1、納英特科技 機器人事業(yè)部,機器人走進課堂 -中學機器人教學如何開展,納英特科技 機器人事業(yè)部,前言,人的眼睛發(fā)現了一個蘋果，經過大腦的思考，指揮肌肉把蘋果摘下放入籃子，同時消耗攝入的食物中的能量。 機器人的紅外傳感器發(fā)現了一個紅色的球，經過主板的程序運行，驅動電機，用機械手臂把紅色的球搬運到盒子里。同時消耗了電池中的能量。 這兩者是何等相似。 通過對機器人的學習，可大大提高我們的動手能力，邏輯思考能力，創(chuàng)新能力。 還猶豫什么？快來與我一起玩機器人。,納英特科技 機器人事業(yè)部,機器人的幾點要求,結構緊湊，簡潔實用，最好有圖形化的程序設計界面。(流程圖方式) 耐用，不容易壞。(專業(yè)設計) 配有大容

2、量的充電電池，能聯機充電，最好充電器具有充電保護功能 。 機器人最好既能參加比賽，又能進行教學。 服務方便，信譽好的產品 。 本教材的作者在新教材培訓會上 時提出的要求。,納英特科技 機器人事業(yè)部,設備的選型詳細意見,機器人大腦主板（多接口、多種接口） 機器人思想程序（低起點，高發(fā)展，流程圖-教材要求） 機器人感知傳感器（多種類，標準接口） 機器人手腳馬達（多種類，易于DIY） 機器人骨架機械結構（有搭建行為，建議使用標準件和重復性操作） 機器人食物電池 （使用方便，容量大，易于管理） 機器人最好既能參加比賽，又能進行教學,納英特科技 機器人事業(yè)部,第二章：教材的內容安排及目標(九年級),本章

3、一共6節(jié)，每節(jié)安排2學時。 本章的教學的目標 知識方面：了解機器人概念、原理、發(fā)展與應用等方面的基本知識。 能力方面：能對簡單問題進行算法分析，能用流程圖表示算法，能編寫機器人程序，能在調試機器人過程發(fā)現問題、分析問題、解決問題。 情感方面：真正認識到智能機器人對社會進步與經濟發(fā)展的作用，積極參加機器人編程教學活動，參加機器人有關比賽、機器人百科知識賽等各種課外活動,養(yǎng)成關注科技知識和科技的發(fā)展習慣。,納英特科技 機器人事業(yè)部,第一節(jié)、認識機器人（建議課時：2課時 ）,本節(jié)首先讓同學們了解什么是機器人、機器人的產生、發(fā)展、種類及其廣泛的應用，使學生產生想了解和學習機器人的強烈欲望。然后結合具體

4、教學用的機器人，讓學生了解機器人的一般組成及工作原理。,納英特科技 機器人事業(yè)部,機器人具有那些特性?,它有特有的機械結構； （是一種物理狀態(tài)，具有一定的形態(tài)） 它有自身的大腦； （控制機器人的程序） 能夠完成一定的動作； （任何機器人都有一定的動作表現）,納英特科技 機器人事業(yè)部,“機器人”一詞的由來,“robot”一詞源出自捷克語“robota”，意謂“強迫勞動”。1920年捷克斯洛伐克作家薩佩克寫了一個名為洛桑萬能機器人公司的劇本,他把在洛桑萬能機器人公司生產勞動的那些家伙取名“Robot”,漢語音譯為“羅伯特”，捷克語意為“奴隸”薩佩克把機器人的地位確定為只管埋頭干活、任由人類壓榨的奴

5、隸，它們存在的價值只是服務于人類。它們沒有思維能力,不能思考,只是類似人的機器,很能干, 以便使人擺脫勞作。它們能生存20年,剛生產出來時由人教它們知識。他們不能思考，也有感情，一個人能干三個人的活，公司為此生意興隆。后來一個極其偶然的原因,機器人開始有了知覺,它們不堪忍受人類的統(tǒng)治,做人類的奴隸,于是,機器人向人類發(fā)動攻擊,最后徹底毀滅了人類?！皺C器人”的名字也正式由此而生。,納英特科技 機器人事業(yè)部,機器人的發(fā)展歷史,1920年，捷克作家卡雷爾卡佩克在科幻劇本羅薩姆的萬能機器人中定義了“robota” 1954年，George Deval開發(fā)出第一臺可編程機器人 1962年，Unimati

