齊旭陽(yáng)

摘 要 隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器智能逐漸融入課堂教學(xué)，教育機(jī)器人的出現(xiàn)、創(chuàng)客教育以及STEM教育的需求，機(jī)器人教育逐漸走入大眾視野，進(jìn)入中小學(xué)的課堂。為了更多的了解AELOS教育機(jī)器人，本文從外觀設(shè)計(jì)、操作控制以及可視化編程三個(gè)方面探索了AELOS教育版機(jī)器人的特性。為之后更好地進(jìn)行教學(xué)課堂培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科思維打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 機(jī)器人 仿人機(jī)器人 STEM 可視化編程

中圖分類號(hào)：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 AELOS機(jī)器人的由來(lái)

21世紀(jì)以來(lái)，隨著人工智能技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確指出，要在中小學(xué)階段開(kāi)展與人工智能相關(guān)的課程建設(shè)，推廣編程教育的發(fā)展，尤其是機(jī)器人教育的發(fā)展。

機(jī)器人教育對(duì)教育創(chuàng)新的推進(jìn)包括創(chuàng)客教育、STEAM 教育、素質(zhì)教育、STS 教育（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)）和教學(xué)改革。 Chris Rogers 認(rèn)為，機(jī)器人教育能夠?qū)ⅰ癊ngineering” 帶進(jìn)基礎(chǔ)教育中， 培養(yǎng)學(xué) 生的 STEM素養(yǎng)，推動(dòng)基礎(chǔ)教育改革。AELOS教育版仿人機(jī)器人也就在這樣的大背景下誕生的，它是由樂(lè)聚（深圳）機(jī)器人技術(shù)有限公司推出的。AELOS教育版機(jī)器人通過(guò)軟硬件結(jié)合，融入了STEM教育和創(chuàng)客教育理念，是一種青少年能夠親身接觸并實(shí)踐到的人工智能產(chǎn)品。

2 AELOS機(jī)器人的外觀設(shè)計(jì)

AELOS是典型的仿人型雙足可編程機(jī)器人，單看AELOS本體，它是仿人型機(jī)器人設(shè)計(jì)，擁有類似人類的外觀特征：頭部、四肢和軀干。AELOS全身采用黑白配色，干凈整潔、科技感十足。構(gòu)成Aelos的材料主要是鋁合金+ABS，具有環(huán)保無(wú)毒而且質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)。另外，它的陽(yáng)角均采用圓角處理，避免了青少年在使用時(shí)誤傷手指等安全問(wèn)題。

AELOS 教育版擁有12個(gè)傳感器分別是光敏傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、顏色傳感器、刺激性氣體傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、觸摸傳感器、碰撞開(kāi)關(guān)、人體紅外傳感器共9個(gè)可插拔的外置傳感器，和紅外傳感器、加速度傳感器、地磁傳感器等3個(gè)內(nèi)置的傳感器;Aelos機(jī)器人可接入11個(gè)外置擴(kuò)展模塊，其中2個(gè)為輸出模塊，它們分別是LED燈和電機(jī)風(fēng)扇（串口包括1、2、3、5、8）AELOS EDU的電機(jī)風(fēng)扇和LED燈只能插在1號(hào)串口。其余9個(gè)均為輸出模塊，接口位置分別是2和3。

3可視化編程體驗(yàn)

AELOS教育版主要是采用可視化的積木編程，先通過(guò)拖動(dòng)積木模塊來(lái)搭建程序流程，配合幾種內(nèi)置傳感器或大量的擴(kuò)展模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的交互，然后由交互的反饋結(jié)果和編寫(xiě)的程序來(lái)執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作與任務(wù)。與簡(jiǎn)化版不同，教育版編程采用的是任務(wù)驅(qū)動(dòng)或競(jìng)技為導(dǎo)向的編程開(kāi)發(fā)模式，它強(qiáng)調(diào)的是邏輯思維和創(chuàng)新能力。

3.1火災(zāi)預(yù)警

AELOS EDU的外置傳感器中有一枚火焰?zhèn)鞲衅?，把它插入機(jī)身插槽后能實(shí)時(shí)探測(cè)自己身邊出現(xiàn)的火焰，并進(jìn)行預(yù)警。

Step1：用USB數(shù)據(jù)線將AELOS硬件設(shè)備與電腦連接，并連接串口。

Step 2：在左邊控制選項(xiàng)中選擇開(kāi)始模塊，設(shè)置遙控器9號(hào)按鍵為啟動(dòng)鍵，啟動(dòng)程序后，機(jī)器人將執(zhí)行慢走動(dòng)作。

Step 3：選擇傳感器模塊，并設(shè)置端口3為火焰?zhèn)鞲衅鳌?/p>

Step 4：設(shè)置當(dāng)火焰?zhèn)鞲衅鞯膮?shù)小于50時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警程序。

Step 5：程序創(chuàng)建完成后，點(diǎn)擊下載按鈕將程序下載到AELOS體內(nèi)。

Step6：點(diǎn)擊遙控器9號(hào)鍵，即可啟動(dòng)程序，查看編程是否成功。

3.2障礙破除

前面的編程實(shí)例我們都插入了外置傳感器，其實(shí)在沒(méi)有外置傳感器的情況下，利用AELOS EDU機(jī)身內(nèi)置的紅外傳感器也能編程實(shí)現(xiàn)許多有趣的功能。

Step1：用USB數(shù)據(jù)線將AELOS硬件設(shè)備與電腦連接，并連接串口。

Step 2：在左邊控制選項(xiàng)中選擇開(kāi)始模塊，設(shè)置遙控器9號(hào)按鍵為啟動(dòng)鍵，啟動(dòng)程序后，機(jī)器人將執(zhí)行慢走動(dòng)作。

Step 3：選擇傳感器模塊，并設(shè)置端口5為紅外傳感器。

Step 4：設(shè)置當(dāng)紅外傳感器的參數(shù)大于140時(shí)，執(zhí)行舉手動(dòng)作循環(huán)3次，否則就執(zhí)行握手動(dòng)作。

Step 5：程序創(chuàng)建完成后，點(diǎn)擊下載按鈕將程序下載到AELOS體內(nèi)。

Step6：點(diǎn)擊遙控器9號(hào)鍵，即可啟動(dòng)程序，查看編程是否成功。

4結(jié)語(yǔ)

總體而言，隨著STEM教育與創(chuàng)客教育的不斷發(fā)展，我國(guó)的青少年編程教育迅速發(fā)展，尤其是機(jī)器人編程更是發(fā)展迅猛。樂(lè)聚Aelos教育版機(jī)器人同時(shí)具有的仿人型雙足機(jī)器人形態(tài)、專屬的編程軟件、豐富的擴(kuò)展模塊等這些優(yōu)良特質(zhì)，必將會(huì)使其在在中小學(xué)機(jī)器人教育教學(xué)中培養(yǎng)孩子的多學(xué)科思維發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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