原创： AlbertZ 艾博特 今天

• 前言

这是一个轰轰烈烈的全民人工智能的时代。不说自己做了些和大数据、人工智能的工作都感觉有点不好意思说自己是干IT的。据说人工智能已经进入中小学标准教育大纲了。

Scratch中实现人脸识别-刷脸？能够实现聊天机器人？能够教AI玩游戏（剪刀石头布、井字游戏）？是的，你没有看错。计划通过几次的人工智能课程，让小朋友了解人工智能能够干什么，有哪些应用，并且亲自尝试一下AI的应用，体验未来世界的智能性。

 

当然这还没有涉及到背后的人工智能的实现逻辑。我们只是在应用大厂家的人工智能算法和平台（鼎鼎大名的IBM沃森Watson）。因此这几个例子，也只能说是人工智能的应用，并不属于底层人工智能的研发。当然，市面上，也有不少通过调用通用平台AI功能的AI应用产品。人工智能算法和平台的发展很可能和云平台类似，最终由多个寡头企业主导，或者会逐渐走向开源和免费，成为免费的“水电”。

 

2. 目的

人脸识别是人工智能下图像识别的重要科目。大学人工智能专业中，估计有半数是和图像识别相关的。人脸识别非常重要，并且在将来的社会中应用会非常广泛。估计未来将将来全地球人的人脸数据。刷脸购买产品、车牌识别、乘车坐飞机，进入某个区域，都可能直接通过“刷脸”完成验证工作。“人脸”识别还能自动识别“好人”和“坏人”，提升社会的安全。例如在西单广场、交通入口处，设置一堆人脸识别的摄像头，如果发现“坏人”指数大于80%的人，允许警察提前进入警戒状态，甚至允许上前“盘问”。

 

今天的目的是使用人脸识别。在Scratch中拍照，然后系统会识别这是谁，是否允许进入某游戏或系统。当然在这之前，我们要先介绍一下这几个人工智能后面所用的IBM Watson人工智能平台系统，如何申请免费账号，如何培训系统，如何在Scratch中调用和使用这些人工智能的功能。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWenhnppbTGqia5sHIZVwKOJCVuSfqzQGibkkqoNXJgaXtc7ZibkVXOESJQQ/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

（最终的应用截图，根据角色图片，能够识别这是谁，验证通过与否，同时播放声音。）

 

3. 免费注册IBM 沃森人工智能平台账号

IBM Watson人工智能属于IBM 云平台所提供的服务，属于人工智能的大厂家，其人工智能水平还是位于前列的。首先进入https://console.bluemix.net/注册IBM的云平台账号。

 

进入后，如果没有账号，可以在“Create Free Account”中创建免费账号。如果已经拥有账号，可以直接登录。IBM的这个云平台似乎还是在国外，访问比较慢。注册以后需要邮件确认，如果无法完成验证，就只能“翻墙”确认一下了。

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWed2b15XBVoA8x43z2ATqUgLghg97hAo1e9Hjk6wCr8aLbSPaktShf1w/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

注册图像识别服务。

注册以后，要定于对应的AI服务，例如文本识别、图像识别、数字识别。我们这一次用到了图像识别，因此要注册“Visual Recognition”服务。可以在IBM平台中找到对应的服务，先创建API Key。在machinelearningforkids.co.uk也有链接地址，进入IBM云平台，注册相关的服务。

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWe4bVBQB0Ca7eRiaOL3udS5jT6icSNniaibPsO31bGiaNbODKVWnyVKYvFnibg/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

IBM图像识别服务按照调用次数收费，Lite的免费版一个月允许调用1000次。对于测试来说，这已经够了。

进入这个服务以后，“Create”创建账号。然后我们可以看到各种版本的收费标准。Lite版本是免费的，每月1000个Calls。

 

