Minuteur d'exercice IA simple

Un excellent premier projet à réaliser avec micro:bit CreateAI. Créez un minuteur d'exercice intelligent qui vous indique la durée de votre activité ou de votre inactivité.

Étapes 1 : comprendre

Comment ça marche ?

Dans ce projet, vous entraînerez un modèle d'apprentissage automatique (ML) pour reconnaître quand vous faites de l'exercice et quand vous n'en faites pas.

Vous combinerez ce modèle avec un programme MakeCode pour créer un minuteur d'exercice et mettrez ce projet sur votre BBC micro:bit. Il suffit de porter le micro:bit pour savoir combien de temps vous avez fait ou non de l'exercice.

Appuyez sur le bouton A pour voir combien de secondes vous avez été actif, et sur le bouton B pour voir combien de temps vous avez été inactif.

Qu'est-ce que l'apprentissage automatique ?

L'apprentissage automatique (Machine Learning en anglais) est une sorte d'intelligence artificielle (IA) où les ordinateurs peuvent apprendre et prendre des décisions basées sur des données.

Les modèles d'apprentissage sont formés par les humains pour les aider à prendre ces décisions, par exemple, pour reconnaître différentes ‘actions’ lorsque vous déplacez votre micro:bit de différentes manières.

Que dois-je faire ?

Les systèmes IA ont besoin d'êtres humains pour les concevoir, les construire, les tester et les utiliser. Vous collecterez des données pour entraîner un modèle de ML, le testerez, l'améliorerez et le combinerez avec un code informatique pour créer un appareil intelligent qui utilise l'IA. Vous utiliserez un micro:bit et le site web micro:bit CreateAI pour faire cela.

Étape 2 : programmer

Ce dont vous aurez besoin

• Un micro:bit V2, un câble de données USB, un coupleur de piles avec 2 piles AAA
• Un ordinateur (par exemple un ordinateur de bureau, un ordinateur portable ou un Chromebook) avec accès au site web micro:bit CreateAI, en utilisant un navigateur web Chrome ou Edge.
• Si votre ordinateur n'est pas équipé de la fonction Bluetooth, vous aurez besoin d'un micro:bit V2 supplémentaire.
• Une sangle et un support, ou un autre moyen d'attacher le micro:bit à votre poignet (par exemple, des tiges de bricolage flexibles ou des bandes élastiques)
• Vous pouvez également trouver nos conseils pédagogiques micro:bit CreateAI utiles

Collecter des échantillons de données

Lorsque vous ouvrez le projet dans micro:bit CreateAI, vous verrez que nous vous avons donné des échantillons de données pour les actions « fait de l'exercice » et « ne fait pas d'exercice » :

Vous allez ajouter vos propres échantillons de mouvement en utilisant le capteur de mouvement du micro:bit, ou l'accéléromètre.

Dans micro:bit CreateAI, cliquez sur le bouton « Se connecter » pour connecter votre collection de données micro:bit et suivez les instructions.

Attachez le micro:bit de collecte de données à votre poignet. Décidez de certaines actions qui font souvent partie de l'exercice comme courir sur place, sauter en étoile ou marcher. Cliquez sur la première action, « fait de l'exercice » et cliquez sur « Enregistrer » pour enregistrer vos propres échantillons de données. En cas d'erreur, vous pouvez supprimer les échantillons que vous ne souhaitez pas. Vous pouvez également appuyer sur le bouton B du micro:bit pour commencer l'enregistrement.

Faites de même pour l'action « ne fait pas d'exercice » en veillant à prélever des échantillons dans différentes orientations.

Examinez les échantillons de données : tous les échantillons « fait de l'exercice » donnent-ils l'impression que vous êtes en train de bouger ? Est-ce que tous les échantillons « ne fait pas d'exercice » donnent l'impression que vous êtes immobile ?

Entraîner et tester le modèle

Cliquez sur le bouton « Entraîner le modèle » pour entraîner le modèle, puis testez-le. Essayez de vous déplacer et voyez si l'action estimée est « fait de l'exercice ». Restez immobile et voyez si le fait de ne pas faire d'exercice est estimé. Donnez votre micro:bit à quelqu'un d'autre pour qu'il le porte et voyez s'il fonctionne aussi bien pour lui.

