鄭 博

（中原工學(xué)院 機電學(xué)院，鄭州 450000）

隨著機器人技術(shù)的不斷成熟和進步，機器人的應(yīng)用范圍越來越廣，機器人銷售量也在持續(xù)增加，國家和社會對于機器人技術(shù)人才的需求也隨之增加。因此，不少高校開始開設(shè)相關(guān)課程，設(shè)立相關(guān)實驗室，為解決機器人技術(shù)人才短缺問題貢獻了力量。然而，由于機器人涉及計算機、機械、通信等多方面的專業(yè)知識和技能，對機器人理論知識和相關(guān)技能要求較高，高校在建設(shè)機器人實驗室時應(yīng)綜合考慮各方面因素，建設(shè)更為科學(xué)先進的機器人實驗室，才能夠推進實驗室充分發(fā)揮其應(yīng)有的價值和作用。因此，探索高校機器人實驗建設(shè)的具體策略和有效方法十分必要。

1 開展高校機器人實驗室建設(shè)的重要意義

機器人技術(shù)是一種綜合多種學(xué)科知識和技術(shù)的新興產(chǎn)物，目前在國際和國內(nèi)都備受矚目。機器人技術(shù)最初只廣泛應(yīng)用在電子、汽車、紡織等工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)逐步向教育、娛樂等服務(wù)領(lǐng)域發(fā)展[1]。同時，機器人技術(shù)的發(fā)展不僅改變了眾多行業(yè)的生產(chǎn)方式，還給人們的生活帶了很大便利，機器人技術(shù)在一定程度上代表了一個國家的經(jīng)濟和科技發(fā)展水平?，F(xiàn)如今，機器人已逐漸演變成新型勞動力，能夠完成很多行業(yè)內(nèi)人工操作無法完成的工作，并且大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，這一新型勞動力推動了很多行業(yè)內(nèi)部發(fā)生結(jié)構(gòu)變化和升級。因此，大力推動機器人技術(shù)的進步是國家和社會發(fā)展的必然要求，也是提升國家綜合實力的有效手段。

由于機器人是一種高新技術(shù)，在設(shè)計、安裝、調(diào)試等多方面都需要大量專業(yè)人才，目前社會對于這類人才的需求十分迫切。培養(yǎng)機器人專業(yè)技術(shù)人才的重要途徑是通過相關(guān)科研機構(gòu)和各大院校，這對此類機構(gòu)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)，而且高校是培養(yǎng)機器人技術(shù)人才的重要基地，擔負著比其他機構(gòu)更重要的培養(yǎng)相關(guān)人才的責任[2]。機器人技術(shù)中涉及眾多學(xué)科知識和技能，單純依靠理論講授很難準確掌握相關(guān)技能，在這種形勢下，建設(shè)機器人實驗室成為了高校機器人專業(yè)發(fā)展的必要趨勢。高校建設(shè)機器人實驗室，不僅能夠使學(xué)生通過利用實驗室學(xué)習機器人設(shè)計、組裝、調(diào)試、加工等方面的知識和技能，更能在學(xué)習過程中鍛煉學(xué)生的知識應(yīng)用能力和工程實踐能力。同時，學(xué)生可以利用機器人實驗室開展多種實驗實訓(xùn)和創(chuàng)新設(shè)計，這是相關(guān)專業(yè)學(xué)生不斷提升自身能力的重 要平臺。

目前，我國不少高校已經(jīng)建立了機器人實驗室，并在不斷改進和完善實驗室的裝備和設(shè)施，推動了實驗室更好地為學(xué)生提供服務(wù)[3-4]。一些高校不僅在國內(nèi)組織了機器人競賽，以此推動機器人技術(shù)的交流和進步，更在國際機器人競賽中取得了良好的成績，展示了我國機器人專業(yè)人才的風采。在這一過程中，機器人實驗室為大學(xué)生開展創(chuàng)新活動、創(chuàng)新實踐提供了必要的技術(shù)支持，同時為各類機器人技術(shù)競賽提供了重要的保障，從而提升了高校的教育質(zhì)量和核心競爭力。另外，機器人實驗室對于擴大高校學(xué)生就業(yè)范圍、提高學(xué)生就業(yè)競爭力具有顯著優(yōu)勢。然而，當今社會就業(yè)市場競爭激烈，就業(yè)壓力不斷加劇，而且由機器操作代替人工操作的趨勢日益明顯，這給高校學(xué)生就業(yè)帶來了不少阻力和壓力[5]。針對這種情況，高校應(yīng)積極研究社會對人才的需求方向，培養(yǎng)更多具備機器人技術(shù)的專業(yè)人才，同時建設(shè)機器人實驗室培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的技能，才能使相關(guān)專業(yè)的學(xué)生在就業(yè)市場有更廣的就業(yè)范圍和更強的競爭力。

