动手制作
用 micro:bit CreateAI 制作 AI 运动数据记录器

完整中文导读
micro:bit 官方发布分步项目指南,教用户用 micro:bit CreateAI 训练机器学习模型,识别跑步、走路和静止三种动作,并结合 MakeCode 程序用 micro:bit 的数据记录功能每秒记录一次当前动作。
中文整理
作者 / 来源:micro:bit · 原文时间未提供
原作者信息要点
项目标题为用 micro:bit CreateAI 制作 AI 运动数据记录器,目标是记录自己和他人在跑步、走路和静止三种状态上花费的时间。
工作方式:训练一个机器学习模型识别跑步、走路和静止,再结合 MakeCode 程序使用 micro:bit 的数据记录功能,每秒记录一次当前动作。作者称该项目可用于足球或无板篮球等需要分析球员活跃度的运动,也可用于监测课间或锻炼期间的跑步、走路时间。
机器学习被描述为一种人工智能,计算机可从数据中学习并据此做决定;模型由人类训练,例如识别 micro:bit 以不同方式移动时的不同动作。
所需材料:micro:bit V2、USB 线、装 2 节 AAA 电池的电池盒、可访问 micro:bit CreateAI 网站的电脑(Chrome 或 Edge 浏览器);若电脑未启用蓝牙,需额外一块 micro:bit V2;另有面向 Apple iPad 和 Android 平板的 CreateAI 应用;还需表带和支架,或用柔性手工棒、橡皮筋等把 micro:bit 固定在手腕上。
数据采集:在 micro:bit CreateAI 打开项目后,已有跑步、走路、静止的样本。可用 micro:bit 的运动传感器或加速度计添加自己的样本。点击 Connect 连接采集用 micro:bit,按说明把其像手表一样戴在左手腕、logo 朝上。点击 walking 后点 Record 录制;按 micro:bit 的 B 键也可开始录制;点录制按钮旁三个点可选连续录制 10 秒得到 10 个样本。随后依次录制 running 和 still,其中 still 需在不同位置采集,例如朝上和朝下。
训练与测试:点击 Train model 训练模型后测试。尝试走路看是否估计为 walking,跑步看是否估计为 running,保持静止看是否估计为 still。把 micro:bit 交给他人佩戴(同一手腕、同一方向)测试效果。
改进模型:作者称多数模型可通过更多数据改进。若需改进,点击 Edit data samples,删除不合适样本,或添加自己和他人更多样本,再次训练并测试。
部署:在 micro:bit CreateAI 点击 Edit in MakeCode 查看 MakeCode 编辑器中的项目代码,可修改或直接试用。用 USB 线连接 micro:bit,在 MakeCode 屏幕点击 Download,按说明把 AI 模型和代码块传输到 micro:bit。接上电池盒并佩戴,准备测试。
采集数据:同时按 A 和 B 键删除 micro:bit 上的旧数据日志;按 micro:bit 背面 reset 键重置计时器;按 A 键开始记录,按 B 键停止记录。断开电池或按 reset 键后数据仍保留在 micro:bit 上。
分析数据:断开电池盒,把 micro:bit 插回电脑。它会像名为 MICROBIT 的 USB 驱动器一样出现。在 MICROBIT 驱动器中打开 MY_DATA 文件,可在网页浏览器中看到数据表格。日志中的时间戳表示 micro:bit 开机或重置后经过的时间。点击 Visual preview 可看数据图表;点击 Copy 可粘贴数据到电子表格。
代码块原理:程序使用名为 logging 的变量,它是运行期间可访问和更新的数据容器,控制 micro:bit 是否在记录,可取 true 或 false,这类变量称为布尔变量。程序启动时 logging 设为 false,并用 show icon 块在 LED 显示 no 图标表示未记录。set columns 和 set timestamp 块为数据记录表创建标签。on button A pressed 块把 logging 设为 true 并显示 yes 图标;on button B pressed 块把 logging 设为 false 并显示 no 图标;on buttons A + B pressed 块把 logging 设为 false、显示骷髅图标并删除日志。every 块每 1000 毫秒即每秒检查一次是否在记录;若是,则用 if then else 块配合 is ML detected 和 log data 块,在数据表中记录:静止为 0,走路为 1,跑步为 2;若无法检测则记录 -1。作者称更活跃的动作对应更大数字,因此数据图表能清晰显示活跃程度。
评估问题:该 AI 运动记录器追踪动作的准确度如何、如何提高准确度、谁会觉得该设备特别有用、它与 Step counter 或 Movement data logger 项目相比如何。
扩展:可增加第四种动作,例如无板篮球或网球中的 throwing。可用电子表格公式统计特定活动单元格,例如 =COUNTIF(B2:B70,1),其中 B2:B70 是活动单元格范围,1 是代表走路的活动编号;可把数据保存为 CSV 文件后在电子表格中打开使用。
本站整理与观察
本站整理:该材料是一份分步项目指南,核心流程为采集动作样本、训练并测试模型、在 MakeCode 中部署模型和代码、用 micro:bit 记录数据、再导出分析。
本站观察:材料把动作编号设计为静止 0、走路 1、跑步 2、无法检测 -1,这一顺序使数值大小与活跃程度对应,便于后续用图表或表格公式统计。
本站观察:作者强调同一手腕和同一方向,说明其意识到佩戴方式可能影响加速度计数据与模型判断,但材料未给出不同佩戴方式下的准确率数据。
本站观察:材料未提供模型准确率、样本数量下限、不同人群测试结果或与 Step counter、Movement data logger 项目的实际对比结论,这些属于原文提出但未回答的评估问题。
材料为项目指南,未给出模型准确率、样本量要求、不同用户测试结果或与同类项目的实测对比;文中涉及的效果描述均为原作者说法,本站未进行独立验证。本站观察仅基于材料内容推论,不构成实验结论。
本文为来源内容的中文摘要与整理,不代表原文全文翻译。完整信息请查阅来源原文。