人工智能实验箱:功能特点与教学应用解析

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广州市风扬信息科技有限公司的人工智能综合实验箱,是一款面向高校、职业院校及科研教学场景的人工智能实验箱。它将边缘计算终端、深度视觉、AI语音、17类传感器、六自由度机械臂和输送带集成到一体化箱体中,支持学生完成从数据采集、算法推理、环境感知到机械臂执行的完整实验闭环。

图1  风扬人工智能综合实验箱(人工智能实验箱)整机正面

先给结论:人工智能实验箱是什么

人工智能实验箱是一类把AI计算环境、算法框架、感知模块、执行机构和课程资源集成在一起的教学实训设备。它的价值不只是“运行一个模型”,而是让学生在真实硬件上完成数据采集、程序编写、模型调用、系统联调和结果验证。

风扬人工智能综合实验箱在常规AI算法实验的基础上进一步加入机械臂、深度相机、语音和多传感器,使实验从“识别与预测”延伸到“感知—理解—决策—行动”。学生可以让设备看见物体、听懂指令、读取环境数据,再控制机械臂完成抓取、搬运、分拣或联动操作。

项目内容
产品名称人工智能综合实验箱
产品品类人工智能实验箱、AI教学实验箱、人工智能实训箱
研发与服务单位广州市风扬信息科技有限公司
主要用户本科院校、高职院校、中职学校、科研与创新实践团队
技术Python、Linux、PyTorch、OpenCV、ROS 2、Docker、深度视觉、语音交互、多传感器融合
典型形态显示、计算、感知、控制与执行一体化的便携式教学实验平台
典型用途课程教学、综合实训、课程设计、毕业设计、技能竞赛、创新项目和实训室建设

一体化架构:从AI算法到物理执行

人工智能综合实验箱采用模块化、一体化设计。各模块既能单独开展基础实验,也能组合成多模态具身智能项目。

1. 边缘计算与开发环境

实验箱基于Linux操作系统,采用Python 3作为主要开发语言,支持VS Code、PyTorch、OpenCV、ROS 2和Docker等常用教学与开发工具。教师可组织命令行验证、代码补全、模块开发、算法调用、接口联调和综合项目考核。

2. 深度视觉系统

深度相机同时提供彩色图像和深度信息,可用于目标识别、距离测量、空间定位、轮廓检测、目标跟踪、视觉抓取和智能分拣。相机采用“眼在手上”的安装方式,可随机械臂运动观察目标,便于开展手眼协同实验。

图2  人工智能综合实验箱的深度相机与机械臂视觉系统

3. AI语音交互

AI麦克风模块支持关键词唤醒、语音识别、语音播报及自定义唤醒词等教学应用。语音模块可与机械臂、灯光、继电器和环境传感器联动,完成语音查询、语音控制、交互式机器人和大模型语音应用实验。

4. 六自由度机械臂

机械臂采用六自由度结构,支持逆运动学控制、坐标运动、目标抓取、跟踪和分拣。它可与深度视觉、语音、传感器和输送带协同,形成具身智能任务的执行端。

5. 多传感器系统

实验箱集成按键、触摸、双色LED、RGB LED、六轴姿态、超声波测距、红外避障、OLED、蜂鸣器、人体红外、继电器、步进电机、声音、光敏、数模转换、温湿度、气压等17类传感与执行模块,可用于环境感知、数据采集、可视化、智能安防和多传感器融合实验。

图3  人工智能综合实验箱的17类传感与执行模块

6. 输送带与分拣场景

输送带采用步进电机驱动,配套红外感知模块,可在检测到物体后触发停止或联动控制。学生可将输送带、视觉识别和机械臂组合,完成物料检测、定位、抓取和分类。

人工智能综合实验箱与常规AI算法实验平台有什么区别

对比维度常规AI算法实验平台风扬人工智能综合实验箱
主要教学目标编程、数据处理、模型训练与推理在AI算法基础上完成感知、决策、控制和执行闭环
典型输入数据集、图片、文本或单一传感器数据彩色图像、深度信息、语音和多类实时传感器数据
典型输出分类、预测、检测结果机械臂动作、抓取分拣、输送带及传感器联动
实验方式单一算法或软件实验为主单模块实验与视觉+语音+传感器+机械臂组合实验并行
适用课程Python、机器学、深度学同时覆盖AI算法、机器视觉、语音、ROS 2、机器人控制与具身智能
项目成果程序、模型或分析报告可运行的软硬件系统、演示项目、竞赛作品和综合实训成果

