STEAM X 校園多事幹：運用物聯網設計貓玩具
【明報專訊】首屆「創科@大埔」展覽現於香港科學園舉行，主題為「生活與創科」，超過30間中小學參與展示創新科技發明。大埔舊墟公立學校(寶湖道)同學因曾參觀愛護動物協會(愛協)及看過流浪動物慘况的報道，加上校內飼有「校貓」，所以對貓咪特別有感情。「牠們沒有食物就會餓死，非常可憐，所以我們找老師商量，製作『貓之寶』玩具及『智能餵貓機』」，莫泳銦(六年級)說。
■STEAM物聯網
物聯網3層面
物聯網(Internet of Things，簡稱IoT)的概念是將裝置(device)和設備(equipment)透過互聯網連繫，毋須人手操作已可互相交換資料，並發出合適指令。例子包括智能家居、智能手表等。
1 感知層：透過感應器獲取不同個體(人、服飾、貨品等)的數據(溫度、距離、速度等)
2 網路層：利用WiFi、藍牙、流動網絡等媒介傳遞數據及發送指令
3 應用層：儲存、分析並利用資料，提供適當服務，應用於家居、醫療、物流等方面
■STEAM大數據
龐大資訊量 商業統計應用
大數據是規模極為龐大的數碼資訊，促使人們研發更高階的資料儲存設備和科技。大數據應用廣泛，例如零售業可透過蒐集顧客購買行為或與商品互動的數據，從中分析顧客喜好及購物心理，制訂適合的商業策略。
■貓之寶
「貓之寶」是個模擬捕鼠器，用家可控制玩具老鼠彈出彈入，「貓喜歡抓老鼠，可吸引牠們追捕」，林梓(六年級)說。同學希望藉「貓之寶」玩具促進人貓互動，但怕不法之徒濫用，靈機一觸之下想到加入身分識別功能解決問題。
會員卡鑑定 杜絕虐貓者
香港雖有許多愛貓之人，但也有虐貓狂徒。「貓之寶」玩具加入身分識別，義工可憑卡啟動玩具與貓咪互動。林梓說：「我們擔心虐貓者會利用玩具傷害貓咪，所以採用身分認證。只有放入正確的卡，用家才可操控裝置。如果虐貓者製作假卡，插入卡槽後裝置就會不斷響鬧，無法操控。」「貓之寶」又設有家用版，「因為貓咪有主人照顧，所以毋須識別身分，只需以遙控操作」。遙控除了控制鼠頭伸縮，也可令「貓之寶」變成流動捕鼠車四處走，吸引貓咪追逐。
物聯網應用
感知層(接收信息)
●運用顏色感應器辨識義工會員證以啟動玩具
●設置觸碰感應器，控制伸縮捕鼠器，促進人貓互動
●家用版設有紅外線接收器，使玩具變成流動捕鼠車
網路層(傳遞信息)
●無線網絡傳送各區義工的參與情况回到愛協主機
●義工可於社交平台分享愛貓樂事
應用層(運用信息)
●愛協職員可透過主機分析義工與流浪貓的互動數據、各區義工人數分佈等
●監察流浪貓的運動和心理狀况
■智能餵貓機
觸碰感應器 測貓糧重量
「智能餵貓機」有3個儲糧空間，分別是底部食盤、中間及上方糧格。泳銦解釋：「底部食盤設有觸碰感應器可探測重量改變，估計貓糧分量。」當食盤貓糧不足，活門便自動打開從中間糧格落下貓糧。
組件互相帶動 突破感應器範圍限制
常識科老師陳志松表示，同學選擇用重量估計貓糧分量時，由於只有兩個感應器可用，非散佈食盤各處，因此須考慮探測重量的準確度。「如何令食盤無論在哪個位置受壓都可被感應？同學為此用上多個組件設計機關，使它們互相帶動，只要在一個位置施壓，其他組件就會受牽動，令整個底板壓到感應器上」。
中間糧格設超聲波感應器，從貓糧與感應器的距離估算貓糧分量。「貓糧不足時會透過無線網絡傳送數據到愛協主機，顯示refill(填補)文字提示」，愛協職員就可按鍵來遙距控制餵貓機，從上方糧格投放貓糧。
物聯網應用
感知層(接收信息)
●內置超聲波感應器探測貓糧儲存量
●觸碰感應器食盤能即時回饋貓咪需要
網路層(傳遞信息)
●運用無線網絡傳送各區貓糧數據回愛協主機
應用層(運用信息)
●愛協職員可透過主機分析貓糧供應，遠端控制投放貓糧
●貓糧數據分析流浪貓的進食狀况是否健康
●餵貓機可於全港擺放，愛協職員毋須實地考察已能獲得各區數據
■「創科@大埔2019」展覽
展覽展示多間中小學創科發明，包括中華聖潔會靈風中學的「水母生態監測系統」、靈糧堂劉梅軒中學的「鋁罐回收機械人」等。另設講座及工作坊，介紹人面識別、飛機工程、智慧城市等技術於日常生活的應用。
日期：2月17至18日(周日至周一)
時間：上午10時至下午6時
費用：免費
地點：香港科學園會展中心第三期大展覽廳
查詢：3954 5325、「創科。大埔 Tai Po Inno Expo」fb專頁
■想一想
我們可如何運用物聯網和大數據為社會問題提供長遠的解決方法？
■關鍵詞
流浪貓 stray cat
物聯網 Internet of Things
大數據 Big Data
虐待動物 animal cruelty
文：李嘉鈴
圖：馮凱鍵
[常識學堂 第140期]
