机器人教学平台

⑴ 为什么要学机器人，机器人到底学些什么

1. 为什么要学习机器人

机器人是一个极佳的科学研究平台，蕴含了丰富的科学价版值。我们在机器人平台上权进行各种科学研究，尤其是在数学、物理、计算机、机械工程等领域。在动手做的过程中提高创新能力，在玩的过程中增长科学知识。

2. 机器人到底学些什么

一般情况下都是先建立平衡性系统方程，然后模拟一个机器人质量数据模型，进行虚拟仿真，通过以后选择处理芯片并且编写控制电路，然后进行控制系统实测。最后选定机件和传感器，做成实验样机。

⑵ 如何在中小学开展机器人普及课程

智能机器人技术是一门跨学科的综合性的科学技术。它涉及自动控制、计算机和网络技术、传感器、人工智能、微电子技术和机械工程等多个学科领域。智能机器人技术的发展水平已经成为一个国家科技发展水平的重要标志。面对未来的科技发展的外部竞争和现实的创新人才的培养，在大力实施中小学信息技术教育战略的进程中，抓住时机，在中小学引入智能机器人教育，提升学生对现代科技和信息技术的全面认识和理解，激发他们对创意和创新的兴趣，并作为一种培养创意思维和创新人才的新载体，是十分必要、迫切和切实可行的。
● 开设机器人普及课程的实践
智能机器人教育作为创新人才培养的新模式，在目前的教育教学实践中，应该说还仅处在“活动”层面，智能机器人教育大多是以课外活动和各种兴趣班、培训班的模式开展的。也的确有相当数量的中小学校能够积极组织学生参加各类智能机器人的活动或竞赛，但作为课程引入到教学中的却少之又少。为了让更多的学生能够接触机器人，培养学生的创新意识和动手能力以及团队合作意识，我校在2008年组建了机器人俱乐部，从2011年秋季学期开始尝试着普及机器人课程。
1.课程实施
（1）从2011年秋季学期开始，我校在小学三年级开展机器人普及课程。上学期主要学习中鸣实体机器人制作及程序编写，下学期主要学习创意机器人制作。
（2）从2012年秋季学期开始，我校在尝试一年普及课程的基础上，在小学部三至六年级，初中一年级开设普及课程，课程安排两周一次，每次两节连堂，真正做到科普教育遍地开花，全校普及。通过机器人普及教学，让全校参加学习的学生都能认识机器人，都会制作机器人，了解科技创新的奥秘，体验到智能化带给我们生活的便利。通过在全校各年级开展科技普及课程，真正做到将我校建设成为科创校园、科普基地。
（3）从2012到2013学年开始的这段时间内，我校组织组内教师、优秀机器人俱乐部成员，成立校本课程研究小组，探讨机器人科普教学内容，撰写机器人科普教学校本课程，补充和完善各类教学内容、教学设计，逐渐形成了特有的教学方式。
2.教学方法
根据本课程的特点，我们将俱乐部机器人普及课程教学的方法统一为：任务驱动、新知教授、实践应用。
（1）任务驱动。教师根据每节课的学习内容，合理地设计教学任务。课时安排为每周两节课，两个课时已经足够学生完成一个作品的制作。学生根据任务要求，进行问题分析、问题解决、小组讨论等环节，让学生发现问题，引起认知冲突，以便引入新知。
（2）新知教授。学生将任务进行仔细剖析，并填写学生工程册（学习工程册是学生学习的一个凭证，也是学生进行任务分解、问题解决过程的记录）后，教师就可以根据学生反映的问题，引出本节课的教学内容。由于机器人普及课程的特殊化，我们可以将每个新知（一般的传感器的应用）分为“是什么、有什么作用、怎么使用、应用了哪些学科知识”几个部分。学生通过以上几个部分可以较为深入地认识每一个固件，也可以扩展学生思维，促进学生进行创作。由浅入深、理论联系实际，让学生能更多地将学习贴近生活，将生活的问题搬进学习中来。
（3）实践应用。在一段时间的教学内，积极组织学生进行小组竞赛。教师应设计与生活相关的主题，让学生将生活与学习有效联系起来，达到培养学生体会生活、观察生活的目的，激发学生热爱科学、探索科学的精神。
3.评价方式
（1）评价主体多维化：改变单一评价主体的现状，指导学生自评、互评。由于作品要求体现各个小组的创新性及与实际生活的相联系性，因此我们还可以请学科以外的教师、学生甚至家长对作品进行评价。
（2）评价内容多元化：不仅评价课内所学，还要评价课外的实践；不仅评价学生对课堂内容的理解掌握情况，还应着重考查学生对生活中细节的把握程度和将理论与实际相联系的能力。
（3）评价过程动态化：评价不仅仅关心的是学生制作了多少作品、制作的作品创新性有多高，更应注重学生发展的过程。在学习中建立机器人普及课程的学生学习工程册，将学生分解问题、问题解决建议、提出和学生作品展示记录下来，让学生能力的提高建立在存量基础之上，遵循循序渐进的发展过程。
（4）评价形式多样化：除了在课堂上进行评价之外，还应该组织学生进行作品展示、参加竞赛。让学生通过成绩的获得，感受到成功的喜悦。

