人工智能(artificial intelligence),英文缩写为ai。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。智能机器人是人工智能的一个重要载体,它涉及计算机科学、机械学、电子学、自动控制、人工智能等多个学科,代表了机电一体化的最高成就。该课程可有助于学生培养动手调试能力,为将来的信息技术教育奠定机器人比赛方面的基础知识。
一、课程基本信息
课程编号: 08195570
课程英文名称:robot technique
授课对象:教育技术学
课程类型:专业选修课
建议学时:32学时, 其中讲授24学时, 实验8学时
学 分: 2
与相关课程的衔接
先修课程:高级程序设计、电路电子、微机原理
考核方式:考试、论文或设计
二、教学目标和要求
机器人学是当今机电工程学科极为活跃的研究领域之一,它涉及计算机科学、机械学、电子学、自动控制、人工智能等多个学科,代表了机电一体化的最高成就。该课程可有助于学生培养动手调试能力,为将来的信息技术教育奠定机器人比赛方面的基础知识。
(一)课程的教学目标
培养学生掌握机器人基础知识,具备机器人编程调试、参加比赛的能力。理论上主要讲解机器人的构造、编程控制、比赛规则等。同时,结合上机实验使学生能熟练掌握机器人的编程调试,学会分析机器人比赛规则。
(二)本课程的教学基本要求
通过本课程的学习,学生应掌握机器人的基本概念,了解机器人的发展历程和未来发展趋势,掌握机器人的基本构造,了解机器人比赛现状,掌握分析机器人比赛规则,熟练掌握机器人编程。另外,学生应重视配合教学, 做好上机练习。
三、教学内容、教学方式与课时分配
(一) 机器人概述(2学时)
教学基本内容:
1、机器人的概念
2、机器人的发展
3、机器人的应用
4、机器人的未来
5、机器人与人的关系
教学要求:要求学生掌握机器人的概念,了解机器人的发展与应用,了解机器人的未来,理解机器人与人之间的关系。
教学方式:理论讲授、讨论
(二)机器人构造(8学时)
教学基本内容:
1、机器人的总体设计
2、机器人的控制器
3、机器人的传感器
4、机器人的驱动部件
5、机器人的传动部件
6、机器人的行走机构
教学要求:要求学生掌握机器人的总体设计、控制器、传感器,了解机器人的驱动部件、传动部件、行走机构。
教学方式:理论讲授
(三) 机器人比赛(2学时)
教学基本内容:
1、机器人比赛的发展
2、机器人比赛的作用
3、机器人比赛规则分析
教学要求:要求学生了解机器人比赛的发展、作用,掌握机器人比赛规则分析。
教学方式:理论讲授、讨论
(四) 机器人编程(8学时)
教学基本内容:
1、机器人仿真编程平台的使用
2、单个机器人足球比赛仿真编程
3、团队机器人足球比赛仿真编程
4、“未来伙伴机器人”仿真机器人编程学习
5、实体机器人的编程练习
教学要求:要求学生了解单片机编程基本知识,掌握机器人仿真平台的使用,熟练掌握单个和团队机器人足球比赛仿真编程,掌握“中鸣” 、“未来伙伴机器人”仿真机器人编程,掌握“未来伙伴机器人”的使用。
教学方式:理论讲授、演示
(五) 机器人与智能算法(4学时)
教学基本内容:
1、搜索的基本知识
2、状态空间的搜索策略
3、与/或树的搜索策略
4、搜索在机器人中的使用
教学要求:要求学生熟练掌握搜索的基本知识,掌握状态空间的搜索策略、与/或树的搜索策略,理解搜索在机器人中的使用。
教学方式:理论讲授、讨论
四、 实践环节
本课程的实验安排如下表:
序号 | 实验名称 | 必做/选做 | 实验性质 | 学时 |
1 | 机器人仿真平台的应用 | 必做 | 验证性 | 2 |
2 | 机器人程序设计基础的练习 | 必做 | 验证性 | 2 |
3 | 机器人灭火程序设计的练习 | 必做 | 综合性 | 4 |
实验学时总计 | 8 |
(详细内容见本课程的实验教学大纲。)
五、教材
谢存禧.机器人技术及其应用. 北京:机械工业出版社. 2005.
六、参考资料
孟庆鑫、王晓东,《机器人技术基础》哈尔滨工业大学出版社。
陈继荣,《智能电子创新制作-机器人制作入门》,科学出版社。
王立权,《机器人创新设计与制作》,清华大学出版社。
王志良.竞赛机器人制作技术. 北京:机械工业出版社。
七、必要的说明
本课程是一门实践性很强的课程,要求教师运用多媒体教学手段在多媒体教室进行演示教学,讲练结合,特别是对仿真软件的使用进行现场操作讲解,以便使学生及时掌握所学的内容。
上机操作:组织学生进行上机实习,实习题中的部分内容将作为期末考评的一部分。
作业:认真完成书上及习题中各章习题。
执笔人:吴 东
审核人: