信息技術(shù)九年級(jí)機(jī)器人.ppt

納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,機(jī)器人走進(jìn)課堂 -中學(xué)機(jī)器人教學(xué)如何開展,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,前言,人的眼睛發(fā)現(xiàn)了一個(gè)蘋果，經(jīng)過大腦的思考，指揮肌肉把蘋果摘下放入籃子，同時(shí)消耗攝入的食物中的能量。 機(jī)器人的紅外傳感器發(fā)現(xiàn)了一個(gè)紅色的球，經(jīng)過主板的程序運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用機(jī)械手臂把紅色的球搬運(yùn)到盒子里。同時(shí)消耗了電池中的能量。 這兩者是何等相似。 通過對(duì)機(jī)器人的學(xué)習(xí)，可大大提高我們的動(dòng)手能力，邏輯思考能力，創(chuàng)新能力。 還猶豫什么？快來與我一起玩機(jī)器人。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,機(jī)器人的幾點(diǎn)要求,結(jié)構(gòu)緊湊，簡潔實(shí)用，最好有圖形化的程序設(shè)計(jì)界面。(流程圖方式) 耐用，不容易壞。(專業(yè)設(shè)計(jì)) 配有大容量的充電電池，能聯(lián)機(jī)充電，最好充電器具有充電保護(hù)功能 。 機(jī)器人最好既能參加比賽，又能進(jìn)行教學(xué)。 服務(wù)方便，信譽(yù)好的產(chǎn)品 。 本教材的作者在新教材培訓(xùn)會(huì)上 時(shí)提出的要求。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,設(shè)備的選型詳細(xì)意見,機(jī)器人大腦主板（多接口、多種接口） 機(jī)器人思想程序（低起點(diǎn)，高發(fā)展，流程圖-教材要求） 機(jī)器人感知傳感器（多種類，標(biāo)準(zhǔn)接口） 機(jī)器人手腳馬達(dá)（多種類，易于DIY） 機(jī)器人骨架機(jī)械結(jié)構(gòu)（有搭建行為，建議使用標(biāo)準(zhǔn)件和重復(fù)性操作） 機(jī)器人食物電池 （使用方便，容量大，易于管理） 機(jī)器人最好既能參加比賽，又能進(jìn)行教學(xué),納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,第二章：教材的內(nèi)容安排及目標(biāo)(九年級(jí)),本章一共6節(jié)，每節(jié)安排2學(xué)時(shí)。 本章的教學(xué)的目標(biāo) 知識(shí)方面：了解機(jī)器人概念、原理、發(fā)展與應(yīng)用等方面的基本知識(shí)。 能力方面：能對(duì)簡單問題進(jìn)行算法分析，能用流程圖表示算法，能編寫機(jī)器人程序，能在調(diào)試機(jī)器人過程發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。 情感方面：真正認(rèn)識(shí)到智能機(jī)器人對(duì)社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用，積極參加機(jī)器人編程教學(xué)活動(dòng)，參加機(jī)器人有關(guān)比賽、機(jī)器人百科知識(shí)賽等各種課外活動(dòng),養(yǎng)成關(guān)注科技知識(shí)和科技的發(fā)展習(xí)慣。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,第一節(jié)、認(rèn)識(shí)機(jī)器人（建議課時(shí)：2課時(shí) ）,本節(jié)首先讓同學(xué)們了解什么是機(jī)器人、機(jī)器人的產(chǎn)生、發(fā)展、種類及其廣泛的應(yīng)用，使學(xué)生產(chǎn)生想了解和學(xué)習(xí)機(jī)器人的強(qiáng)烈欲望。然后結(jié)合具體教學(xué)用的機(jī)器人，讓學(xué)生了解機(jī)器人的一般組成及工作原理。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,機(jī)器人具有那些特性?,它有特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)； （是一種物理狀態(tài)，具有一定的形態(tài)） 它有自身的大腦； （控制機(jī)器人的程序） 能夠完成一定的動(dòng)作； （任何機(jī)器人都有一定的動(dòng)作表現(xiàn)）,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,“機(jī)器人”一詞的由來,“robot”一詞源出自捷克語“robota”，意謂“強(qiáng)迫勞動(dòng)”。1920年捷克斯洛伐克作家薩佩克寫了一個(gè)名為洛桑萬能機(jī)器人公司的劇本,他把在洛桑萬能機(jī)器人公司生產(chǎn)勞動(dòng)的那些家伙取名“Robot”,漢語音譯為“羅伯特”，捷克語意為“奴隸”薩佩克把機(jī)器人的地位確定為只管埋頭干活、任由人類壓榨的奴隸，它們存在的價(jià)值只是服務(wù)于人類。它們沒有思維能力,不能思考,只是類似人的機(jī)器,很能干, 以便使人擺脫勞作。