第14章 我和 AI 一起做小作品:信号卡智能提醒器
本章导读
第13章中,我们已经让第3章搭建好的本地智能体进入现实任务:在 VS Code 插件中提出需求,让智能体检查摄像头、生成程序,并完成三色卡识别反馈。那一章的重点是让 AI 第一次通过程序接触物理世界。
到了本章,我们把这个最小任务继续向前推进一步:不只是让摄像头能识别颜色,而是和 AI 智能体一起做出一个能演示、能说明、能复盘的小作品。
本章作品叫作信号卡智能提醒器。它的基本规则很简单:
绿色卡片:状态正常,可以继续。
黄色卡片:不确定,需要人工确认。
红色卡片:需要帮助,请暂停并关注。
画面太暗或没有检测到卡片:请调整光线或重新拍摄。
这个作品不复杂,但它已经包含物理 AI 小作品最重要的结构:现实输入要能被采集,判断规则要能说清,反馈结果要能复核,运行过程要能留下证据。也就是说,本章不是再做一次颜色识别,而是把第13章的最小闭环整理成一个能演示、能测试、能复盘、能验收的小作品。
本章仍然延续前面的人机协同方式。不是完全从零写代码,也不能把任务完全交给 AI。使用者的角色是小作品负责人:要说清楚想做什么,检查智能体给出的方案,确认程序是否安全,运行并记录结果,最后能向他人讲清楚这个作品为什么能用、哪里可能出错、哪些地方必须人工确认。
《礼记·学记》说:独学而无友,则孤陋而寡闻。 一个 AI 小作品不是做完就结束。让别人看得懂、跑得起、能复核、能提出改进意见,作品才真正进入协作。
学习目标
- 知识目标:
- 能说明物理 AI 小作品的基本链路:感知、判断、反馈、复核。
- 能理解智能体为什么要通过程序、权限和运行环境访问摄像头,不能绕过用户确认直接操作设备。
- 能说明三色卡识别为什么适合作为物理 AI 入门作品。
- 能力目标:
- 能在 VS Code 插件中用清楚的提示词向智能体说明作品需求。
- 能让智能体生成或修改一个简单的信号卡识别程序。
- 能完成一次摄像头取图或样例图片输入 → 颜色判断 → 文字反馈 → 人工复核的最小闭环。
- 能整理一份作品证据包,包含提示词、运行结果、测试记录和复盘说明。
- 素养目标:
- 建立 AI 可以帮助开发,但最终结果必须由人检查的责任意识。
- 在使用摄像头时尊重他人隐私,不随意拍摄、保存或传播他人图像。
- 理解物理 AI 作品应从低风险任务做起,不能让 AI 直接控制危险设备。
先修要求与环境清单
- 已完成第3章本地智能体环境和第13章摄像头识别任务。
- 软件环境:VS Code、VS Code 中的 AI 协同插件、课程统一配置的本地智能体或本地大模型服务、课程预置 Python 环境。
- 材料准备:红色、黄色、绿色卡片;没有卡片时可使用红、黄、绿三种普通物品。
- 兜底资源:电脑没有摄像头时,使用课程提供的样例图片完成同样流程。
- 项目目录建议:
ch14_signal_card_project/
├── signal_card_demo.py
├── samples/
│ ├── red_card.png
│ ├── yellow_card.png
│ ├── green_card.png
│ ├── no_card.png
│ └── dark_scene.png
├── logs/
│ └── run_log.md
├── evidence/
│ └── evidence_pack.md
└── README.md
本章所有文件只放在 ch14_signal_card_project/
中,不访问其他目录。
知识准备:先认识这些词
- 物理 AI 小作品
- 一句话说明:让 AI 通过摄像头、图片、声音或传感器接收现实信息,并给出低风险反馈的小型作品。
- 本章例子:信号卡智能提醒器。
- 最小可运行作品
- 一句话说明:功能不多,但能从输入到输出完整跑一遍的作品。
- 关键点:先跑通,再改进;先低风险,再扩展。
- 信号卡
