在第五届福建省青年科普创新实验暨作品大赛(省青创赛)中,一款名为"灵瞳智辅”的项目获得推荐。该项目将普通台灯改造为“会看题、会讲解、会说话”的AI学习伙伴,让AI学习伙伴真正走进了日常书桌。
从台灯到AI学习伙伴:行空板M10作为核心主控
“灵瞳智辅”的核心是一块行空板M10。这款一体化主控板集成了处理器、存储、无线通信、2.8英寸触摸屏和音频编解码,板载Python运行环境与pinpong库,可直驱GPIO与音频。项目团队最初尝试ESP32/C6+MicroPython方案,但因缺少websocket与加密库而转向行空板M10。

在“灵瞳智辅”中,行空板M10承担了程序运行、屏幕交互、音频处理和外设控制等核心任务。配合USB广角摄像头、继电器模块、12V LED灯和蓝牙音箱,整机被装入一台5mm环保椴木板激光切割的悬臂台灯中,实现了“一物多用”的设计理念。

双通道交互:语音提问与拍照识题
“灵瞳智辅”设计了语音与图文两条输入通道。学生可以通过板载麦克风语音提问,音频经讯飞流式识别后交给火山引擎的DeepSeek-R1大模型作答;遇到具体题目时,AI会在回答末尾附加“拍照”指令,程序自动开启摄像头补光拍照,并将同一张照片同时交给讯飞和百度两套OCR引擎交叉校验,再将两份结果一并交给大模型筛选讲解。
这一设计突破了传统搜题软件依赖题库的限制。项目团队表示:“AI的优势在于不需要从题库里‘找’到这道题,只要题目给出,它就能推理着解答,从根子上绕开了‘题库里没有’这一限制。”
提示词工程:让AI用初中生听得懂的话讲课
项目的另一大创新在于“小灯”人格提示词。该提示词给模型下达了三条硬约束:禁用一切数学符号、每个抽象概念必须配生活化类比、日常聊天不超过30字。例如,“平面”被解释为“就像无限延伸的桌面”,“直线相交”被比喻为“两条马路交叉形成十字路口”。
此外,提示词还设计了一个括号指令协议,让AI在回答末尾附带“(亮灯)”“(关灯)”“(拍照)”等指令,主程序通过正则表达式抓取并执行,实现了AI对设备的直接控制。
工程决策:从3D打印转向激光切割
项目初期曾尝试3D打印外壳,但受潮湿天气影响,打印件强度不足。团队果断放弃3D打印,改用5mm环保椴木板激光切割,通过榫接拼装完成结构。这一转向不仅解决了强度问题,也将整机成本控制在500元以内。
未来,这套“摄像头 + 语音 + 大模型 + 提示词”的组合还可迁移至教室公共答疑屏、低视力学生阅读辅助、老年用药说明阅读器等场景,为更多学习者提供智能化的学习陪伴。关于该项目实现的详细过程请访问DF创客社区了解更多。
