【创意智造组】《丝路智行：从历史密码到 AI 编程》番外篇《置啬夫的日常》之二——丝路奇珍智能计数员 中等

本项目为蚁创空间学生参赛作品《基于AI目标检测的微小零件智能计数工具》。经作者同意后进行改编，纳入《丝路智行：从历史密码到 AI 编程》番外篇《置啬夫的日常》

本文档为《丝路智行：从历史密码到 AI 编程》系列课程番外篇核心教学案例，聚焦汉代置啬夫为下属设计货物计数工具的场景，以铜钱、琉璃珠为核心演示物资（实际编程模型训练仅用此两类），同时涵盖多种丝路进出口小件物资，融合丝路历史知识与AI目标检测技术，依托行空板M10实现本地AI推理，全程轻量化操作；课堂中可根据实操条件，用其他物品替代铜钱、琉璃珠开展教学，适配小学5-6年级及初中学生，总课时90分钟，可直接用于课堂教学、社团活动或家庭学习。

（一）核心角色

1.  置啬夫：汉代丝路驿站最高主管，统筹驿站运营、管理下属，体恤下属工作，善于结合实用技术解决实际工作痛点，关注物资管理效率；2.  货物专管下属：驿站核心工作人员，主要负责丝路往来小件物资的计数、仓储、登记工作，面临物资体积小、数量多、人工计数效率低、误差大、易漏数的难题。

（二）背景故事

西汉宣帝年间，丝路畅通，西域都护府下辖的「悬泉置」驿站成为东西方物资贸易的重要中转节点，每天有大量西域传入的奇珍物资与中原出口的特色物资在此中转、交接。其中需精准计数的小件物资种类繁多，核心包括西域传入的琉璃珠、香料颗粒、玛瑙小件，以及中原出口的铜钱、绢帛碎片等，这些物资体积微小、形态相近，人工计数不仅耗时费力，还极易因视觉疲劳出现数错、少数、漏数的情况，给驿站物资管理带来极大困扰。置啬夫看在眼里，结合Mind+ AI目标检测技术与行空板M10的本地推理能力，为下属设计了一款智能计数工具，本节课的核心任务就是复刻这款工具，以琉璃珠、铜钱为核心演示物资（实际编程模型训练仅用此两类），课堂可根据实操条件替换其他小件物品。

以“置啬夫为下属解决计数痛点”为核心情境，深度融合丝路历史知识与AI科创实践，兼顾趣味性与实用性。采用轻量化硬件（行空板M10）与图形化编程（Mind+ V2），适配小学5-6年级及初中学生的认知水平，零基础可快速上手；以模拟汉代驿站物资计数为核心场景，设置分层任务（基础实操+拓展提升），支持课堂物资替换，引导学生将课堂所学知识迁移到生活与学习中，解决实际计数问题；同时渗透丝路文化，让学生在实操中体会历史与科技的融合，培养创新思维与动手能力。

（一）核心计数品类
汉代丝路驿站需精准计数的核心小件物资分为两大类，均为往来频繁、体积微小、需按固定单位计数的品类，实操训练仅选取其中两类，其余可作为拓展练习，课堂可灵活替换：1.  西域传入：琉璃珠、香料颗粒、石榴籽、玛瑙小件，其中琉璃珠按颗分包、香料颗粒按撮计数、石榴籽按粒分装、玛瑙小件按件统计；2.  中原出口：铜钱、绢帛碎片、陶制小罐、青铜小件，其中铜钱按枚装匣、绢帛碎片按片计数、陶制小罐按个收纳、青铜小件按件登记。实际编程模型训练环节，仅选取琉璃珠、铜钱两类最具代表性的物资重点实操，兼顾课堂效率与教学效果。
（二）计数标准
 

（三）计数核心价值
汉代驿站对各类小件物资的精准计数，是丝路东西方物资贸易顺畅开展的重要保障。精准快速的计数，能确保驿站物资账实相符、贸易计价准确、流通顺畅，避免因计数误差导致的物资管理混乱、胡商与驿站对接出错等问题；同时，计数工作的严谨性，也体现了汉代驿站管理的规范化与丝路贸易的繁荣。本案例通过复刻计数工具，让学生深刻体会驿站一线吏员工作的严谨与重要性，感受置啬夫体恤下属、创新解决问题的管理智慧，传承丝路坚守与创新的精神，同时实现历史知识与AI技术的迁移应用。

本模块为模块一核心内容，全程使用Mind+ V2软件，以琉璃珠、铜钱为核心演示物资（实际编程模型训练仅用此两类），步骤清晰可直接复刻，课堂替换其他物品时，操作流程完全一致，重点培养学生的数据集构建与模型训练能力：

注：课堂上可使用身边现有物料替代。本教程使用创客空间的常见物品：螺帽、螺杆。

步骤1：打开Mind+ V2，进入目标检测模型训练界面

1.  打开电脑端Mind+ V2软件，确认软件为最新版本，选择「目标检测」。

步骤2：构建数据集，创建计数标签并完成标注

1.  图像采集：使用USB摄像头拍摄琉璃珠、铜钱图像，每种物资采集不同角度、不同光照图像100张（模拟驿站实际物资堆放场景），合计200张；（根据实际情况确定样本数量，如果选用物品区分度比较大，可以减少数量）

2.  数据标注：选点右上角「高级模式」，再点「标注选择」；点击「选择数据集」，选择experience；创建两个标签，并选择不同的颜色；用矩形框对数据进行标注。