Améliorer votre modèle

La plupart des modèles peuvent être améliorés avec plus de données. Si le modèle a besoin d’être amélioré pour reconnaître vos actions, cliquez sur « ← Modifier des échantillons de données ».

Vous pouvez supprimer tous les échantillons de données qui ne vous conviennent pas (parce qu’ils sont complètement différents des autres échantillons pour la même action) ou ajouter plus d’échantillons de vous-même et d’autres personnes.

Entraînez à nouveau le modèle et testez-le à nouveau.

Mettez le modèle et le code sur votre micro:bit

Dans micro:bit CreateAI, cliquez sur « Modifier dans MakeCode » pour voir le code du projet dans l'éditeur MakeCode.

Vous pouvez modifier le code comme vous le feriez dans n'importe quel projet MakeCode micro:bit, ou simplement l'essayer tel quel. Connectez un micro:bit à l'aide d'un câble de données USB, cliquez sur le bouton « Télécharger » dans l'écran MakeCode et suivez les instructions pour transférer votre modèle d'IA et les blocs de code vers un micro:bit. Débranchez le micro:bit, branchez un coupleur de piles, portez-le et testez-le.

• Appuyez sur le bouton A pour connaître le nombre de secondes d'exercice.
• Appuyez sur le bouton B pour connaître le nombre de secondes pendant lesquelles vous n'avez pas fait d'exercice.
• Réinitialisez la minuterie en appuyant sur le bouton de réinitialisation situé à l'arrière du micro:bit, ou en déconnectant et en reconnectant le coupleur de piles.

Comment fonctionnent les blocs de code

Le code utilise deux variables pour garder une trace de la durée de l'exercice et de l'inactivité. Lorsque le programme s'exécute pour la première fois, il définit ces variables de minuteur à 0.

Les blocs « au démarrage de Ml... » sont déclenchés lorsque le modèle ML décide que vous avez commencé à faire ou à ne pas faire de l'exercice. Ils affichent différentes icônes sur l'écran LED du micro:bit en fonction de l'action qu'il a estimé que vous étiez en train de faire.

Les blocs « à l'arrêt de ML… » sont déclenchés lorsque le modèle ML décide que vous avez terminé une action. Le code à l'intérieur de chaque bloc efface l'écran et ajoute la durée de l'action qui vient de se terminer à la variable stockant le temps total pour chaque action.

Les blocs « quand le bouton ... est pressé » contiennent du code pour afficher les variables indiquant la durée totale d'exercice et d'inactivité. Le minuteur compte en millisecondes (millièmes de secondes) donc le nombre affiché est divisé par 1000 pour afficher la durée totale en secondes.

Évaluation

Quelle est la précision de la mesure de la durée de l'exercice ou du repos ? Cela fonctionne-t-il tout aussi bien pour différentes personnes ?

Testez si le code du minuteur fonctionne bien avec le modèle en trois étapes simples :

1. Appuyez sur le bouton reset.
2. Faites l'exercice pendant 30 secondes.
3. Appuyez sur le bouton A. Vous devriez voir un nombre proche de 30 défiler sur votre écran.

• Si vous souhaitez améliorer le modèle, cliquez sur la flèche < en haut à gauche de l'éditeur MakeCode pour ajouter d'autres échantillons de données et entraîner à nouveau le modèle.

Comparer le minuteur d'exercice IA simple avec le projet Compteur de pas qui n'utilise pas ML (apprentissage automatique) :

• Comment l'utilisation de ML permet-elle de créer un projet plus utile ?
• L'IA / ML est-elle toujours nécessaire pour réaliser des projets utiles ?

Étape 3 : étendre

• Envisagez d'ajouter des blocs de code qui affichent un «  ? » lorsque le modèle ne peut pas identifier votre action.
• Ajoutez des blocs sonores pour donner un retour d'information audio lorsque l'exercice ou l'absence d'exercice est détecté.
• Essayez le projet minuteur d'activité IA pour entraîner votre micro:bit à détecter et à programmer des exercices ou des activités spécifiques.