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[轉載]無人機、AI、ChatGPT交融 創造教育無限可能



文:西南石油大學土木工程與測繪學院客座教授、教育評議會執委馮穎匡博士


隨着科技的飛速發展,無人機(Drone)應用人工智能 (AI)已逐漸成為成熟科技。在教育領域,這項科技產物與近期火熱的ChatGPT的融合,正在為學生創造更豐富的學習資源和更個性化的學習體驗,為教育的創新和發展帶來了無限的可能性。


無人機背後的科學無人機的飛行離不開飛行動力學和空氣動力學的支持。簡單來說,無人機是通過螺旋槳產生的向上推力來克服重力並升空的,同時這個推力也產生了一個反作用力,推動無人機向前飛行。


通過改變螺旋槳的轉速和角度,無人機可以實現各種空中動作,如上升、下降、前進、後退和轉彎等。此外,無人機的翼型、螺旋槳的形狀和尺寸都經過精心設計,以符合空氣動力學原理,優化飛行性能和穩定性。


AI與ChatGPT的智慧賦能

AI技術在無人機控制系統中發揮着重要作用。通過機器學習和深度學習技術,無人機可以自主學習和識別複雜的飛行環境,從而實現更智慧和安全的飛行。此外,AI技術還用於無人機路徑規劃和任務分配,有效提升飛行效率和任務成功率。


無人機搭載的高清攝鏡頭能夠捕捉大量的圖像和視頻資料,借助AI圖像識別技術,無人機可以自動識別圖像中的目標並進行跟蹤,廣泛應用於搜索救援、環境監測等領域。例如在救援行動中,無人機可以利用圖像識別技術找到被困人員並進行定位;在環境監測中,無人機可以識別污染源並進行追蹤。


而ChatGPT則是一個基於自然語言處理的AI模型,可以與使用者進行智慧對話。在教育領域,ChatGPT與無人機的結合,為學生提供了智慧化的學習體驗。例如,制訂一個新介面,只需把無人機加一個對話盒(連雲端),學生便可通過語音交互的形式,向ChatGPT詢問無人機的飛行原理、操作方法等相關問題;ChatGPT則會根據學生的具體問題提供準確的答案和解釋,幫助學生更好地理解和掌握知識。作定點飛行時,學生毋須老師在旁,亦可減少一些錯誤飛行或誤撞事故。


教育應用案例

以下是無人機在教育領域中的具體應用案例:

1. 地理勘探與教育實踐:在地理課程中,教師可組織學生利用無人機進行地理勘探活動。通過分析無人機拍攝的地貌、河流和植被等圖像資料,學生可深入了解該地區的地理環境特徵,並利用ChatGPT進行相關的地理學研究,將理論知識與實踐應用相結合。


2. 環境監測與意識提升:在環境科學課程中,學生可利用無人機進行環境監測項目。通過ChatGPT分析無人機收集的資料,學生可評估校園環境的健康狀況並提出改善措施。這個項目不僅可以提升學生的環保意識,亦可以為校園環保工作提供有力支援。


3. 體育訓練與精彩表演:在體育課程中,教練可利用無人機輔助進行田徑訓練。通過捕捉運動員的跑步姿勢、速度等資料,教練能夠準確評估運動員的技術水準和進步情況,並利用ChatGPT提供針對性的指導和建議。此外,無人機還可用於體育表演中,為觀眾呈現獨特的空中視角和精彩的視覺效果。


4. 歷史重現與體驗學習︰在歷史課堂中,教師為了讓學生更好地理解某場古代戰役,可利用無人機和虛擬實境(VR)技術進行歷史重現。無人機在空中拍攝了模擬戰場的全景,並結合ChatGPT生成語音講解。學生通過VR眼鏡,彷彿身臨其境,回到那個歷史時期,親自體驗戰爭的殘酷和戰略的重要性。這種學習方式大大增強了學生對歷史的感知和理解。


5. 災難應對與模擬演練︰為了培養學生在災難面前的應急反應能力,中學可組織一次地震類比演練。在這次演練中,無人機扮演關鍵角色。它們首先通過熱成像技術檢測到模擬的「火災」和「被困人員」,然後將這些資訊即時傳輸給指揮中心和參與救援的學生。學生根據ChatGPT提供的資訊,快速制訂救援方案並進行實踐操作。這次演練不僅提高學生的應急反應能力,亦讓他們了解無人機在災難救援中的重要作用。


6. 藝術教育與創意表演︰在一間藝術學院,教師可利用無人機進行一場別開生面的燈光秀表演。無人機搭載了LED燈和投影儀,利用ChatGPT、AI繪圖編織出五彩斑斕的圖案和動畫,配合音樂和舞蹈,呈現出一場視覺和聽覺的盛宴。這場表演不僅展示學生的藝術才華和創意,亦讓觀眾領略科技與藝術相結合的魅力。同時,教師還可利用無人機進行航拍,從空中捕捉學生的表演精彩瞬間,為他們的藝術創作提供了全新的視角和靈感。


無人機與AI、ChatGPT的交融為教育領域帶來了一些新題材。隨着技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展,我們有理由相信這一領域將會持續湧現出更多的創新成果和實踐案例。讓我們共同期待這一領域未來的發展!


小思考,大智慧

試想想︰無人機在教育領域中還有其他應用嗎?


參考答案

1. 緊急救援培訓與實戰應用:在急救課程中,學生可以利用ChatGPT進行緊急救援培訓。這種培訓方式不僅提高學生的應急反應能力,亦讓他們更好地了解無人機在緊急救援中的應用潛力,為未來的實際應用打下堅實的基礎。


2. 自然教育與實地考察︰教師利用無人機對農田進行監測和分析。學生跟隨教師,通過無人機高清攝鏡頭,深入了解不同作物的生長狀況、病蟲害情況,以及施肥灌溉等農業管理措施的實際效果。無人機還搭載了多光譜相機,用於檢測作物的健康狀態和營養狀況。通過這種方式,學生得以利用ChatGPT提供的理論知識與實際應用相結合,提高學習效果和實踐能力。



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