⑶ 机器人学习平台对我们日后科技的发展有什么帮助

然而伴随着用工成本上涨，大多企业渐渐感受到人力成本的压力。部分企业开始将生产基地迁入到东南亚人力成本低廉的地区。

就东莞的纺织业还有五金业来说，以前人员的需求是很大的，在经过智能制造产线升级后，产线上的人少了，工业机器人多了，用工需求大大减少了，而且人才需求的也都是一些具备有高新技术能力的人才。

不只是纺织、五金类的，一些制造行业的情况也是一样的，比如大族激光、漫步者、光韵达、长盈精密等等企业也都经过了升级产线，机器人换人，不仅人力成本减少了，而且产量提升了。

⑷ 我想学习制作简单的机器人。

比较简单的可以玩玩单片机，控制控制舵机就玩得转了。有很多社区适合你。乐高，树莓派、Arino等等。建议学C语言为主。

⑸ 现在机器人培训挺多的，都学什么啊

机器人培训内容及方式

第一种方式

机器人学科教学（RobotSubjectInstruction，简称RSI）
机器人学科教学，是指把机器人学看成是一门科学，在各级各类教育中，以专门课程的方式，使所有学生普遍掌握关于机器人学的基本知识与基本技能。其教学目标如下。
（1）知识目标：了解机器人软件工程、硬件结构、功能与应用等方面的基本知识。
（2）技能目标：能进行机器人程序设计与编写，能拼装多种具有实用功能的机器人，能进行机器人及智能家电的使用维护，能自主开发软件控制机器人。
（3）情感目标：培养对人工智能技术的兴趣，真正认识到智能机器人对社会进步与经济发展的作用。
机器人教育成为学科课程，尤其对中小学而言师资、器材、场地及活动经费、教学经验等都具有很大的挑战。

第二种方式

机器人辅助教学（Robot-AssistedInstruction，简称RAI）
机器人辅助教学是指师生以机器人为主要教学媒体和工具所进行的教与学活动。与机器人辅助教学概念相近的还有机器人辅助学习（Robot-AssistedLearning，简称RAL），机器人辅助训练（Robot-AssistedTraining，简称RAT），机器人辅助教育（Robot-AssistedEcation，简称RAE），以及基于机器人的教育（Robot-BasedEcation，简称RBE）。与机器人课程比较起来，机器人辅助于教学的特点是它不是教学的主体，是一种辅助。即充当助手、学伴、环境或者智能化的器材，起到一个普通的教具所不能有的智能性作用。

第三种方式

机器人管理教学（Robot-ManagedInstruction，简称RMI）
机器人管理教学是指机器人在课堂教学、教务、财务、人事、设备等教学管理活动中所发挥的计划、组织、协调、指挥与控制作用。机器人管理是从组织形式、组织效率等进行发挥其自动化、智能性的特点，即属于一种辅助管理的功能。

第四种方式

机器人代理（师生）事务（Robot-RepresentedRoutine，简称RRR）机器人具有人的智慧和人的部分功能，完全能代替师生处理一些课堂教学之外的其他事务。比如机器人代为借书，代为作笔记，或者代为顶餐、打饭等。利用机器人的代理事务功能，目的是提高与学习相关的，能够促进学习效率、质量的提高。

第五种方式

机器人主持教学（Robot-DirectedInstruction，简称RDI）
机器人主持教学（RDI）是机器人在教育中应用的最高层次。在这一层次中，机器人在许多方面不再是配角，而是成为教学组织、实施与管理的主人。机器人成为我们学习的对象，这好像是遥不可及的事，但是人工智能结合虚拟现实技术、多媒体技术等让它成为实现并非太难，只是如何要越来越符合教育的发展才是更重要的。
纵观机器人进入教育的五大方式，很多功能也是相互辅助、相互关联、相互融合的，我们不易完全的把它们割裂开来。

