投石中小学人工智能实验室:AI科学创新教育平台

       近年来，国家密集出台了一系列推动人工智能与教育深度融合的政策文件。2025年8月，国务院印发的《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》明确要求“把人工智能融入教育教学全要素、全过程，创新智能学伴、智能教师等人机协同教育教学新模式，推动育人从知识传授为重向能力提升为本转变”。同时，教育部等九部门联合发布的《关于加快推进教育数字化的意见》进一步强调，要“以人工智能技术推动科研范式变革，提高科研组织效率，衍生学科增长点，助力建设一批新兴学科、交叉学科”。这些政策共同构成了推动AI与教育深度融合的宏观政策框架，为我们的产品研发与推广创造了历史性机遇。

       为此，投石面向中小学客户，打造了AI+科学创新教育平台，运用艺术与科技融合的理念，在国内率先创新提出将STEAM教育融合AIGC工具形成作品的展示路径。投石始终把硬件协同创新、跨平台工具运用、AI驱动的跨学科项目实践等关键理念运用于中小学生的作品指导，将AI驱动的开发工具革新、AI与编程的创造性融合、AI支持的艺术与工程创新等实用新型方法赋能于AI+教育业务领域，助力国家AI人才培养战略。

       2025年6月，在投石智能为服务南京市玄武区教育局AI+跨学科主题实践成果交流活动中，投石科技提出STEAM与AIGC融合展示‌的技术支撑路径。在国内首创将STEAM教育体系与AIGC工具结合，形成标准化科创作品展示路径，解决AI教育中内容碎片化问题。并通过硬件协同创新、跨平台工具整合及AI驱动的项目实践，赋能学生作品开发‌。投石智能可以为中小学人工智能教育提供全流程技术解决方案‌，如为数百件中小学学生科创作品提供交互实现路径的专业指导；定制开发核心硬件（如AIGC拍照机、互动骑行装置等）及配套软件‌；负责展厅布展、调试及展期运维，确保现场100多件AI科创展品流畅运行。‌

       2025年，南京师范大学附属实验学校“旺旺旺”科技创意纸塑工作坊‌中，投石智能为工作坊提供了多款AI技术产品，包括AI智能香肠狗、全息仓机器狗、全息风扇、全息礼盒及AIGC绘画拍照系统。‌通过AI技术将照片转化为“狗”主题卡通风格图像，支持风格迁移、图像增强等功能，用于美育实践‌；AI智能香肠狗‌：将AI模块嵌入纸塑作品，实现人机智能问答，赋予传统手工艺“数字生命”‌成果展示‌：该工作坊在全国第八届中小学学生艺术展演中获教育部及省市领导表扬，并获央视等媒体报道‌。

当教室会“思考”，当课本能“对话”

你是否想象过，学校的墙壁会“说话”，向你讲述星辰大海的奥秘？

你是否期待过，历史书里的伟人能“复活”，与你面对面畅谈古今？

今天，这不再是科幻电影！我们带来的AI+科学创新教育平台，正将校园从传统的知识传授地，升级为一个能感知、会思考、可互动的“智慧生命体”。

平台特点

深度融合，而非生硬叠加

       我们不止提供硬件，更提供与课程标准深度融合的全场景解决方案，鼓励教师将AI工具与不同学科教学相结合。让AI真正为教学目标服务，成为教师信赖的得力助手，而非负担。

激发兴趣，驱动内在探索

       告别填鸭式教学。我们的装置通过视觉、语音、手势或触摸、人工智能大模型方式与学生游戏化、情景化的交互，点燃学生的好奇心与求知欲，让他们从“要我学”变为“我要学”。

营造全域学习环境，打造科技新名片

       让AI走进学校，融入校园的各个角落。例如，将普通教室改造成AI+科学创新教育的功能教室，在图书馆设置推荐书单的AI馆员，在走廊布置科技走廊，随时解答疑问的智能助手，打造一个“无处不可学”的智慧校园生态。

个性化设计，灵活的布局

       独立的六边形边框设计，可单独安装，也可任意拼接安装，根据用户行为和偏好，设计不同的风格的墙面。
 

AI+科学创新教育平台产品（持续更新中）

1.“AI机械手猜拳”装置

       AI机械手猜拳游戏作为 “机械互动 + 娱乐竞技” 的结合体，结合了机械工程、机器人技术、人工智能和计算机视觉，通过摄像头摄取图像或视频，利用深度学习识别用户手部动作，高性能AI主控根据捕获识别的手掌动作，同步控制机械手掌，从而还原人手掌各姿态。

       简单来说，它是一个集成了人工智能的机械手臂（通常是多指灵巧手），能够：

感知环境：

通过摄像头、力传感器、触觉传感器等“看见”和“感受”物体。

理解意图：

通过AI算法理解人类的指令（语音、手势甚至脑电波）。

智能决策：

决定如何抓取、操作或回应。

灵巧操作：

像人手一样完成精细、复杂的任务。

游戏玩法：

通电后，启动开机按钮，等leapmotion红灯亮起（约1~2分钟左右），即可把手放置高于leapmotion距离15厘米~20厘米左右进行识别，机械手会捕捉您手“石头”/“剪刀”/“布”的动作和您进行猜拳游戏。

