教学背景

人工智能创意应用是基于人工智能技术，帮助中小学生通过机器学习、算力、算法、数据建模等方式，开发与设计具有创新性应用、具有交互性的人工智能创新创意作品。基于近几年的新冠肺炎疫情，以智能防疫为主题开展了一系列人工智能创意应用项目教学，其中口罩识别是智能防疫的基础入门课程，对于学生理解和运用人工智能技术有很好的启发性。

教学主题

本节课采用项目式学习方式进行，智能识别是否佩戴口罩。在课堂上充分调动学生的自主性，让学生在制作过程中掌握人工智能中模型的训练和调用，了解KNN算法，并运用这些知识完成项目。

实施步骤

项目准备

本项目通过开源硬件实现效果，提供硬件清单如下：掌控板×1，掌控板扩展板×1，小方舟视觉传感器×1（图1）。将小方舟通过连接线连接到掌控板的串口上，其中TX接P1口，RX接P0口。编程软件使用mPython，其中包含了编程需要的各种Python库。

图1

训练模型

小方舟作为视觉传感器要实现检测口罩的任务，需要提前进行模型训练，让小方舟通过学习训练1个完整的模型，之后调用该模型就可实现口罩检测任务。

小方舟训练模型采用KNN算法，该算法也叫邻近算法，或K最邻近（KNN，K-Nearest Neighbor）分类算法，是数据挖掘分类技术中最简单的方法之一。所谓K最邻近，就是K个最近的邻居，意指每个样本都可用它最接近的K个邻近值代表。邻近算法是将数据集合中每一个记录进行分类的方法，其原理为：从所有的训练样本中找出与未知最近的K个样本，将K个样本中出现最多的类别赋给未知样本。

比如，一只鹰在农场长大，不知道自己是什么种类，如果在它生活的环境里有鸡和鹰，那么它会认为自己是鹰还是鸡呢？