機(jī)器人編程是學(xué)的:集成應(yīng)用(機(jī)器人編程和生產(chǎn)工藝)、機(jī)器人研發(fā)、電子電氣、軟件、機(jī)械、減速機(jī)、傳感器等等。機(jī)器人編程是為使機(jī)器人完成某種任務(wù)而設(shè)置的動(dòng)作順序描述。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和作業(yè)的指令都是由程序進(jìn)行控制。
在作業(yè)過(guò)程中執(zhí)行的規(guī)定運(yùn)算能力是機(jī)器人控制系統(tǒng)最重要的能力之一。
如果機(jī)器人未裝有任何傳感器,那么就可能不需要對(duì)機(jī)器人程序規(guī)定什么運(yùn)算。沒(méi)有傳感器的機(jī)器人只不過(guò)是一臺(tái)適于編程的數(shù)控機(jī)器。
裝有傳感器的機(jī)器人所進(jìn)行的一些最有用的運(yùn)算是解析幾何計(jì)算。這些運(yùn)算結(jié)果能使機(jī)器人自行做出決定,在下一步把工具或夾手置于何處。
擴(kuò)展資料
通過(guò)組裝、搭建、編寫(xiě)程序運(yùn)行機(jī)器人,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的一種教育方式。可以理解為機(jī)器人編程教育是通過(guò)一些教育類(lèi)的機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的,比如一些物理知識(shí)點(diǎn)的理解。
機(jī)器人編程可以看做是少兒編程應(yīng)用的一個(gè)分支,它在編程的基礎(chǔ)上將軟硬件結(jié)合應(yīng)用,更偏向硬件、偏向物理的一個(gè)方面,更多培養(yǎng)的是孩子的動(dòng)手能力。
根據(jù)不同年齡的青少年兒童分年齡、分階段、系統(tǒng)性地教授兒童編程語(yǔ)言,從最開(kāi)始的邏輯思維和抽象思維的培養(yǎng),再到教會(huì)孩子學(xué)會(huì)運(yùn)用“編程思維”,*利用算法設(shè)計(jì)去解決實(shí)際問(wèn)題的教育方式。除了教孩子編寫(xiě)代碼,更多的是讓孩子學(xué)會(huì)運(yùn)用“編程思維”解決問(wèn)題。
參考資料來(lái)源:百度百科-機(jī)器人編程
一、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)搭建和簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng),如杠桿結(jié)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)等;通過(guò)超聲波傳感器的應(yīng)用,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的編程知識(shí),如順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生編程啟蒙及動(dòng)手能力。
二、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng),如連桿結(jié)構(gòu)、多級(jí)傳動(dòng);通過(guò)超聲波傳感器的應(yīng)用,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的編程知識(shí),如順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、條件判斷等,培養(yǎng)學(xué)生編程思維及分析簡(jiǎn)單問(wèn)題、解決問(wèn)題能力。
三、學(xué)習(xí)中等難度的機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng),如曲柄搖桿、齒輪組的多級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、通過(guò)觸碰、紅外觸感器、超聲波傳感器的應(yīng)用,綜合利用循環(huán)結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)完成任務(wù),如遙控賽車(chē)、走迷宮等綜合性的任務(wù)。培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、解決問(wèn)題能力,最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維與解決問(wèn)題能力的目標(biāo)。
