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機器人編程與自然結合

發布時間:2023-06-06 10:28:16

⑴ 2021學習機器人編程教育對孩子們有什麼好處

2021年學習機器人編程對孩子是有很多好處的。首先孩子們學習編程可以開拓他們的視野,讓他們對計算機有一定的了解。其次,學習機器人編程可以讓孩子的眼界更開闊,還可以讓孩子的大腦得到開發,是有很多好處的。

⑵ 機器人編程是什麼真的有用嗎

什麼是機器人編程?機器人編程教育定義:以應用機器人(能自動執行命令的機械裝置)為載體實施創新教育和信息技術教育,在快樂的學習氛圍中培養孩子的各種能力,包括動手、想像、創造、觀 察、分析、判斷、歸納、理解、決策、組織、實驗、計劃性、條理性等,懂得分享,能將各種學科和能力培養有機的結合起來。機器人編程的學習目的是讓學生學會組裝、搭建和編寫程序,讓機器人運行起來。機器人編程可以看做是少兒編程應用的一個分支,它是在編程的基礎上將軟硬體結合應用,更偏向硬體、偏向物理的一個方面,培養孩子的綜合能力。
機器人編程是如何進行編程教育?在具體操作機器人的過程中,兒童需要想像機器人的行為動作,並通過編輯相應的指令來實現機器人的運行。「設計動作發出一連串動作指令機器人接收並完成指令」的過程,事實上就是編程思維的體現。

「編程思維(computational thinking)」就是「理解問題——找出路徑」的思維過程,它由分解、模式識別、抽象、演算法四個步驟組成。通過這四個步驟每一個小問題被單獨檢視、思考,搜索解決方案;然後,聚焦幾個重要節點,忽視小細節,形成解決思路;最後,設計步驟,執行,解決問題。

在生活中,我們常發現有的小孩有很強烈的表達慾望,邏輯清晰,做事有規劃;而有的孩子則不喜歡說話,很多時候都無法表達清楚自己的想法,說話也沒有前因後果,這些都是邏輯思維能力差異造成的。而編程正是建立在邏輯思維能力基礎上的科學。根據教育認知學,孩子會在5歲左右開始形成抽象邏輯思維,5-12歲是抽象邏輯思維的最佳形成期。所以學編程的最佳時機是小學段,趁孩子現在課業負擔不重,邏輯思維也快,幫他們掌握一門有益終生的技能,那就是在正確的時間做正確的事

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⑶ 機器人編程課里的「齒輪」創意玩法,孩子們超喜歡

在美國,齒輪玩具有「STEAM鼻祖」之稱,幾乎每一個小朋友在成長階段,都或多或少接觸過齒輪玩具。

齒輪玩具運行原理相對簡單,多變的結構可以讓小朋友在親手操作之後,結合功能需要設計出多種玩法,是小朋友們童年時光里愛不釋手的益智玩具。

目前市面上兒童齒輪玩具的玩法,大多局限於齒輪與齒輪之間,孩子們基本上都是通過不同顏色、大小的齒輪,變化齒輪聯動方式,設計和搭建自己的小作品。

受限於固定的玩法,孩子們很容易失去創造新鮮事物的興奮感,對於齒輪的運行原理、結構以及在現實生活中的應用也了解甚少。

為了充分開發孩子們的想像力、動手能力等多方面能力, 在機器人編程課程設計上,貝爾將齒輪零件與機械、建築等知識相結合,通過開放式的建構方案激發孩子的無限創造力,讓孩子們真正享受多元創作的無限樂趣。

對學前兒童來說,在理解齒輪原理結構之後,通過獨立設計、建構和編程,完成一個可運行的「風扇」並不是一件容易的事情。但是得益於貝爾獨特的5C1E教學模式,孩子們卻能輕松完成。

下面就讓我們以5歲的機器人編程課程《超級風扇》為例,看看通過 導入-聯系-建構-反思-延續-效果評價 的教學閉環,小朋友們如何順利完成「超級風扇」作品。

炎炎夏日,小朋友們會使用哪些工具降溫消暑呢?如果停電了還能採用什麼方式進行降溫呢?

在「導入」環節,通過觀看BeBO動畫展開問題討論,小朋友們會帶著問題開始新的主題學習。

老師圍繞當前的學習主題,結合小朋友的認知力和興趣,引導小朋友從生活已知事物和現象入手,過渡到《超級風扇》的課程內容。

明確「超級風扇」建構主題之後,老師將進行知識點拆分講解,幫助小朋友深入了解風扇的組成部分,以及每個部分在風扇運行時起到的作用。

例如底座、支撐柱、網罩等結構在整體構型設計中將發揮什麼功能?電扇葉為什麼要設計成流線型的?

