智能手表、词典笔、陪伴型机器人……
智能科技陪伴儿童快乐成长
今天是“六一”国际儿童节，相信许多家长送给孩子的礼物清单中，都有不少智能科技好物。
如今，智能手表、词典笔、陪伴型机器人等智能装备层出不穷，它们有的能够为家长分忧，有的能够为孩子的学习助力。
那么，这些科技产品的原理是什么？它们是如何帮助家长和孩子的？就此科技日报记者采访了相关专家。
智能手表：
集定位和健康监测于一体
现在孩子戴的手表，多是科技感十足的智能手表。智能手表是一种可穿戴设备，它结合了智能手机和腕表的功能，具备定位防丢、音视频通话等核心功能，以及电子支付、健康监测、社交聊天、拍照摄影、智能识物等多种功能。
举例来说，当遇到紧急情况时，家长可以通过智能手表的定位功能，得知孩子的位置；当两个佩戴智能手表的小朋友想要对方的联系方式时，可以通过“碰一碰”功能加好友……
“当下，智能手表不仅深受孩子们喜爱，也为家长提供了智能化、便捷化的儿童看护工具。”中关村信息消费联盟理事长项立刚表示，相关报告称，在我国，智能手表在5岁至12岁儿童群体中颇受欢迎，每3个孩子中就有1个拥有智能手表。
项立刚介绍道，从硬件方面来看，智能手表有处理器、存储器、显示屏、传感器、电池、无线通信模块等组件，这些组件通过电路板相互连接形成整个系统。而智能手表的软件，则包括操作系统和应用程序。
那么，智能手表具体是如何实现各种功能的呢？
“智能手表覆盖室内外的定位功能，主要基于GPS定位、基站定位和WiFi定位这三类定位技术实现。”工业和信息化部信息通信科技委委员、北京理工大学网络与安全研究所所长闫怀志表示，特别是室内和楼层定位，主要利用基站定位技术，搭配特定的算法，辅以海量数据采集来实现。
科技日报记者来到北京一家商场专柜试用了一款智能手表，在用手表给绑定的手机拨打视频电话后，手机会显示智能手表所在商场楼层、周边店铺以及手表状态等信息，还可以查看手表佩戴者的历史行动轨迹。
除此之外，闫怀志表示，智能手表还能利用智能监测算法和高灵敏传感器，全天候监测孩子的身体及运动状态。
“传感器位于智能手表表盘底部，佩戴时传感器紧贴皮肤，可以监测手表的各种状态，比如加速度、重力、位置、方向等，通过这些数据的分析计算就能得出孩子的运动数据。”闫怀志补充道，除此之外，智能手表还可以随时采集佩戴者的生物数据，比如心率、血氧、血压、无创血糖、体温、呼吸、睡眠状态等，智能分析各项生理指数，辅以相应的App，就能够让家长掌握孩子的身体健康状况。
闫怀志提醒道，儿童日常使用智能手表，应避免手表跌落、磕碰或者遭受撞击，防止接触到肥皂水等溶剂和液体。其次，不要在潮湿状态下为智能手表充电。再次，要注意手机App与智能手表的同步匹配和升级。
“孩子使用智能手表，可能会产生依赖。”项立刚提醒道，家长应叮嘱孩子在上课期间不要操作智能手表；此外，还要叮嘱孩子谨慎使用智能手表的电子支付功能，避免误操作为游戏充值。
词典笔、翻译笔：
把大部头词典“装”进笔里
一根小小的词典笔，可以“装”下厚重的中英文词典。只需像使用涂改带一样，用透明的宽“笔尖”轻轻一扫目标内容，即可中英互译、朗读句子，甚至可以讲解扫描到的目标内容。有的词典笔还具有“生词本”功能，可以自动存储使用者不认识的生词，然后将其导入手机App中，以备使用者学习、记忆。
“词典笔采用红外线扫描技术，其先通过笔头的摄像头组件，每秒拍摄多张图片，然后将小图进行拼接、修正，再利用光学文字识别技术(OCR技术)进行识别。”项立刚解释道。
在日常生活中，使用OCR技术的场景有很多。比如，手机App扫描名片、身份证，并识别其中的信息；汽车进入停车场、收费站无需人工登记，自动识别车牌等。
闫怀志介绍，自2011年首款国产词典笔面世，至今已逾十年。“未来，词典笔的发展方向主要有两个：一是提高文字识别速度和精度，二是加强语言翻译的准确性。”他说。