创建这个服务的账号以后，能够获取一个API Key，就是其他应用中访问IBM服务的API Key。会在后面的Scratch项目中用到。

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWeKyibcnzPiciaqgzcvVaMjJ57E7c30Wwn9icajJRh8xHQ3nw2G1MobKo1lQ/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

获取最关键的API Key。点击复制，复制该API Key，可以先复制到本地的文件中。

如果要订阅文本识别类的服务，选择“Watson Assistant(formerlyConversation)”

 

微信订阅号:ABO_CRM

 

4. 注册MachineLearningForKids.co.uk

这是一个少儿机器学习网站，有十几个案例项目。这些项目都可以应用在Scratch中。这个网站使用的后台AI平台是IBM的Watson，因此需要先注册IBM的AI平台账号。

 

进入网址，https://machinelearningforkids.co.uk。第一次使用，申请账号。

 

 

 4.1 Worksheets-19个AI示例应用

进入“Worksheets”，能够看见19个AI的应用项目。随便打开一个，就进入下载页面了。

https://machinelearningforkids.co.uk/#!/worksheets

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWeBJCmEkJeRUR3bpicicH6QR97AQ1fmicV2Q7V68USDF5VkUDbp5VTIaI2g/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

下载页面：下载学生手册和教师手册。

 

手册中有详细的操作步骤。当然手册了里面并没有告诉你如何申请IBM账号。

 

4.2 设置IBM API Key

 

先别着急创建Scratch项目，需要先申请、设置API Key。进入”Teacher>API Keys”. 这里有两个链接地址，可以引导我们进入IBM的Watson平台，注册文本和图像识别服务。如果第三步没有提前注册，也可以在这里进入，注册。

 

Watson VisualRecognition:

https://www.ibm.com/watson/services/visual-recognition/

 

Watson Assistant:

https://www.ibm.com/watson/services/conversation/

 

这一次需要使用到图像识别。注册IBM图像识别服务以后，在这里”Add new API key”，添加API Key即可。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWen8xbcicUXGRrEiaVJmFTaohLWqbLdiblq61kTzeGtP6jN5UYbILYr4tiag/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

Teacher> API Keys

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWeRhvwk8TxbGbPicwyBBYMicA5NHnjbtlo2urwibLFxmONdrCn6zc6MiaU7Q/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

添加图像识别的IBM Watson API Keyes。

 

4.3 开始人工智能的Scratch项目

一）      新建AI项目

进入“Projects”,  新建项目“Add a new project”,需要录入项目名称Project Name, 识别类型Recognizing，有文字、图形和数字。这里需要选择图形。注意，这里的项目名称依然不支持中文，只能使用英文。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWe1j4dA8G9qbjcwKIMEvHagGEsGsMEIicyJ2kqjCMG2WcH27fcr4GkK8Q/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

 二）      Train：培训计算机识别图形，进行图形分类识别

创建以后，进入项目。有三个功能：“训练Train”，“学习和测试Learn & Test”,”Scratch”。

• Train: 为系统提供需要识别的照片，可以在线拍照，作为素材，训练系统。识别这是谁，那是谁。系统分组识别，因此要分成几组。

• Learn &Test: 系统进行抽取，学习。然后可以测试该模型的可靠性。

• Scratch: 进入Scratch编程环境，在Scratch环境中调用这个AI模型。

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWe2p2IUwLY8JDM1zgicOvZbq4mia2m0VflhwtcNu5mRPddQic0wQhiaibCnag/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

进入Train, 定义三个分组:Kang, Tong, Others，即为两个人，和其他人。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWePEgGtuLHdtsucY6yZoByKRsqSL4fKe2zfzyAbq9PLmMXAZe8BxZ42g/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

每组拍10个照片，注意每个照片要更换一定的表情，例如做一下鬼脸之类的。最终目的是，根据所提供的照片，系统能够识别这是谁。

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三）      Learn &Test：机器学习和测试

上载素材完毕以后，就可以进行机器学习和测试了。进入”Learn& Test”，点击培训机器学习模型。这时候需要调用Watson的API，如果前面没有设置好API，这里就无法继续。