主要组成
硬件：机械手掌  1套、控制板 1套、小主机电脑 1台、Leapmotion  1个、开关按钮 1个、适配器 2个、结构体 1套。

软件：机械手猜拳软件。

操作系统：Windows系统。

应用场景
科普教育与 STEAM 教育场景：

机械手猜拳的核心是 “机械结构 + 传感器 + 算法控制”的协同，天然适合作为直观的科技教学载体，帮助学习者理解自动化、人工智能、机械工程等基础原理。

中小学科技课 / 兴趣班：

教师可通过拆解机械手猜拳的 “决策逻辑”（如摄像头识别手势、算法生成随机 / 策略性出拳）、“机械执行”（舵机驱动关节运动、爪子开合力度控制），让学生直观理解 “输入（手势）→处理（算法）→输出（机械出拳）” 的自动化流程，替代抽象的理论讲解。

大学机器人 / 自动化专业实验课：

作为入门级实践项目，学生可基于开源硬件（如 Arduino、ROS 机器人系统）搭建猜拳机械手，涉及 “机器视觉（OpenCV 识别手势）”“运动控制（Inverse Kinematics 逆运动学计算关节角度）”“人机交互逻辑设计” 等核心知识点。

科技馆 / 青少年活动中心展品：

作为互动科普装置，吸引儿童和青少年主动体验。例如：设置 “人机对战排行榜”，玩家击败机械手后可获取 “机械小达人” 证书，同时屏幕同步显示机械手的 “思考过程”（如 “我识别到你出了‘布’，我选择出‘剪刀’”），潜移默化传递 AI 与机械的工作原理。

外形尺寸

2.“AI智能体”装置

       AI智能体是一个能够感知环境、进行推理、制定决策并执行行动以实现特定目标的智能系统。它通过对话方式接收用户的输入，由大模型自动调用插件或工作流等方式执行用户指定的业务流程，并生成最终的回复。你可以把它想象成一个“数字员工”或“虚拟助手”，但它远比简单的聊天机器人更强大和自主。

核心定义：

智能体 = 大语言模型 + 推理能力 + 工具使用 + 记忆

与传统的、只能被动回答问题的AI助手（如早期的Siri或单轮对话的ChatGPT）不同，AI智能体具有主动性、目标导向性和持续性。

主要组成
硬件：10寸电容触摸屏  1个、安卓板  1个。

软件：AI智能体软件  1套。

操作系统：安卓系统。

核心能力与特点
自主规划与分解任务：

给定一个复杂目标，智能体能够自动将其分解为一系列可执行的子任务。

工具使用与操作：

智能体可以调用外部工具和API来扩展其能力。例如：搜索信息、处理数据、操作软件等。

记忆与上下文管理：

智能体拥有长期和短期记忆，能够记住整个任务流程中的关键信息、之前的决策和结果，从而在长周期任务中保持连贯性。

推理与反思：

这是智能体最核心的能力。它能够对当前情况、已有信息和行动结果进行“思考”。

应用场景
个人生活助理：

自动管理你的日程、邮件，帮你订餐、预订旅行，并根据你的健康数据提供个性化建议。

软件开发：

自动编写代码、测试、调试和部署程序，极大提升开发效率。

客户服务：

不再是简单的问答机器人，而是能够真正处理复杂问题、查询订单、办理退换货的全流程客服。

科学研究：

自动阅读海量科学文献，提出假设，设计实验（在模拟环境中），并分析实验结果，加速新药研发、材料发现等。

商业与金融：

进行市场分析、生成商业报告、自动执行复杂的投资策略。

游戏与模拟：

创建具有高度智能和适应性的非玩家角色，或用于训练自动驾驶、机器人等复杂系统。

内容创作与营销：

自动完成从市场调研、文案撰写、图片生成到社交媒体发布的全套内容营销流程。

外形尺寸

3.“挑战10秒”装置

       挑战10秒”装置本质上是一种基于反应速度判定的计时互动工具，本挑战10秒共三关。当自复位按键被按下时，自动进入关卡，数码管开始倒计时。当刚好在第一关的1.000s-1.500s,第二关的1.000～1.300s,第三关的1.000s～1.100s被按下，对应播报闯关成功的声音，否则发出挑战失败的音效。测一测你的反应速度吧！

主要组成
硬件：数码计时牌  4位、 Arduino控制板  1个、继电器模块  1个、音频板  1个、按钮  2个.

软件： “挑战10秒”互动软件。

操作系统：windows系统。

应用场景
学生反应力/手眼协调训练：

用于学生的反应速度测试。例如：模拟紧急情况，将倒计时设为 15 秒，倒计时结束前按下对应按钮，通过 “拍停” 游戏锻炼手部精细动作和时间感知能力。

品牌快闪店互动装置：

品牌在快闪活动中设置该装置，将倒计时与品牌元素结合（如倒计时数字显示品牌 LOGO），玩家成功闯关可参与抽奖，增强品牌互动体验。

科技馆 / 科普展览：

作为 “人类反应速度” 的科普装置，展示神经传导与动作反应的时间差，搭配文字说明科学原理，兼具娱乐与教育意义。

企业团队拓展活动：

分组进行反应速度比拼，成功次数多的团队获奖励，提升团队协作和竞争意识。可设置接力挑战，增加难度（如每人依次拍停，总耗时需在一定范围内）。

外形尺寸

AI+科学创新教育平台产品组合及排布方式

（仅部分展示）