6、on公司成立，出現了最早了工業(yè)機器人，第一位用戶是GM 1964年，MIT，Stanford University 等成立人工智能研究所 1965年，Carnegie Mellon University 建立機器人研究所,納英特科技 機器人事業(yè)部,機器人發(fā)展趨勢,用于制造生產線,結構化環(huán)境下 規(guī)則工作,具有簡單智能的 工業(yè)機器人,工程、社會服務、人類生活等各個領域,適應非結構環(huán)境下的 各種靈活需求,具有綜合和集成能力的 智能機器人,納英特科技 機器人事業(yè)部,機器人分類-按應用分類,工業(yè)機器人 特種機器人 娛樂機器人 服務機器人 軍用機器人 水下機器人 農業(yè)機器人 ,納英特科技 機器人事業(yè)部,第

7、二節(jié)、機器人走直線（執(zhí)行模塊）,本節(jié)主要了解機器人的編程環(huán)境，掌握機器人的簡單操作，初步掌握機器人直行的工作原理。同時理解機器人的“電腦”執(zhí)行命令與“執(zhí)行機構”完成命令之間存在的差異。,器材、場地準備 器材：具有驅動裝置的機器人 場地：利用教室中的平地,相關知識： 機器人的編程環(huán)境 執(zhí)行模塊的命令控制 程序下載的辦法 機器人的操作 流程圖,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立數學模型,流程圖,1、機器人從貨倉出發(fā)2、前進一段距離3、停下來裝貨4、后退返回貨倉5、停下卸貨6、任務結束,建立數學模型及流程圖,納英特科技 機器人事業(yè)部,機器人編程環(huán)境內容介紹及調試要點,編程軟件的介紹 了解機器人驅動機構的

8、原理 如何進行機器人走直線 如何進行速度的調整 如何進行時間的設定,機器人的調試 機器人走直線是機器人控制的基礎,是通過控制左右兩個電機的轉速來行動的,只有兩個電機一致才能使機器人走直線; 為了提高效率，需要教師的指導，要求學生分步調試。 共同調試參數（時間與功率） 最后隨便從小組中指定一個同學的程序進行比賽，看哪組完成任務好。 要求：3M的往返跑。,納英特科技 機器人事業(yè)部,第三節(jié)、機器人走正方形(控制模塊-循環(huán)),本節(jié)首先了解機器人轉彎的工作原理，通過走正方形的任務的編程， 學生理解循環(huán)語句的使用方法。,器材、場地準備 器材：具有驅動裝置的機器人 場地：利用電腦室中的防靜電板作機器人走的正

9、方形,相關知識： 機器人的轉彎 循環(huán)結構的程序設計,納英特科技 機器人事業(yè)部,提出任務,有一座歷史悠久的古塔，它的基座是正方形的，文物保護部門為了保護古塔和游客的安全，不允許游客入內登高只準在基座外觀看，平時需要人在其四周巡視，現在我們編一個程序控制機器人來代替人的巡視。,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立數學模型,算法分析,前進 左轉90度 前進 左轉90度 前進 左轉90度 前進 左轉90度,算法表示,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立流程圖,流程圖,機器人編程環(huán)境內容介紹 轉彎的實現方法、有哪些轉彎情況 在機器人編程環(huán)境如何來表示轉彎 在機器人編程環(huán)境中如何表示循環(huán),機器人的調試 為了提高效率，

10、需要教師的指導，要求學生分步調試。 共同調試參數 最后隨便從小組中指定一個同學的程序進行比賽，看哪組完成任務好。 要求：同學們編寫一個程序讓機器人走一個等邊三角形，各邊相等，各角都是60度,納英特科技 機器人事業(yè)部,第四節(jié)、機器人認路（傳感器認識及條件判斷，建議2課時）,本節(jié)主要介紹傳感器的概念與作用，使學生掌握聲音、紅外傳感器的使用方法，進一步掌握條件語句的用法，通過任務的分析與實踐理解機器人認路的工作原理。,紅外傳感器（數字）,聲控傳感器（模擬）,灰度傳感器（模擬）,器材、場地準備 器材：機器人、聲音傳感器1個、紅外傳感器2個（或灰度傳感器個） 場地：機器人認路的場地（黑色電工膠帶）,納英