四、讓具有一定計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)的學(xué)生,從圖形化編程過(guò)渡到Python語(yǔ)言。
在鞏固基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和核心算法,包括人工智能中常用的一些算法。強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法及應(yīng)用。對(duì)人工智能算法有深入理解,從問(wèn)題“解決者”變?yōu)槭挛铩皠?chuàng)造者”,結(jié)合設(shè)計(jì)思維和計(jì)算思維,增強(qiáng)算法設(shè)計(jì)能力。
五、在孩子們有了一定的編程基礎(chǔ)之后,他們可以根據(jù)他們不同的需要和興趣學(xué)習(xí)C語(yǔ)言、C++語(yǔ)言、java語(yǔ)言、Python語(yǔ)言等。
機(jī)器人編程課程通常使用自己的機(jī)器人編程軟件。他們經(jīng)常學(xué)習(xí)這種機(jī)器人編程軟件。假如更換另一個(gè)機(jī)器人后,孩子們需要重新學(xué)習(xí)。該工具的通用性相對(duì)較弱。格物斯坦認(rèn)為:兒童編程課程使用一些通用的編程軟件,編程語(yǔ)言也是通用的,因此孩子想要實(shí)現(xiàn)各種奇思妙想,不再受工具約束。另一方面,無(wú)論是參加比賽還是將來(lái),所使用的工具都是相同的。因此,兒童編程中使用的工具不受限制,而且不會(huì)花時(shí)間重復(fù)學(xué)習(xí)。
課程適合年齡段和深度.機(jī)器人編程課程通?;趫D形編程為主。較小年齡更適合,因?yàn)樗袷且粋€(gè)高端玩具。如果您年齡越大,那將學(xué)習(xí)會(huì)有點(diǎn)淺薄。中學(xué)和高中階段完全不適用,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中的機(jī)器人設(shè)備都是編碼編程,生產(chǎn)和構(gòu)造也需要具備豐富的電子和機(jī)械知識(shí)。這些是機(jī)器人學(xué)習(xí)較薄弱的環(huán)節(jié)。
然而,這個(gè)過(guò)程中,很多家長(zhǎng)都忽略了一點(diǎn)。我們鼓勵(lì)甚至“逼迫”孩子參加特長(zhǎng)班,并不是單純?yōu)榱伺囵B(yǎng)孩子有特長(zhǎng),而是在孩子學(xué)習(xí)特長(zhǎng)的過(guò)程中,培養(yǎng)孩子的耐力、意志力、原則意識(shí)和對(duì)事情保持專(zhuān)注的能力等。而這些品質(zhì)也會(huì)伴隨孩子一生,這才是學(xué)習(xí)特長(zhǎng)帶給孩子的真正意義。讓孩子選擇學(xué)習(xí)機(jī)器人不只是因?yàn)檫@些。
機(jī)器人教育及科技娛樂(lè)活動(dòng),將數(shù)學(xué)、科學(xué)、物理、人工智能、電子信息技術(shù)、工程技術(shù)等多種*知識(shí),融匯于充滿樂(lè)趣、挑戰(zhàn)和合作的動(dòng)手過(guò)程中,以機(jī)器人為載體,通過(guò)孩子的動(dòng)手搭建,培養(yǎng)孩子的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、解決問(wèn)題的能力、溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作能力,提升科學(xué)素養(yǎng)。自人工智能的熱潮來(lái)臨,越來(lái)越多AI應(yīng)用進(jìn)入人們的日常生活之后。
意識(shí)到AI重要性的不僅是研究室中的學(xué)者專(zhuān)家,還有無(wú)數(shù)十分注重孩子教育的*家長(zhǎng)們。跟上人工智能時(shí)代步伐,編程成為*的踏腳石。在家長(zhǎng)們的推動(dòng)下,國(guó)內(nèi)掀起了一股少兒編程的熱潮。因此,讓孩子獲得優(yōu)質(zhì)的編程教育,在踏入全民AI時(shí)代時(shí)不落伍顯得越發(fā)重要,編程教育普及自然得提上日程。