- 一句话说明:用颜色表达状态的卡片。
- 本章规则:绿色代表正常,黄色代表待确认,红色代表需要关注。
- 反馈
- 一句话说明:系统把判断结果告诉人的方式。
- 本章反馈:屏幕文字、颜色状态、运行日志。
- 日志
- 一句话说明:记录程序每次运行结果的文件。
- 价值:以后复盘时能知道当时输入是什么、系统判断是什么、人工是否同意。
- 作品证据包
- 一句话说明:证明作品是怎样做出来、怎样测试过、哪里有边界的一组材料。
- 包含内容:需求说明、提示词、运行截图或日志、测试表、失败案例、展示说明。
- 展示说明
- 一句话说明:向展示对象说明作品目标、运行过程、测试结果和安全边界的短文稿。
- 关键点:不要只说作品成功,也要说明什么时候会失败。
14.1 问题与现象:为什么最后要做一个能演示的小作品
14.1.1 只会说,不等于会做
学完前面章节,你已经知道很多 AI 概念:提示词、幻觉、RAG、视觉识别、工具调用、智能体、物理 AI。但如果这些知识都只停留在回答题目里,学习就还差最后一步。
学习 AI 不能只看概念,还要动手。动手不是为了炫技,而是为了让你知道:
- 需求说不清,AI 会做偏;
- 摄像头不可用,程序跑不起来;
- 光线不对,识别会错;
- 智能体生成的代码能运行,也不代表作品合格;
- 没有记录,就无法证明自己真的测试过。
所以,最后一章必须做一个能演示的小作品。
14.1.2 为什么选择信号卡
信号卡有三个优点:
相关内容见表14-1。
表14-1 优点与说明记录表
| 优点 | 说明 |
|---|---|
| 低风险 | 只识别颜色,不识别人脸、身份、表情 |
| 易复核 | 红、黄、绿是否识别正确,一眼能看出来 |
| 可迁移 | 可迁移到设备状态提示、实训步骤提示、活动通行提示等场景 |
这个作品的目标不是替代管理者,也不是自动判断人的表现,而是演示一个低风险的物理 AI 闭环。
14.1.3 本章最终要交付什么
本章最后不是只交一个程序,而是交一个作品包:
相关内容见表14-2。
表14-2 材料与作用记录表
| 材料 | 作用 |
|---|---|
| 作品方案卡 | 说明作品要解决什么问题 |
| 智能体协同记录 | 记录你如何指挥 AI 完成任务 |
| 运行日志 | 证明程序实际运行过 |
| 测试表 | 说明红、黄、绿和失败情况都测试过 |
| 复核记录 | 说明你是否同意 AI 或程序判断 |
| 展示说明 | 用 3~5 分钟讲清作品 |
【思考 1】 为什么本章不能只提交程序能运行的截图?
思考提示:截图只能证明某一次运行成功,不能证明作品需求清楚、测试充分、安全边界明确,也不能说明失败时怎么办。
14.2 原理与分析:一个小作品怎样才算完整
相关结构如图14-1所示。
14.2.1 物理 AI 小作品的六类证据
一个作品不是因为“程序跑了一次”就合格,而是要能拿出六类证据:
相关内容见表14-3。
表14-3 证据类型与作用记录表
| 证据类型 | 说明 |
|---|---|
| 功能证据 | 摄像头或样例图片能输入,程序能判断红、黄、绿并给出反馈 |
| 运行证据 | 日志能说明程序什么时候运行、输入是什么、输出是什么 |
| 测试证据 | 不只测成功样例,也测无卡片、暗光、摄像头不可用等情况 |
| 复核证据 | 人对程序输出进行判断,记录是否同意、哪里不可信 |
| 安全证据 | 说明不拍人脸、不上传图片、不控制危险设备 |
| 展示证据 | 能用简短语言讲清作品目标、方法、结果和边界 |
少了任何一类证据,作品都不完整。
14.2.2 人和智能体怎样分工
相关内容见表14-4。
表14-4 环节与智能体可以做记录表
| 环节 | 智能体可以做 | 你必须做 |
|---|---|---|
| 需求整理 | 把想法整理成方案 | 判断方案是否过大、是否安全 |
| 程序生成 | 创建代码、样例、日志模板 | 确认路径、权限和动作边界 |