步骤3：训练模型，优化并导出模型

1.  高级设置：在训练前，在「高级设置」中，将「图片大小」调整为640×640像素（需为32的倍数），其他参数不变。

注：本案例中使用了较小的物品作为替代，因此调高了图片大小，目的是为了更好地识别细小物品。如果您选用的是橡皮、三角尺这类尺寸较大的物品，则无需修改图片大小。

2. 模型训练：

3.  校验：如果校验效果不好，可返回样本采集，增加样本数量或调整参数重新训练。

4. 模型导出：验证效果满足要求后，导出模型并保存，下一步将部署至行空板M10。

注：导出后是zip文件，解压后会得到best.onnx和data.yaml两个文件。

best.onnx是训练好的模型权重文件，它存储了AI目标检测的核心算法和参数，能直接让空行板M10快速识别物品；data.yaml是模型的配置清单，里面写了要识别的类别名称、训练集路径等信息，程序靠它来解析模型的识别目标和规则。

基于之前训练好的AI目标检测模型（以琉璃珠、铜钱为核心，640×640图片大小优化），完成行空板M10硬件部署与「丝路奇珍智能计数员」互动程序的编程制作，贴合置啬夫为下属设计的工具使用场景；课堂替换其他物品时，程序逻辑完全通用，仅需替换模型即可，步骤清晰、可直接复刻：

（一）核心互动与计数逻辑

本程序以汉代驿站货物专管下属计数琉璃珠、铜钱的工作为核心，核心逻辑的：通过USB摄像头实时捕获两类物资图像，行空板M10本地运行AI目标检测模型，精准识别物资类别与流向并自动计数，计数结果实时显示在行空板屏幕上；设置行空板专属按键，A键实现「计数启动」功能，B键实现「类别」切换功能，操作简单便捷，贴合驿站一线吏员的日常工作需求；课堂替换其他物品后，仅需导入替换物品的模型，程序无需任何修改，即可直接实现新物资的计数功能。

（二）硬件连接与部署

1.  核心硬件组合：行空板M10+（自带可充电电池）、USB高清摄像头（1080P，适配640×640图像采集）、自制固定支架；

2.  硬件连接：将USB摄像头插入行空板M10的USB接口，实现图像传输与供电一体化；将行空板与专业扩展板精准对接，无需额外外接电源，适配驿站不同计数工位的移动作业需求；

3.  摄像头调整：调整校准拍摄角度，确保拍摄范围能完整覆盖物资收纳盒（模拟驿站物资盛放容器），采集的图像符合640×640的模型训练标准。

4.  辅助优化：若课堂光照不足，可添加补光灯提升图像清晰度，减少光线对识别计数的影响，确保采集图像的质量与模型训练样本一致；课堂替换物品后，硬件部署无需任何调整。

（三）图形化程序编写

程序编写采用Mind+ V2图形化编程，核心逻辑贴合汉代驿站计数场景，适配640×640的图像识别标准，操作简单，课堂替换其他物品时程序完全通用，无需修改：

步骤1：初始化设置

1.  选择「Python积木模式」：

2.  点「扩展」找到并添加「行空板M10」和「模型训练推理库」：

3.  连接行空板M10：用USB数据线连接行空板M10（需确认固件为最新版本）

4.  模型导入：

步骤2：程序编写

步骤3：程序上传与运行

点击运行后程序同步保存至行空板M10，行空板M10脱离电脑后，课按压HOME键，选择「2-切换运行程序」→「mindplus2」→「程序名称」→「main」

（四）拓展方向

结合项目核心（置啬夫为下属设计计数工具、Mind+ V2目标检测、行空板本地推理、丝路历史），以琉璃珠、铜钱为核心演示载体（实际训练用），工具可从五大维度拓展，贴合教学需求且轻量化可落地，同时引导学生关注生活与学习，用课堂知识解决实际计数问题：

1.  历史场景拓展：新增胡商货物核验、驿站物资出库/入库、丝路小额贸易计价等不同计数场景，均以琉璃珠、铜钱为核心计数物资，解锁场景可搭配对应丝路历史小任务（如解读丝路货币贸易流程），强化历史沉浸感；同时可尝试将计数工具拓展至其他丝路需计数物资（如香料颗粒、绢帛碎片），复刻驿站完整计数场景。

2.  生活学习延伸拓展：引导学生将课堂所学知识应用到生活与学习中，解决实际计数问题：学习中，可训练模型计数文具（如钢笔、橡皮、尺子），制作“文具智能计数员”，用于整理书包、清点学习用品，避免遗漏；生活中，可训练模型计数家庭小件物品（如纽扣、药片、豆子），制作“家庭物资计数工具”，用于厨房食材清点、生活用品整理；还可应用于班级物资管理，如计数班级文具、实验器材，提升管理效率，真正实现“学以致用”。

1.  跨学科深度融合：将汉代丝路历史知识与AI目标检测技术、硬件实操、图形化编程深度结合，打破学科壁垒，实现“历史+科创”一课多得，让学生在实操中学习历史、运用科技；

2.  轻量化普及适配：采用行空板M10与Mind+ V2图形化编程，操作简单、门槛低，适配小学5-6年级及初中学生，支持课堂物资替换，可灵活应用于课堂、社团、家庭等多种教学场景；

3.  丝路文化传承：以汉代驿站计数场景为载体，让学生了解丝路贸易的繁荣，体会汉代驿站管理的严谨，感受置啬夫的管理智慧，传承丝路坚守与创新的精神，培养文化自信；

4.  能力全面提升：锻炼学生的逻辑思维、动手实践能力、问题解决能力，引导学生掌握AI基础技能，树立“科技服务生活”的理念；

5.  学以致用，贴合生活：引导学生将课堂所学知识迁移到生活与学习中，用AI技术解决实际计数问题，培养创新思维与实用能力，实现“学AI、用AI”的教学目标。