2 建設(shè)高校機器人實驗室的具體策略

2.1 采取校企合作等多種建設(shè)途徑，提高建設(shè)效率

高校建設(shè)機器人實驗室需要投入大量的資金、設(shè)備和配套設(shè)施等，這對于部分高校是極大的負擔，在較短時間內(nèi)無法順利完成。在這種情況下，高?？梢苑e極與當?shù)仄髽I(yè)進行溝通、合作，以爭取其他渠道對實驗室建設(shè)的支持和幫助。同時，高?？梢詫で笈c機器人專業(yè)廠家進行合作，共同建設(shè)機器人實驗室。高校在建設(shè)機器人實驗室時可能受到資金等多方面的制約，實驗室規(guī)模和設(shè)備具有一定的局限性，通過和專業(yè)機器人廠家合作能改善這一現(xiàn)狀，使實驗室建設(shè)腳步大大加快，進一步實現(xiàn)規(guī)?；虒W(xué)。高校通過與相關(guān)廠家進行合作，能夠使學(xué)生在實驗教學(xué)中及時了解機器人最新知識和動態(tài)，更能夠推動校企間的交流合作，使學(xué)生有更多專業(yè)學(xué)習和實習的機會，而且對推動國內(nèi)機器人市場的進一步發(fā)展有積極意義。另外，高校還應(yīng)根據(jù)實際市場需求和教學(xué)目標等不斷完善機器人實驗室的配套設(shè)施，通過尋求主管部門、政府部門、專業(yè)協(xié)會等組織的幫助，為建設(shè)實驗室籌措更多的經(jīng)費，以充分滿足實驗室的建設(shè)需求，從而進一步提升實驗室的建設(shè)質(zhì)量和效率，為實驗室順利使用奠定堅實基礎(chǔ)。

2.2 明確機器人實驗室的教學(xué)科研內(nèi)容，優(yōu)化機器人實驗室的教學(xué)效果

機器人實驗室在高校培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才方面扮演著重要的角色，同時承擔著教學(xué)、科研、競賽等方面的重要任務(wù)，這就要求高校應(yīng)該明確機器人實驗室的教學(xué)科研內(nèi)容和任務(wù)，根據(jù)教學(xué)目標、學(xué)生發(fā)展情況等多方面制定系統(tǒng)化的學(xué)習計劃，并針對機器人實驗室教學(xué)內(nèi)容編寫相關(guān)教材。同時，教材編寫人員應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標規(guī)劃出清晰的教學(xué)思路，充分結(jié)合學(xué)生的認知水平和實際學(xué)習情況進行編寫，還應(yīng)結(jié)合學(xué)校的實驗室設(shè)備采取由淺入深、由理論到實踐的方式讓學(xué)生循序漸進掌握相關(guān)知識和技能。另外，教師可以選擇優(yōu)秀機器人教學(xué)案例供學(xué)生參考學(xué)習，使學(xué)生在實踐中不斷學(xué)習先進技術(shù)，逐漸掌握機器人專業(yè)知識和操作技能，保證實驗室教學(xué)質(zhì)量。機器人技術(shù)學(xué)習內(nèi)容包括電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種的學(xué)科專業(yè)性知識，并且這些學(xué)科知識的融合性很強，這就要求學(xué)生在利用機器人實驗室進行學(xué)習時，不僅要學(xué)會驗證調(diào)試程序，更要學(xué)會制作機器人的機體，設(shè)計控制板，實現(xiàn)獨立開發(fā)新的機器人，從而使學(xué)生以更高的熱情投入到機器人的設(shè)計、開發(fā)、制作中。相關(guān)院校在開展機器人實驗室教學(xué)時，應(yīng)明確學(xué)生應(yīng)該掌握的機器人設(shè)計技巧和方案，使學(xué)生能夠通過造型軟件自主設(shè)計機器人機體部分，并利用專業(yè)加工機械進行制作，從而更熟練地掌握機器人技術(shù)的相關(guān)技能。