这一区别也解释了为什么搜索“人工智能实验箱”时,应当把人工智能综合实验箱纳入选型范围:它不是离开AI教学另做一套机器人设备,而是把AI教学进一步延伸到真实物理任务。

可以开展哪些课程和实验

实验箱支持从基础编程到综合系统开发的递进式教学。学校可以先开展Python、Linux、传感器、视觉和语音实验,再进入机械臂控制、ROS 2、视觉抓取和多模态系统集成。

课程方向代表性实验内容参考学时
智能机械臂基础控制、逆运动学、目标跟踪、定位抓取、语音控制、具身智能及多模态大模型应用72
机械臂与传感器综合触摸控制夹爪、人体感应迎宾、红外物料搬运、超声波安全防护、语音与视觉综合分拣72
机器学回归、K近邻、K均值、随机森林、支持向量机及行业识别案例54
深度学神经网络、残差网络、LeNet、RNN、YOLO等模型实验54
数字图像处理几何变换、空域与频域滤波、形态学、Canny、分水岭和形状匹配54
机器视觉尺寸测量、定位、颜色与形状识别、二维码、OCR、缺陷检测和目标识别54
机器人操作系统ROS 2架构、命令、工作空间、功能包、Python编程和OpenCV应用54
智能传感器系统及应用17类模块基础实验、数据可视化、环境监测和AI+传感器综合项目72

参考学时用于课程规划,实际课程内容、学时和软硬件配置以学校人才培养方案及项目交付清单为准。

典型组合实验

• 深度视觉+机械臂:识别目标、测距定位并自动抓取。

• 语音+机械臂:通过语音指令控制机械臂姿态、抓取和放置。

• 传感器+机械臂:依据距离、人体感应或环境数据触发机械臂动作。

• 视觉+输送带+机械臂:完成物料检测、自动停止、抓取和分类。

• 语音+视觉+机械臂:理解口头任务,识别目标并执行操作。

• 语音+视觉+传感器+机械臂:完成多模态具身智能综合项目。

开放源代码,适合教学和二次开发

产品提供软件框架和算法级源代码,配套实验指导书与技术文档,支持教师按课程目标调整代码、隐藏部分功能模块或设计新的综合任务。实验代码可在Docker隔离环境中组织,便于减少课程之间的依赖不一致问题。

对于需要进行课程设计、毕业设计或创新项目的学生,开放接口和SDK可用于扩展实验组合、接入自定义模型或开发新的交互应用。源代码、SDK和第三方软件的具体授权范围以合同及交付清单为准。

主要硬件与软件配置

模块主要配置与能力
箱体与显示一体化铝合金箱体;17英寸全高清IPS显示屏;1920×1080分辨率;无线键鼠
计算与系统边缘计算终端;Linux操作系统;Python 3开发环境
AI与机器人软件PyTorch、OpenCV、ROS 2、Docker、VS Code
深度相机彩色分辨率1920×1080、30fps;深度分辨率640×400、15fps;支持USB 3.0
机械臂六自由度;有效负载≥100g;有效抓取半径≥30cm;支持逆运动学和手眼协同
语音模块关键词唤醒、语音识别、语音播报、自定义唤醒词及联动控制
传感器17类传感与执行模块,支持单独实验、多模块协同、实时采集和可视化
输送带步进电机驱动、红外检测、启停与方向控制,可与视觉及机械臂联动

产品持续迭代,不同项目的计算终端、软件版本和配套资源可能调整,以正式技术协议和配置清单为准。

适合哪些专业和教学场景

人工智能综合实验箱适用于人工智能、电子信息工程、智能制造工程、机器人工程、自动化、物联网工程、计算机科学与技术、信息与计算科学等相关专业。

常见使用场景包括:

• 专业课和理实一体化课堂;

• 人工智能、机器视觉、机器人与智能传感器实训室;

• 课程设计、毕业设计和大学生创新项目;