它們能生存20年,剛生產(chǎn)出來時(shí)由人教它們知識(shí)。他們不能思考，也有感情，一個(gè)人能干三個(gè)人的活，公司為此生意興隆。后來一個(gè)極其偶然的原因,機(jī)器人開始有了知覺,它們不堪忍受人類的統(tǒng)治,做人類的奴隸,于是,機(jī)器人向人類發(fā)動(dòng)攻擊,最后徹底毀滅了人類。“機(jī)器人”的名字也正式由此而生。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,機(jī)器人的發(fā)展歷史,1920年，捷克作家卡雷爾卡佩克在科幻劇本羅薩姆的萬能機(jī)器人中定義了“robota” 1954年，George Deval開發(fā)出第一臺(tái)可編程機(jī)器人 1962年，Unimation公司成立，出現(xiàn)了最早了工業(yè)機(jī)器人，第一位用戶是GM 1964年，MIT，Stanford University 等成立人工智能研究所 1965年，Carnegie Mellon University 建立機(jī)器人研究所,機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì),用于制造生產(chǎn)線,結(jié)構(gòu)化環(huán)境下 規(guī)則工作,具有簡單智能的 工業(yè)機(jī)器人,工程、社會(huì)服務(wù)、人類生活等各個(gè)領(lǐng)域,適應(yīng)非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的 各種靈活需求,具有綜合和集成能力的 智能機(jī)器人,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,機(jī)器人分類-按應(yīng)用分類,工業(yè)機(jī)器人 特種機(jī)器人 娛樂機(jī)器人 服務(wù)機(jī)器人 軍用機(jī)器人 水下機(jī)器人 農(nóng)業(yè)機(jī)器人 ,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,第二節(jié)、機(jī)器人走直線（執(zhí)行模塊）,本節(jié)主要了解機(jī)器人的編程環(huán)境，掌握機(jī)器人的簡單操作，初步掌握機(jī)器人直行的工作原理。同時(shí)理解機(jī)器人的“電腦”執(zhí)行命令與“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”完成命令之間存在的差異。,器材、場(chǎng)地準(zhǔn)備 器材：具有驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)器人 場(chǎng)地：利用教室中的平地,相關(guān)知識(shí)： 機(jī)器人的編程環(huán)境 執(zhí)行模塊的命令控制 程序下載的辦法 機(jī)器人的操作 流程圖,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立數(shù)學(xué)模型,流程圖,1、機(jī)器人從貨倉出發(fā) 2、前進(jìn)一段距離 3、停下來裝貨 4、后退返回貨倉 5、停下卸貨 6、任務(wù)結(jié)束,建立數(shù)學(xué)模型及流程圖,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,機(jī)器人編程環(huán)境內(nèi)容介紹及調(diào)試要點(diǎn),編程軟件的介紹 了解機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理 如何進(jìn)行機(jī)器人走直線 如何進(jìn)行速度的調(diào)整 如何進(jìn)行時(shí)間的設(shè)定,機(jī)器人的調(diào)試 機(jī)器人走直線是機(jī)器人控制的基礎(chǔ),是通過控制左右兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來行動(dòng)的,只有兩個(gè)電機(jī)一致才能使機(jī)器人走直線; 為了提高效率，需要教師的指導(dǎo)，要求學(xué)生分步調(diào)試。 共同調(diào)試參數(shù)（時(shí)間與功率） 最后隨便從小組中指定一個(gè)同學(xué)的程序進(jìn)行比賽，看哪組完成任務(wù)好。 要求：3M的往返跑。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,第三節(jié)、機(jī)器人走正方形(控制模塊-循環(huán)),本節(jié)首先了解機(jī)器人轉(zhuǎn)彎的工作原理，通過走正方形的任務(wù)的編程， 學(xué)生理解循環(huán)語句的使用方法。,器材、場(chǎng)地準(zhǔn)備 器材：具有驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)器人 場(chǎng)地：利用電腦室中的防靜電板作機(jī)器人走的正方形,相關(guān)知識(shí)： 機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎 循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì),納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,提出任務(wù),有一座歷史悠久的古塔，它的基座是正方形的，文物保護(hù)部門為了保護(hù)古塔和游客的安全，不允許游客入內(nèi)登高只準(zhǔn)在基座外觀看，平時(shí)需要人在其四周巡視，現(xiàn)在我們編一個(gè)程序控制機(jī)器人來代替人的巡視。