2.3 重視機器人實驗室的實用性，充分發(fā)揮實驗室的價值

高校在建設(shè)機器人實驗室時，不應(yīng)過度關(guān)注建設(shè)實驗室?guī)淼臉s譽，更應(yīng)重點關(guān)注實驗室是否符合學(xué)生的學(xué)習需求，是否具有通用性和實用性。高校在著手建設(shè)實驗室之前，應(yīng)明確建設(shè)實驗?zāi)康模⒎e極學(xué)習類似高校建設(shè)實驗室的優(yōu)秀經(jīng)驗和案例，綜合了解機器人的發(fā)展趨勢和需求，盡量選擇與社會主流機器人類似的產(chǎn)品，以確保學(xué)生學(xué)習的相關(guān)知識和技能滿足專業(yè)需求。另外，在建設(shè)機器人實驗室時，高?？蒲泻徒虒W(xué)等部門應(yīng)給予高度關(guān)注，重視機器人實驗室與學(xué)科教學(xué)的充分融合，充分借助機器人實驗室的優(yōu)勢來提高實驗教學(xué)質(zhì)量。同時，相關(guān)部門和教師應(yīng)充分考慮實驗教學(xué)任務(wù)和學(xué)科學(xué)習目標，合理設(shè)計機器人實驗室項目，并結(jié)合實際情況對機器人實驗室設(shè)備進行補充、改造，以促使機器人實驗室更符合教學(xué)需求。因此，雖然機器人實驗主體設(shè)備是不變的，但是在實際教學(xué)中可以利用新的輔助設(shè)備來實現(xiàn)教學(xué)發(fā)展需求，從而使機器人實驗項目更豐富、實驗效率更高，同時能夠使實驗設(shè)備的使用效率更高，充分發(fā)揮機器人實驗室建設(shè)的最大價值。在此基礎(chǔ)上，高校還應(yīng)及時淘汰落后的實驗室設(shè)備，引進先進機器人產(chǎn)品，使學(xué)生接觸更多最新知識和專業(yè)技能，避免機器人產(chǎn)品落后無法發(fā)揮其應(yīng)有的學(xué)習作用。此外，高校還應(yīng)關(guān)注機器人實驗室的使用情況，鼓勵學(xué)生對機器人進行拆卸、操作、組裝等實踐工作，避免實驗室成為擺設(shè)，使學(xué)生能夠從實踐操作中掌握相關(guān)原理和操作技能，從而真正發(fā)揮機器人實驗室的價值。

2.4 建立完善的機器人實驗室規(guī)章制度，確保實驗室使用的安全性和合理性

高校建立機器人實驗室，首先應(yīng)保障實驗室使用的安全性和合理性，這就要求高校制定切實可行的規(guī)章制度，以確保實驗室按照規(guī)范進行使用。高校機器人實驗室的使用對象多數(shù)是廣大學(xué)生群體，他們具有強烈的好奇心和求知欲，對機器人具有充分濃厚的學(xué)習興趣，但也缺乏相關(guān)的機器人實驗室操作經(jīng)驗和知識，若機器人實驗室運行故障或者人為操作失誤很容易給學(xué)生帶來傷害，從而給學(xué)生的安全使用帶來一定風險。針對這種情況，高校應(yīng)把學(xué)生的安全放到第一位，在學(xué)生進入實驗室前開展安全教育并詳細說明實驗室使用方式，要求學(xué)生嚴格按照相關(guān)規(guī)章制度進行操作，避免出現(xiàn)不必要的安全事故。因此，高校應(yīng)制定科學(xué)詳細的機器人實驗室規(guī)章制度、保障措施和操作規(guī)程等，利用完善的制度體系保障實驗室的安全使用。高校在制定相應(yīng)制度時，不能直接照搬機器人生產(chǎn)中的相關(guān)保障措施和操作流程，這不適用于沒有操作經(jīng)驗的高校學(xué)生，而是應(yīng)結(jié)合學(xué)生的實際情況制定相應(yīng)規(guī)章制度和操作流程。

2.5 保障機器人實驗室的開放程度，充分發(fā)揮實驗室建設(shè)和發(fā)展的潛力

機器人實驗室開放程度與實驗室作用的發(fā)揮息息相關(guān)，也直接關(guān)系實驗室建設(shè)和發(fā)展的潛力能否被充分激發(fā)。只有保證機器人實驗室充分合理開放，才能為學(xué)生創(chuàng)造更多自主設(shè)計、自主實驗的條件，才能促使學(xué)生利用實驗不斷創(chuàng)新，提升學(xué)生的綜合能力。機器人實驗室開放過程中，學(xué)生可以形成合作小組共同參與實驗，這不僅有利于實驗的高效進行，也利于提高學(xué)生的合作能力和創(chuàng)新意識。

3 結(jié)語

高校建設(shè)機器人實驗室需要投入大量的資金和人工成本，因此在建設(shè)時可以選擇校企合作的方式推動實驗室的建設(shè)。同時，高校應(yīng)嚴格管理實驗室的開發(fā)、使用以及相關(guān)規(guī)章制度，并加強對相關(guān)師資力量的投資，以保障機器人實驗室的實效性，這樣才能通過高校機器人實驗室培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和綜合能力，才能進一步提升學(xué)校的核心競爭力，為高校的長遠發(fā)展增光添彩。