| 运行测试 | 帮助执行程序、解释报错 | 观察实际结果,填写测试表 |
| 改进建议 | 提出修改办法 | 决定是否采纳,防止功能扩大 |
| 展示说明 | 帮助生成草稿 | 修改成自己的表达,说明真实结果 |
这就是人机协同。AI 可以加快开发,但不能替代你的判断。
14.2.3 作品不是越复杂越好
一个入门作品,最重要的是稳定、清楚、可解释。
不建议本章加入:
- 人脸识别;
- 情绪识别;
- 自动评分;
- 自动拍照保存他人画面;
- 控制门锁、电机或电源;
- 上传视频到网络平台。
如果你想扩展,可以先扩展低风险功能,例如:
- 增加未识别提示;
- 增加运行日志;
- 增加样例图片模式;
- 改进展示说明;
- 记录一次失败案例。
14.2.4 失败案例为什么重要
作品展示时,很多人只想展示成功。但真实工程中,失败案例同样重要。
本章至少记录一种失败情况。失败记录不是扣分项,而是说明你知道作品边界:
相关内容见表14-5。
表14-5 失败情况与可能原因记录表
| 失败情况 | 可能原因 | 改进方向 |
|---|---|---|
| 红色识别成黄色 | 光线偏暗或背景干扰 | 换背景、调阈值 |
| 没有识别出卡片 | 卡片太远或太小 | 靠近摄像头 |
| 摄像头打不开 | 权限、占用或硬件问题 | 使用样例图片兜底 |
| 三种颜色同时出现 | 输入不符合规则 | 提示一次只举一张卡 |
一个会说明失败边界的作品,比只展示成功的作品更可信。
AI 协同实践:完成信号卡智能提醒器
第 1 步:让智能体确认作品目标
在 VS Code 插件中输入:
请帮我完成第14章信号卡智能提醒器作品。
注意:第13章已经完成颜色识别基础,本章重点是把作品整理成可演示、可测试、可复盘、可验收的作品包。
作品目标:
1. 使用第13章的摄像头识别基础;
2. 识别红、黄、绿三种信号卡;
3. 红色输出需要帮助,请暂停并关注;
4. 黄色输出需要人工确认;
5. 绿色输出状态正常,可以继续;
6. 摄像头不可用时使用 samples 中的样例图片;
7. 对无卡片和暗光情况给出提示;
8. 生成运行日志和作品证据包。
限制:
1. 不拍摄人脸;
2. 不上传图片;
3. 不控制外部设备;
4. 所有文件只放在 ch14_signal_card_project 文件夹中;
5. 程序不主动保存摄像头画面,只保存运行结果和人工复核记录。
请先不要创建文件。
请先列出项目文件结构、每个文件作用、运行命令和安全风险,等待我确认。
第 2 步:检查智能体给出的方案
智能体的方案至少应包含:
相关内容见表14-6。
表14-6 文件或目录与作用记录表
| 文件或目录 | 作用 |
|---|---|
signal_card_demo.py |
主程序 |
samples/ |
摄像头不可用时的样例图片 |
logs/run_log.md |
运行日志 |
evidence/evidence_pack.md |
作品证据包 |
README.md |
运行方法和安全说明 |
如果智能体没有说明安全风险、没有说明样例图片兜底,或者准备把文件放到其他目录,请要求它修改方案。
第 3 步:生成并运行最小作品
确认后输入:
我确认项目结构。
请创建信号卡智能提醒器的最小版本。
要求:
1. 优先使用摄像头;
2. 摄像头不可用时自动提示使用样例图片;
3. 识别红、黄、绿三种信号卡;
4. 输出对应文字反馈;
5. 每次运行写入 logs/run_log.md;
6. 对无卡片和暗光情况给出提示;
7. 自动生成 evidence/evidence_pack.md 模板;
8. 运行后告诉我如何测试。
第 4 步:完成三色测试
按下面表格测试:
相关内容见表14-7。
表14-7 测试项与预期结果记录表
| 测试项 | 预期结果 | 实际结果 | 是否通过 |
|---|---|---|---|