机器人培训的重要性

技术融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术，为学生能力、素质的培养承载着新的使命。机器人教育在教学中体现了以下几个方面的作用：
1、让学生了解机器人的发展和应用现状，理解机器人的概念和工作方式，为进一步学习机器人技术的有关知识打下基础。
2、让学生了解机器人各个传感器的功能，学习编写简单的机器人控制程序，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3、通过机器人竞赛和完成各项任务，使学生在搭建机器人和编制程序的过程中培养动手能力、协作能力和创造能力。
4、充分体现了学生的主体地位和老师的主导作用，有目的的培养学生的科学素养。
5、实现与国际接轨的需要。日本、美国等一些发达国家高度重视机器人学科教育对高科技社会的作用和影响，已在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人的课程内容。我国要赶超世界教育先进水平，必须大力加强机器人教育。
6、迎接机器人时代的需要。机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整。开展机器人教育，有助于使我们在机器人时代走向世界前列

⑹ 学习机器人有什么好处

1. 机器人能自己学习。前提条件是工程师设置了让机器人自己学习的程序。版
   

2. 机器人有自己的思维。它的思维是权程序模式，即工程师设计的机器人思维模式。

3. 自己学习的实现：比如语言学习，分基础学习和随机学习。基础学习是让机器人首先具备特定的几种程序语言，当工作中遇到不懂或无法解释的程序语言时，就自动选择其它种类的程序语言，即基础学习。随机学习，指机器人在工作中，可以随机学习人们给它指定的程序语言或逻辑判断。比如机器人自己学唱歌，需要人先唱一遍，机器人可以用数模转换器，将模拟的声音信号转换成数字信号，然后将数字信号经过算法压缩，存储在随机存储器里，这样人只要唱一遍，机器人立即就学会了。其实这就是在数码录音机原理的基础上，赋予机器人的一个功能。区别于录音机的机器人自己学习，是机器人还必须具备各种感应、感知、回答与控制的系统，以适应和人类交流的习惯。
   

⑺ 机器人学习平台对我们日后科技的发展有什么帮助

机器人教育是指通过设计、组装、编程、运行机器人，激发学生学习兴趣、培养学生综合能力。技术融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术，为学生能力、素质的培养承载着新的使命。

机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，机器人涉及到信息技术的多个领域，它融合了多种先进技术，引入教育机器人的教学将给中小学的信息技术课程增添新的活力，成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。

作为教育行业从业者，非常注重对孩子智力因素和非智力因素的双重培养。在智力因素方面，侧重培养孩子的注意力、观察力、逻辑思维、想象力，在非智力因素方面，侧重培养孩子的兴趣与爱好、对挫折的忍受性和意志力、自信心、活泼的性格等。我们认为教育既要“解惑”又要“授道”，注重的是学生综合素质的培养。

但是，要实现这样的目标并不简单。草率照搬西方的教育模式而不考虑中国的实际教育状况是不可取的，盲目坚持仍然僵化的现有教育方式而不着眼未来也是不科学的。为此，经过数年的努力探索与实践，我们正摸索出一条符合中国孩子学习现况和家长需求的创新教育之路。

在教学方法上，采用了活动教学法，以学生为主角，教师为导演，让学生凭自己的能力参与讨论、游戏、动手操作教具等去学习知识。

机器人教育是指通过设计、组装、编程、运行机器人，激发学生学习兴趣、培养学生综合能力。技术融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术，为学生能力、素质的培养承载着新的使命。

机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，机器人涉及到信息技术的多个领域，它融合了多种先进技术，引入教育机器人的教学将给中小学的信息技术课程增添新的活力，成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。

⑻ 机器人基础知识

机器人家上了解到，对于工科领域来说，脱离实践的学习都是肤浅的，对于控制这种强调经验的技术更是如此。如果去问一个程序员怎么学习一块技术，他必然让你去多编程。机器人领域也是。如果想把基本功打扎实，那么实践更是必不可少了。