孩子們好奇的問題老師都將一一解答,在掃清孩子搭建理解障礙的同時,自然引出齒輪核心知識點,為建構環節做好知識梳理和理論基礎。

進入到「建構」環節,小朋友們就要自己動手利用齒輪的二級加速設計風扇了。在此過程中,小朋友們要通過手腦配合克服兩個搭建難點:

順利攻克這兩個難點後,「超級風扇」的結構基本上就完成了。

接下來小朋友需要開動腦筋讓「超級風扇」自動運轉,這個時候就需要藉助Mabot套裝為風扇提供動力。

小朋友可通過Mabot Star編程軟體調節和控制風扇的運行速度,讓風扇以一定功率自動運轉,滿足室內長時間的散熱降溫需求。

「超級風扇」作品大功告成之後,老師會帶領孩子們對建構過程、結果進行小組討論,引導孩子進行多方面思考。

在共享集體思維成果的基礎上,幫助所有小朋友全面而正確地理解學習主題,從而完成對知識的建構。

孩子對於知識的理解不僅僅局限於課堂,鍛煉孩子的學習遷移能力,學會舉一反三觸類旁通,才能實現學習效果的最大化。

因此在孩子們搭建「超級風扇」之後,老師還會帶領孩子認識常見的四種風扇及其特點,從而豐富孩子們的知識,拓寬思維和視野。

除此以外,在後續的課程中,孩子們還會接觸到齒輪傳動與輸出力量的關系、齒輪的機構分類等知識。

通過課程學習和動手實踐,孩子們將對齒輪系統有完整而深入的理解,並能活學活用,而不是停留於知識表層。

在最後的「效果評價」環節,老師將針對課堂內容進行學習回顧和作品點評。

通過學生自我評價和小組評價,孩子們既能看到自己作品的閃光點和不足,同時通過小組協作和交流能夠碰撞出新的想法和創意,在此過程中增強溝通能力和團隊合作意識。

齒輪轉動的工作原理對成人來說非常簡單,但對孩子來說卻非常抽象,孩子們只有通過親手操作才能體會其中的規律和多變玩法。

齒輪 游戲 和機器人編程課程相結合,不僅能充分發揮孩子們的想像力與創造力,同時還能通過引入機械、建築及物理學知識,提升孩子推理、分組、計算及設計能力,激發孩子無限創作的慾望。

想讓孩子解鎖更多機械結構的隱藏玩法嗎?不如送孩子來貝爾機器人編程中心,在動手實踐中 探索 動力科學,盡情享受機器人編程的學習樂趣。

⑷ 機器人的主要編程方式有哪些

焊接機器人作為一種可編程裝置,按照其編程方式可分為示
教編程、離線編程和自主編程三種。
(1)示教編程
示教編程是指操作人員通過人工手動的方式,利用示教板移動機器人末端焊槍跟蹤焊縫,適時記錄焊件焊縫軌跡和焊接工藝參數,機器人根據記錄信息採用逐點示教的方式再現焊接過程。這種逐點記錄焊槍姿態再重現的方法需要操作人員充當外部感測的角色,機器人自身缺乏外部信息感測,靈活性較差,而且對於結構復雜的焊件,需要操作人員花費大量的時間進行示教,編程效率低。當焊接環境參數發生變化時,需要重新示教焊接過程,不能適應焊接對象和任務變化的場合,焊接精度差
(2)離線編程
離線編程採用部分感測技術,主要依靠計算機圖形學技術,建立機器人工作模型,對編程結果進行三維圖形學動畫模擬以檢測編程可靠性,最後將生成的代碼傳遞給機器人控制櫃控制機器人運行。與示教編程相比,離線編程可以減少機器人工作時間,結合CAD技術,簡化編程。國外機器人離線編程技術研究成熟,各工業機器人產商都配有各自機器人專用的離線編程軟體系統。比如ABB的Robot studio模擬編程軟體,既可以做模擬分析又可以離線編程。離線編程能夠構造模擬的焊接環境,依據工況條件,應用CAD技術構造相應的夾具、零件和工具的幾何模型。但缺乏真實焊接環境的感測數據,所構造的幾何模型對真實焊接目標也只是部分的描述,在焊接過程中必須做出偏差調節,因此離線編程難以描述真實的三維運動,不是特別可靠,在焊接過程中必須進行實時的偏差控制以滿足焊接工藝的要求
(3)自主編程
自主編程技術是實現機器人智能化的基礎。自主編程技術應用各種外部感測器使得機器人能夠全方位感知真實焊接環境,識別焊接工作台信息,確定工藝參數。
自主編程技術無需繁重的示教,減少了機器人的工作時間和工人的勞動時間,也無需根據工作台信息實時對焊接過程中的偏差進行糾正,大大提高了機器人的自主性和適應性而成為未來機器人發展的趨勢。
目前,常用的感測器有視覺感測器、超聲波感測器、電弧感測器、接觸式感測器等使機器人具備視覺、聽覺和觸覺等。
機器人的視覺感測器主要應用電荷藕合器件(CCD一一Charged Coupled Device)攝像機模擬人眼獲取外部信息,具備與工件無接觸、抗電磁干擾、檢測精度高、獲取信息豐富等優點。超聲波感測器價格低廉、測距方向性好,但是超聲波易受焊接雜訊、保護氣流因素的干擾而衰減,影響測量精度。電弧感測器則充分利用焊接過程的電弧參數對焊縫進行測量,不需要附加其他感測器就可以計算出焊槍與工件之間的距離,廣泛應用於對稱坡口焊縫如V型焊縫的焊接,對於復雜焊縫無良好檢測能力。接觸式感測器依靠探針沿焊縫運動,檢測探針的偏移得到焊槍與焊縫之間的偏差,感測器價格低廉、原理簡單、方便實現。但是隨著探針磨損和變形的加劇,檢測精度逐步降低,對於復雜焊縫以及高速焊接場合檢測能力一般。
對比而言,視覺感測器採集自然光焊縫圖像、激光結構光圖像和電弧光圖像,激光感測器單色性好、亮度高,對焊接過程的視覺採集起到很好的輔助作用,對復雜焊縫檢測能力良好。因此,具有視覺檢測能力的焊接機器人更能適應環境變化,實現機器人智能化。

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