| 绿色卡 | 状态正常,可以继续 | ||
| 黄色卡 | 需要人工确认 | ||
| 红色卡 | 需要帮助,请暂停并关注 | ||
| 无卡片 | 未识别或请重新拍摄 | ||
| 暗光环境 | 请调整光线 |
如果摄像头不可用,请使用样例图片完成同样测试。
第 5 步:让智能体帮助生成作品证据包
测试完成后输入:
请根据本次运行结果,帮我整理 evidence/evidence_pack.md。
要求包含:
1. 作品名称;
2. 作品目标;
3. 感知、判断、反馈、复核四个环节;
4. 测试结果表;
5. 至少一个失败案例;
6. 安全边界;
7. 还可以改进的地方。
请用读者能读懂的语言,不要夸大作品能力。
第 6 步:准备 3 分钟展示说明
让智能体生成展示草稿:
请帮我写一份 3 分钟作品展示说明。
要求:
1. 先说明作品解决什么问题;
2. 再说明作品怎样运行;
3. 说明 AI 智能体帮了哪些忙;
4. 说明我自己做了哪些确认和复核;
5. 说明作品不能做什么;
6. 语言自然,适合作品展示。
注意:展示稿必须由你修改。不能原样照读 AI 生成的内容。
验证与证据:作品证据是否合格
作品证据包清单
相关内容见表14-8。
表14-8 证据与是否完成记录表
| 证据 | 是否完成 |
|---|---|
| 作品方案卡 | |
| 智能体提示词记录 | |
| 文件结构截图或清单 | |
| 运行日志 | |
| 三色与异常测试表 | |
| 失败案例记录 | |
| 人工复核记录 | |
| 展示说明 |
作品验收标准
相关内容见表14-9。
表14-9 标准与合格表现记录表
| 标准 | 合格表现 |
|---|---|
| 能运行 | 摄像头或样例图片模式至少一种能跑通 |
| 有反馈 | 红、黄、绿能输出不同提示 |
| 有记录 | 日志和测试表完整 |
| 有复核 | 你能说明哪些结果可信,哪些要人工确认 |
| 有边界 | 明确不拍人脸、不上传图片、不控制危险设备 |
自测题
- 这个作品中的感知环节是什么?
- 为什么摄像头不可用时还要设计样例图片兜底?
- 如果红色卡识别错误,可能有哪些原因?
- 为什么展示时要说明作品不能做什么?
伦理、安全与边界
不把摄像头对准他人
本作品只识别信号卡,不识别人。摄像头画面中如果出现他人、证件、聊天窗口、成绩单等隐私内容,应立即停止。
不上传未经允许的图片
本章默认不上传摄像头画面。即使以后使用云端视觉模型,也必须先确认图片不含隐私,并获得授权。
不做危险动作
本章只做屏幕文字反馈。可以选做低风险灯光或声音提示,但不能控制门锁、电源、车辆、电机或机械臂。
不夸大作品能力
课程原型不是成熟产品。展示时不能说它能准确判断所有现实情况,只能说它能在当前测试样例中识别三种颜色卡,并在异常情况下提示人工确认。
总结与思考
本章核心判断
- 最小物理 AI 小作品不追求复杂,而追求闭环完整。
- 本章作品包含感知、判断、反馈、日志、复核和展示。
- 智能体能帮助开发,但你必须确认路径、运行结果和安全边界。
- 失败案例不是扣分项,而是作品可信度的一部分。
- 作品展示要说明能力,也要说明限制。
基础题
- 信号卡智能提醒器为什么属于物理 AI 小作品?
- 这个作品中,AI 智能体主要帮你做了哪些事情?
- 为什么不能把程序能运行等同于作品合格?
迁移题
请把信号卡作品迁移到一个专业场景中,例如汽修实训、餐饮后厨、护理耗材整理、电商仓库分拣。写出红、黄、绿分别代表什么。
风险题
如果有人建议把信号卡作品改成识别学习者是否专注,你会如何回应?请从隐私、误判、责任和使用边界四个角度回答。
本章交付物
完成本章后,你应提交以下材料:
- 作品方案卡 1 份;
- 智能体提示词记录 1 份;
- 运行日志 1 份;
- 三色与异常测试表 1 份;
- 失败案例记录 1 条;
- 人工复核记录 1 份;
- 3 分钟展示说明 1 份。