对于普通学生入门来说 一款合适的机器人平台 + 入门级的控制算法进行试验。同时深入地学习相应地理论知识。对于一个有控制基础，需要现学现用的工作者来说，啃一本诸如《现代控制工程》的书籍，在工作者演练，下面的平台内容直接略过。关于平台的选择和相应的学习教程，我放在最后，防止大图分散了重点。

先结合机器人来说一下控制。对于设计任何一个控制系统来说，需要了解自己的输入、输出、控制元件，和算法。在一个简易的机器人系统里，分别对应的原件是：

输入 --- 传感器 （声呐，红外，摄像头，陀螺仪，加速度计，罗盘）

控制元件 --- 电机

控制算法 --- 控制板 （小到单片机，大到微机）

输出 --- 你的控制目标 （比如机器人的路径跟踪）

对这四方面都有了解之后，才能基本对机器人的控制有一个较为感性的认识。这是入门的基础。如果你对输入和输出做一个测量，比如用电机将某个轮子的转速从10加速到100，把这个测量勾画出来，那么这一个响应曲线。如何将电机准确快速地从10加速到100，这就需要一个简易的反馈控制器。

上面所说的各个传感器元件，都有廉价版可以购买学习，但随之引入的问题就是他们不精确，比如有噪声。消除这个噪声，你就需要在你的控制系统中引入更多的控制单元来消除这个噪声，比如加入滤波单元。

上面说这么多，只是想表达，理论和算法都是有应用背景的，但同时，学习一些暂时无法应用的算法也并不助于入门，甚至可能走偏门，觉得越复杂越好。所有的工程应用者都会说某某算法非常好，但是经典还是PID。倘若不亲手设计一个PID系统，恐怕真的领略不到它的魅力。我大学本科的控制课程包含了自动控制理论和现代控制理论，但是直到我设计一个四旋翼无人机的时候，才真正建立了我自己对机器人控制的理解。

推荐的那本《现代控制工程》是一本非常经典的专业书籍，需要理论知识，再进行详细的学习。我的建议是先玩，玩到需要时，认真学习这部分理论。

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推荐一些机器人平台。核心都涉及到运动控制。

基于arino的机器人平台是最大众的平台了，这是一个开源社区，很多关于机器人的简易设计和控制算法实现都能在google得到。淘宝arino机器人，包括arino控制板和各类简易传感器，几百块之内钱都能得到。

Imperial College London的Robotics课程就是以Lego为实验平台的，Andrew Davison的课件上所有的理论都可以用Lego实现Andrew Davison: Robotics Course。如果这些都玩腻了，可以试试玩一个机器人飞行控制，比如四旋翼飞机。飞行器是六自由度控制，因此比小车要更加具有挑战性，也需要更精确的控制系统。下面这是我以前的一个四旋翼DIY，基于arino MultiWii的。依旧淘宝四旋翼飞行器。