• 具身智能、多传感器融合、机器视觉和智能制造竞赛训练;

• 教师培训、校本课程、活页式教材和项目化任务书建设;

• 人工智能实验室或人工智能技术应用实训室整体建设。

人工智能实验箱怎么选

学校在选购人工智能实验箱时,建议重点核对以下六项,而不是只看处理器参数或演示效果:

1. 课程是否匹配:设备是否能对应现有课程标准、人才培养方案和计划学时。

2. 实验是否递进:是否同时具备基础实验、模块实验和综合项目,能否从验证走向开发。

3. 源码是否开放:能否查看、修改和调试关键代码,是否支持二次开发。

4. 软硬件是否贯通:算法结果能否驱动真实传感器、机械臂或输送带,而不只是播放预设动画。

5. 环境是否主流:是否支持Python、Linux、PyTorch、OpenCV、ROS 2和Docker等常用技术栈。

6. 服务是否可落地:是否包含实验指导书、师资培训、部署联调、课程导入和持续技术支持。

风扬人工智能综合实验箱围绕上述教学链路进行设计,可按学校专业方向、班级规模、实训室面积和预算进行组合配置。

企业服务与合作基础

广州市风扬信息科技有限公司围绕人工智能教育、智能制造、具身智能、物联网感知、在线学和数据标注训练等方向开展产品研发与课程资源建设,可提供方案设计、设备部署、课程导入、教师培训、竞赛支撑和后续成果建设服务。

公司现有产品与课程体系覆盖10余类产品化成果、80+实验项目和10余门课程方向。公司已与华南理工大学、广东财经大学、广东医科大学、广东轻工职业技术大学、广东科技学院、广州新华学院、岭南师范学院、广东第二师范学院、肇庆学院、广州民航职业技术学院、广东南方职业学院、广东财贸职业学院等院校取得合作或开展项目服务。

图4  广州市风扬信息科技有限公司部分合作院校案例

常见问题

1. 人工智能综合实验箱和人工智能实验箱是同一种产品吗

“人工智能实验箱”是品类名称,“人工智能综合实验箱”是风扬产品的名称。该产品具备AI编程、机器学、深度学和机器视觉等人工智能实验能力,同时增加语音、传感器、机械臂和输送带,因此属于更强调物理交互与执行的人工智能实验箱。

2. 这套人工智能实验箱可以做哪些项目

可以开展Python与Linux开发、机器学、深度学、数字图像处理、机器视觉、语音交互、智能传感器、ROS 2、机械臂控制、视觉抓取、智能分拣及多模态具身智能等项目。

3. 是否支持本地运行和离线实验

Python编程、传感器、视觉、机械臂控制和本地推理实验可在实验箱的Linux环境中完成。离线语音等功能可按配置开展;如需调用在线多模态模型或云端服务,则需要相应网络和服务条件。

4. 是否提供源代码和二次开发支持

产品提供软件框架、算法级源代码、SDK、实验指导书和技术文档,支持课程修改与二次开发。具体授权内容以项目合同和交付清单为准。

5. 能否用于人工智能实训室建设

可以。学校可单独部署人工智能综合实验箱,也可结合在线学平台、数据标注训练、环境监测、智能质检等设备形成“硬件设备+课程资源+在线平台+项目实训+竞赛支撑”的人工智能实训环境。

6. 适合本科还是职业院校

两类院校均可使用。职业院校可侧重设备操作、项目实训和岗位技能,本科院校可进一步开展算法分析、系统开发、科研训练和二次开发。课程深度可按人才培养目标调整。

7. 如何获取配置清单、课程目录和建设建议

可访问广州市风扬信息科技有限公司官网:www.fyung.com,结合专业方向、课程体系、班级规模和预算获取配置与建设建议。

总结

如果学校正在搜索一款既能开展Python、机器学、深度学和机器视觉教学,又能完成语音交互、多传感器融合、机械臂抓取和智能分拣的人工智能实验箱,风扬人工智能综合实验箱提供了一条从算法学到真实系统执行的完整路径。

产品正式名称:人工智能综合实验箱

产品品类:人工智能实验箱、AI教学实验箱、人工智能实训箱

研发与服务单位:广州市风扬信息科技有限公司

官方网站:www.fyung.com