉的掌握以及学会如何进行软硬结合是最为重要的环节。Micro：bit与其中的传感器作为连接人机的枢纽，孩子们只有学会控制这些硬件才能够做出准确的人机交互行为并保证这种交互行为能够更好的持续进行下去。

√ 模型结构设计与制作——用设计让项目更出彩

通过将平面设计的知识与技巧融会贯通，从而对人机交互控制模型进行设计再借助3D打印技术亲自将设计出的模型制作成实物，完成美观且易控的控制模型。

课程安排

课程导师

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