MultiWii是一个基于arino的开源飞控平台，所有c代码都可得，不多于一两万行。如果把这些都研究透了，相比已经是专业水平了。

⑼ 教学机器人的控制系统的软件组织

软件平台是基于移植到S3C44B0X的实时多任务操作系统UC/OS II。它是基于优先级、抢占式的实时内核,主要提供了任务管理、进程调度、任务间通信及内存管理等功能,具有源代码公开、可移植性好等特点,采用全占先多任务机制,可支持56 个用户任务,其中断管理功能提供了深达255层的中断嵌套。通过uC/ OS II 进行多任务的管理,任务处于休眠、等待(挂起) 、就绪、运行、中断5种状态之一[5]。它避免了传统的前后台方式下实时性差、任务混乱及多任务调试困难等缺点[1,7]。此系统中有如下4个用户任务，Task1：接收上位机命令；Task2：轨迹规划；Task3：系统状态监视，Task4系统状态发送和显示。任务的优先级是依次降低的。任务之间通过邮箱完成信息的交换与资源的共享。主控制器通过Task1接收上位机的位置和速度指令。由于上位机发送指令是随机的，而下位机除了接受上位机的指令外还要处理其它的事情，为了保证运动过程中命令的不丢失，采取了两种措施：首先将该任务设置为优先级最高的用户任务，另外主处理器允许UART1的接收中断，并根据指令的长度将接收缓冲区的触发深度设置为12字节。（根据需要，此处上位机发送给下位机的指令每帧长度为12字节，S3C44B0X的UART接收触发深度可以软件编程设置为4、8、12、16字节）。当上位机不发送指令时，该任务处于挂起状态，当上位机发送12字节命令时，将激发UART中断。在该中断服务程序中唤醒Task1进入就绪态。由于它具有最高的优先级，所以可以马上执行，从接收缓冲区中接收上位机的指令。这样避免了单个字节就激发中断而导致主处理器频繁的响应中断的情况和没有实时操作系统的前后台调度方式中命令丢失的情况。Task2根据传感器提供的机器人的当前位置信息和障碍物信息以及接收到的上位机指令进行世界坐标系中的总体任务规划、机器人运动学逆解，生成下一个节拍每个关节应该转动的角位移、转动的角速度，然后通过总线写到相应的LM629的寄存器中，这个任务的优先级仅低于Task1，运行周期100毫秒。Task3主要处理传感器的信息，运行周期100毫秒。包括通过LM629的状态寄存器获得当前编码器的信息，再经过运动学计算得到机器人当前位置信息，通过超声传感器获得当前机器人周围障碍物的信息，通过LMD18200获得的功率放大器的过热过流信息。另外下位机的一些运行状态，如当前位置、障碍物信息等也需要发送给上位机同时送液晶模块显示，这个由Task4来完成，这个任务具有最低的优先级，运行周期300毫秒。
系统的软件在ADS1.2下调试通过。由于ARM7TDMI中没有MMU（内存管理单元），所以其操作系统和用户程序要编译在一起，最后生成一个文件。在这一点上不同于在DOS或Windows下的概念，它的操作系统和用户程序是分开的，而且可以由多个应用程序同时存在于主机中。另外在ADS1.2下可以使用c语言进行软件开发，并且可以使用数学库，缩短了软件开发周期。

⑽ 教育机器人的教育开展

我国的机器人教育在全国中小学计算机教育研究中心及众多知名专家以及一些发达省市的大力推动下，有了很大的发展。（请参见一中的“专家论述”）教育机器人逐步成为中小学技术课程和综合实践课程的良好载体。新的高中课程标准在“信息技术”科目中也设立了“人工智能初步”选修模块，迈出了我国高中阶段开展人工智能教育的第一步，这也意味着我国的人工智能教育在大众化、普及化层面上跃上了一个新的台阶。
我国两大主要研究部门：全国中小学计算机教育研究中心北京部、全国中小学计算机教育研究中心上海部。共举办了两界“全国中小学程序设学计与机器人教学研讨会”。2005年启动了“全国中小学机器人教学实验区、实验学校”项目，由苗逢春主任担任项目负责人主 。打造了机器人教育交流的全国性网络平台：机器人教育在线。
从各地情况来看，较多的学校只是以课外活动、各种兴趣班、培训班的形式开展机器人教学。通常的做法，是由学校购买若干套机器人器材，由信息技术课程老师或综合实践课程教师进行指导，组织学生进行机器人组装、编程的实践活动，然后参加一些相关的机器人竞赛。只有极少数的地区和学校将机器人教学纳入了正规课堂教学。
2000年，北京景山学校以科研课题的形式将机器人普及教育纳入到信息技术课程中，在国内率先开展了中小学机器人课程教学。2001年，上海市西南位育中学、卢湾高级中学等学校开始以“校本课程”的形式进行机器人活动进课堂的探索和尝试。2005年，哈尔滨市正式将机器人引入课堂教学，在哈尔滨师范附小、60中、省实验中学等41所学校开设了“人工智能与机器人”课程，用必修课形式对中小学生进行机器人科学方面的教育。此外，香港在高中及高等教育新学制的改革中，也在高中“设计与应用科技”课程中增设了机器人制作的课程。2012年，河北省部分城市也将机器人教学课程纳入到信息技术课当中，全国各地机器人教育遍地开花，足以证明我国对机器人教育的重视，相信不久之后我国的信息技术知识方面会有一个大的提升。
北京、上海、广东、山东、湖北、黑龙江、浙江、辽宁、河北、陕西、等省市已经开展了较大规模的机器人教学实验。这说明，我国青少年的机器人普及教育正在迎来一个快速发展的新时期。
在国际上获过奖项的省市有：上海、山东、北京、广州、成都、大连、西安。 中国青少年机器人竞赛青少年机器人世界杯
全国GBC挑战赛
全国中小学电脑制作活动
全国中小学信息技术创新与实践活动（NOC）
中国城际家庭机器人挑战赛
未来伙伴杯中国智能机器人大赛
石家庄首届机器人大赛