据了解，新一代词典笔既具有传统的光学文字识别功能，还配备了激光辅助定位摄像头，能够实现分享、编辑和打印等功能。
除了词典笔，帮助孩子们学外语的“利器”还有翻译笔，后者在中英文互译方面下足了功夫。翻译笔不仅可以解释单个词的意思，还可以对句子、篇章(文字形式或语音形式均可)进行翻译，翻译结果趋近于自然语言。有的翻译笔还配备了喇叭和显示屏，可以将翻译结果实时以文字或声音形式输出。
项立刚介绍，翻译笔由扫描头、识别引擎和翻译软件等组成。在OCR技术的基础上，翻译笔还可以利用TTS翻译技术，即“从文本到语音”技术，在内置芯片的支持下，通过神经网络的设计，以及人工智能大模型训练，把文字智能地转化为自然语音流。
除此之外，为了防止孩子在外语学习中过度依赖翻译笔，现在部分翻译笔增加了“儿童锁”功能。此功能开启后，翻译笔将关闭整句翻译功能，防止孩子在做作业时通篇翻译不思考，养成过度依赖此类工具的习惯。
陪伴型机器人：
既是“玩伴”又是“家教”
陪伴型机器人能走会动，被称为“会说话的百科全书”，能够轻松解答“十万个为什么”，更是一位机器人“家教”，可以带着孩子学习语文、英语和编程。
“陪伴型机器人的定位是同伴，它既不是孩子的老师，也不是孩子的父母，而是孩子的拟人化‘同伴’。”闫怀志表示，这类机器人可以通过机械传动、人工智能、人脸识别等关键技术，实现陪伴功能。
闫怀志表示，当前，在日新月异的人工智能技术的加持下，陪伴型机器人正在持续完善动作、语言，甚至可以提供具有情感的拟人化表达。除此之外，该类机器人的人脸识别、人体跟踪、智能避障、自动充电、温湿度传感等基本功能也在持续升级。
在交互上，陪伴型机器人可以实现拍照、讲故事、游戏交互、语音交互、绘本阅读、内容点播、双向视频通话等功能。
举例来说，把一本绘本放在机器人面前，其可以对封面进行识别，然后随使用者翻页，朗读出书中内容。
不过，在项立刚看来，陪伴型机器人目前还处于初级阶段，只能完成简单的陪玩、陪学或问答交流任务。总体来讲，该产品性价比不高，远未达到可大范围普及的程度，还满足不了更个性化的需求。
另外，闫怀志表示，长期让机器人陪伴儿童具有潜在风险。
“无论多么高等的智能机器人，都永远代替不了真实人类特别是父母的陪伴。”闫怀志提醒，应避免类似产品的过度使用，否则可能对儿童的语言、情感和人际发展等造成一定程度的负面影响。
智能婴幼儿看护器：
以无线网络技术守护儿童
在传统婴儿看护场景中，看护人需要时刻注意婴儿是否哭闹、呕奶、被衣物遮掩口鼻、掉床……这些问题时刻牵扯着看护人的精力。随着育儿方式向科学化、精细化方向转变，智能婴幼儿看护器应运而生。
许多智能婴幼儿看护器的外形比较“呆萌”——有个“大脑袋”，其实这个“大脑袋”就是智能摄像头，将其置于宝宝房间，可对宝宝的面部、呼吸、哭声等进行监测。
当其“察觉”到异常就会及时发出预警，看护人即便无法时刻陪在婴儿身边，也能够“看到”他们的一举一动。
“智能婴幼儿看护器好比家长的‘千里眼’‘顺风耳’。”闫怀志表示，智能婴幼儿看护器本质上是一种无线家庭安全防护系统，主要由看护端和显示端组成。该看护器利用无线网络技术定期扫描，对婴儿表情、动作等进行影像识别，并将孩子的实时动态以视频或音频的形式，通过网络数字信号传送到看护人的手机端。当其利用人工智能技术识别评估出婴儿处在哭闹状态时，就会播放舒缓音乐进行安抚，并向看护人的显示端发送预警。
值得一提的是，智能婴幼儿看护器具有电子围栏功能，使用者可以设置孩子的活动范围，即通过超声波雷达设置虚拟电子围栏。当孩子活动区域超过此范围，该看护器就会发出警报。
除此之外，使用者还可以设置幼儿看护区域，区域外部分看护器是拍摄不到的，进而有效保护个人隐私。
当然，家长不能把智能婴幼儿看护器当作“万能神器”。
闫怀志提醒道，父母的陪伴是任何智能化的产品都无法替代的。除此之外，生产厂家需要重视隐私保护问题，在产品功能上进一步采取措施，更好地对婴儿和看护人的隐私进行有效保护。
(科技日报 记者 唐 芳)