几分钟以后，系统就能建立模型。

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建立模型需要花费几分钟，可以返回项目，重新进来。学习完毕以后，还可以删除该模型，注意该模型只能保留一天。第二天来就需要重新学习了。

模型建立后，点击“Test withWebcam”，可以拍照测试模型。系统列出识别结果-即该图属于哪一类的图片，即哪个人。提供给出可信度Confidence，例如91%的概率认为这是某人。

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWe4D1GLRs3VYh9EbzMDnND2kHazg1sJGKaBNJoribFH0Q2iaFKBeyicg93Q/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

如果图片正规一点，识别率会高一些。如果图形变化大，识别率可能会小一些。

 

四）      Scratch：进入Scratch环境，调用AI应用。

这里的Scratch环境并不是直接在MIT网上的，但功能类似。可以切换到中文版，但扩展的积木还是英文的。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWermcM7z3qhZTvpBHUyfFKbz3Vr2BRic08ibuj3Nyd0AaTXuHNkAa00nuQ/640?wx_fmt=png&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

进入后，点击菜单“Project Templates”，有17个模板项目，包括一些示例代码和角色图片。请复制浏览器URL，在新页签中打开，进入Project Templates。 https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWeG2eYkibpiaEU03mpFiaQwuiaaq9MUWjT77uJ53r3RgySq57nABibpblBfug/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

如果想省时间，就直接使用这些模板，下载模板中的角色图片，然后编写程序，上载角色。

 

下面开始制作程序：

1. 首先查看“更多模块”，这里能够看见这个人工智能项目Face Lock的扩展，并且有一个绿色标志，说明这个扩展和AI模型是工作的。

   
   

2. 进入舞台，导入4个舞台背景图片。这些背景图片是从示例项目中直接下载的。第一个是空手机、第二个是Scanning，说明在扫描图片；第三个是识别成功，绿色打钩的通过背景Granted；第四个是未能正确识别的红色锁定背景Denied。

如果成功识别某个人，允许进入系统Granted，则使用背景3，否则使用背景4 Denied.

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWeG2eYkibpiaEU03mpFiaQwuiaaq9MUWjT77uJ53r3RgySq57nABibpblBfug/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

3.  设置一个空白角色，什么都不要放。不过要进入造型，拍一些照片，也可以每次使用的时候拍摄。Scratch没有单独的拍照功能，这点很不好。因此需要一个空造型，在运行开始之前，先给这个造型启动WebCam拍照，才能进行后面的识别环节。

微信订阅号:ABO_CRM

4.    调用AI人脸识别：这段程序其实很简单。

1. ）点击的时候，先将背景切换到Scanning，显示正在扫描。其实Scratch是有摄像头扫描图片功能的，不过速度太慢了。

   
   

2. ）设置三个判断，Recognize image () = Kang,则切换背景为Granted;说一句话“This is Kang.”;播放一段声音，自己录制一段声音，“我是Kang Kang。”。第二、三个判断类似，识别Tong和Others。

Image里面选择Costume Image,就是当前角色的图片。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWe04WRmop9LARKhmMJLWoaiaqfkLylFgScsBC6OrnicYKtZNyFqugHNKdg/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

   3.）测试：先对角色拍照，可以一次拍多个照片，执行前，选择对应的照片。然后开始，系统会切换背景、说话、并且播放声音。系统的识别能力还是很不错的。

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/r8cVVTdeCr79yRGoiclImJ3GesiaNicaaWenhnppbTGqia5sHIZVwKOJCVuSfqzQGibkkqoNXJgaXtc7ZibkVXOESJQQ/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

下一次试试剪刀石头布。和计算机一起玩剪刀石头布的游戏，我们出剪刀、石头或者布，计算机能够识别出来，并且出题，比对。

本程序的图片和Scratch都来自https://machinelearningforkids.co.uk，感谢这个网提供如此美好的AI体验。

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