在全球范圍內(nèi)來(lái)看,編程教育早已是主流了,少兒編程已經(jīng)成為孩子,繼閱讀、寫(xiě)作、算術(shù)三項(xiàng)基本能力外所需掌握的第四項(xiàng)必備技能,全球已有超24個(gè)*將編程教育納入中*課程大綱及教學(xué)場(chǎng)景。
在1-3年級(jí)的時(shí)候,主要讓學(xué)生進(jìn)行一種基本的感知,讓他們對(duì)人工智能有所感觸了解,比如給學(xué)生講一些故事,講一些通用軟件的基本操作以及游戲化的體驗(yàn)為主。
到了4-6年級(jí)這個(gè)階段,就可以使用不同的教具進(jìn)行想象力創(chuàng)造,還有一些初步的團(tuán)隊(duì)合作和可視化的編程,以及初級(jí)的機(jī)器人編程和一些語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。
對(duì)于*的學(xué)生,可以進(jìn)行自主設(shè)計(jì)創(chuàng)作一些初級(jí)的專(zhuān)業(yè)編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。而高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的抽象思維能力,這個(gè)時(shí)候就可以通過(guò)編程教育等相應(yīng)的案例和項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)踐,提高創(chuàng)造創(chuàng)新和計(jì)算思維能力。
機(jī)器人傳感數(shù)據(jù)處理
用于機(jī)械手控制的通用計(jì)算機(jī)只有與傳感器連接起來(lái),才能發(fā)揮其全部效用。我們已經(jīng)知道,傳感器具有多種形式。此外,我們按照功能,把傳感器概括如下:
(1) 內(nèi)體感受器用于感受機(jī)械手或其它由計(jì)算機(jī)控制的關(guān)節(jié)式機(jī)構(gòu)的位置。
(2)?觸覺(jué)傳感器用于感受工具與物體(工件)間的實(shí)際接觸。
(3) 接近度或距離傳感器用于感受工具至工件或障礙物的距離。
(4) 力和力矩傳感器用于感受裝配(如把銷(xiāo)釘插入孔內(nèi))時(shí)所產(chǎn)生的力和力矩。
(5)?視覺(jué)傳感器用于“看見(jiàn)”工作空間內(nèi)的物體,確定物體的位置或(和)識(shí)別它們的形狀等。傳感數(shù)據(jù)處理是許多機(jī)器人程序編制的十分重要而又復(fù)雜的組成部分。
少兒編程主要學(xué)的是邏輯,只有少部分為了NOI(信息奧林匹克)的孩子要重點(diǎn)學(xué)習(xí)算法。
少兒編程入門(mén)用的是scratch,美國(guó)麻省理工*開(kāi)發(fā)的一款積木式編程軟件,可以用于和機(jī)器人進(jìn)行交互;scratch作為入門(mén)課程,主要鍛煉孩子的邏輯思維能力、創(chuàng)造力,以及創(chuàng)新能力,界面卡通,積木式,易學(xué)習(xí)。
到了*、高中的階段,就會(huì)開(kāi)始學(xué)習(xí)python,使用python可以在未來(lái)從事大數(shù)據(jù)處理,AI研究等方向;C++是底層編程語(yǔ)言,可以控制機(jī)器人,比如現(xiàn)在緊張的芯片,除了電路就是使用C++進(jìn)行注入。由此可見(jiàn),無(wú)論是python還是C++,都是未來(lái)極佳的出路和選擇。
少兒編程主要學(xué)編程思維,機(jī)器思維,邏輯思維。編程的好處是他是一項(xiàng)多方面的表達(dá),語(yǔ)言,圖形,音樂(lè),邏輯,數(shù)學(xué),同時(shí)他又是一項(xiàng)能培養(yǎng)管理能力和合作能力的工程活動(dòng),善加引導(dǎo),一定可以取得很好的效果。
編程具有一定的程式,編程語(yǔ)言錯(cuò)誤就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤指令,創(chuàng)造出的模型不精準(zhǔn),失之毫厘謬以千里,所以有利于培養(yǎng)孩子養(yǎng)成正確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S習(xí)慣,建立新的項(xiàng)目是創(chuàng)造新事物的過(guò)程,孩子沒(méi)有固定的參照,多是憑借自己的想象力創(chuàng)造,因此可以培養(yǎng)孩子1+1=3的創(chuàng)新能力。
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