11、特科技 機器人事業(yè)部,提出任務,我們啟動機器人后，它沿黑線行走，當我們想讓它停下的話給它一個聲音信號，它就停下來，否則不停地沿黑線走。,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立數學模型,算法分析,都檢測黑線，前進 左檢測白，慢速右轉 右檢測白慢速左轉 有聲音停止,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立流程圖,機器人編程環(huán)境內容介紹 什么條件下（聲音有）停止 有哪些條件轉彎，轉彎幅度的調試 在機器人編程環(huán)境如何來表示條件循環(huán) 在機器人編程環(huán)境中如何表示條件判斷,納英特科技 機器人事業(yè)部,編程實現,機器人的調試 傳感器是否安裝正確 （連線），位置是否合適（靈敏度），下載測試程序測試 速度的調試 轉彎幅度的調試 最后

12、隨便從小組中指定一個同學的程序進行比賽，看哪組完成任務好。 任務：用黑地，白線。,A,B,納英特科技 機器人事業(yè)部,第五節(jié)、機器人走迷宮 （循環(huán)及條件判斷的綜合應用，建議2課時）,本節(jié)介紹紅外或碰撞測障傳感器的使用方法。根據人在黑暗中行走的方法來分析機器人走迷宮的工作原理，它是一個比較綜合任務，要求在一個永遠循環(huán)中不斷地檢測周圍的障礙信息來確定行走的策略。,器材、場地準備 器材：機器人、紅外傳感器2個 場地：機器人迷宮的場地（木板搭建），結合滅火場地共同使用,納英特科技 機器人事業(yè)部,提出任務,走迷宮是一項比較有趣的活動，可以考驗每個人的記憶力、判斷力等能力。如果讓機器人走迷宮，會發(fā)生什么情況

13、呢？如圖所示是一個簡易的迷宮場地，要求機器人從迷宮的綠色起點出發(fā)，尋找黃色出口，走出迷宮，在尋找過程中不許碰到墻。,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立數學模型（左手法則）,算法分析,左手法則之一,左手法則之二,左手法則之三,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立流程圖,流程圖,機器人編程環(huán)境內容介紹 在機器人編程環(huán)境中如何表示多層嵌套,納英特科技 機器人事業(yè)部,編程實現,機器人的調試 傳感器是否安裝正確 ，靈敏度（檢測距離）的調整,下載測試程序測試 速度的調試 轉彎幅度的調試,應該轉多少時間 最后隨便從小組中指定一個同學的程序進行比賽，看哪組完成任務好。 任務：用右手法則實現，聲控啟動,納英特科技 機器人

14、事業(yè)部,第六節(jié)、機器人滅火（子程序的調用，建議2課時）,本節(jié)介紹火焰?zhèn)鞲衅鞯氖褂梅椒āＭㄟ^機器人滅火任務的分析，掌握分析復雜問題的方法，理解機器人探測火焰與撲滅火焰的工作原理。,器材、場地準備 器材：機器人、紅外傳感器2個，火焰?zhèn)鞲衅?個 場地：機器人滅火的場地（木板搭建）,納英特科技 機器人事業(yè)部,提出任務,火災發(fā)生時，消防隊員都會不顧一切地躍身火海救人，但他們的生命安全令人擔心，如何保證人們安全、使火災的損失減少到最低程度？我們設想讓機器人在公共安全領域發(fā)揮他的重要作用。機器人走入樓房，傳感器敏捷地探測到火源，警報器閃耀，找到火源，使滅火劑對準火源，將火撲滅。這樣的情形肯定在不久的將來會變成現實。今天我們就來設計一個機器人，讓它在一個模擬的房間里完成滅火的任務。,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立數學模型,算法分析,納英特科技 機器人事業(yè)部,建立流程圖,流程圖,機器人編程環(huán)境內容介紹 在機器人編程環(huán)境中如何子程序的建立 和調用,納英特科技 機器人事業(yè)部,編程實現,機器人的調試 火焰?zhèn)鞲衅靼惭b的