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立數(shù)學(xué)模型,算法分析,前進(jìn) 左轉(zhuǎn)90度 前進(jìn) 左轉(zhuǎn)90度 前進(jìn) 左轉(zhuǎn)90度 前進(jìn) 左轉(zhuǎn)90度,算法表示,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立流程圖,流程圖,機(jī)器人編程環(huán)境內(nèi)容介紹 轉(zhuǎn)彎的實(shí)現(xiàn)方法、有哪些轉(zhuǎn)彎情況 在機(jī)器人編程環(huán)境如何來表示轉(zhuǎn)彎 在機(jī)器人編程環(huán)境中如何表示循環(huán),機(jī)器人的調(diào)試 為了提高效率，需要教師的指導(dǎo)，要求學(xué)生分步調(diào)試。 共同調(diào)試參數(shù) 最后隨便從小組中指定一個(gè)同學(xué)的程序進(jìn)行比賽，看哪組完成任務(wù)好。 要求：同學(xué)們編寫一個(gè)程序讓機(jī)器人走一個(gè)等邊三角形，各邊相等，各角都是60度,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,第四節(jié)、機(jī)器人認(rèn)路（傳感器認(rèn)識(shí)及條件判斷，建議2課時(shí)）,本節(jié)主要介紹傳感器的概念與作用，使學(xué)生掌握聲音、紅外傳感器的使用方法，進(jìn)一步掌握條件語句的用法，通過任務(wù)的分析與實(shí)踐理解機(jī)器人認(rèn)路的工作原理。,紅外傳感器（數(shù)字）,聲控傳感器（模擬）,灰度傳感器（模擬）,器材、場(chǎng)地準(zhǔn)備 器材：機(jī)器人、聲音傳感器1個(gè)、紅外傳感器2個(gè)（或灰度傳感器個(gè)） 場(chǎng)地：機(jī)器人認(rèn)路的場(chǎng)地（黑色電工膠帶）,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,提出任務(wù),我們啟動(dòng)機(jī)器人后，它沿黑線行走，當(dāng)我們想讓它停下的話給它一個(gè)聲音信號(hào)，它就停下來，否則不停地沿黑線走。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立數(shù)學(xué)模型,算法分析,都檢測(cè)黑線，前進(jìn) 左檢測(cè)白，慢速右轉(zhuǎn) 右檢測(cè)白慢速左轉(zhuǎn) 有聲音停止,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立流程圖,機(jī)器人編程環(huán)境內(nèi)容介紹 什么條件下（聲音有）停止 有哪些條件轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎幅度的調(diào)試 在機(jī)器人編程環(huán)境如何來表示條件循環(huán) 在機(jī)器人編程環(huán)境中如何表示條件判斷,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,編程實(shí)現(xiàn),機(jī)器人的調(diào)試 傳感器是否安裝正確 （連線），位置是否合適（靈敏度），下載測(cè)試程序測(cè)試 速度的調(diào)試 轉(zhuǎn)彎幅度的調(diào)試 最后隨便從小組中指定一個(gè)同學(xué)的程序進(jìn)行比賽，看哪組完成任務(wù)好。 任務(wù)：用黑地，白線。,A,B,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,第五節(jié)、機(jī)器人走迷宮 （循環(huán)及條件判斷的綜合應(yīng)用，建議2課時(shí)）,本節(jié)介紹紅外或碰撞測(cè)障傳感器的使用方法。根據(jù)人在黑暗中行走的方法來分析機(jī)器人走迷宮的工作原理，它是一個(gè)比較綜合任務(wù)，要求在一個(gè)永遠(yuǎn)循環(huán)中不斷地檢測(cè)周圍的障礙信息來確定行走的策略。,器材、場(chǎng)地準(zhǔn)備 器材：機(jī)器人、紅外傳感器2個(gè) 場(chǎng)地：機(jī)器人迷宮的場(chǎng)地（木板搭建），結(jié)合滅火場(chǎng)地共同使用,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,提出任務(wù),走迷宮是一項(xiàng)比較有趣的活動(dòng)，可以考驗(yàn)每個(gè)人的記憶力、判斷力等能力。如果讓機(jī)器人走迷宮，會(huì)發(fā)生什么情況呢？如圖所示是一個(gè)簡易的迷宮場(chǎng)地，要求機(jī)器人從迷宮的綠色起點(diǎn)出發(fā)，尋找黃色出口，走出迷宮，在尋找過程中不許碰到墻。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立數(shù)學(xué)模型（左手法則）,算法分析,左手法則之一,左手法則之二,左手法則之三,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立流程圖,流程圖,機(jī)器人編程環(huán)境內(nèi)容介紹 在機(jī)器人編程環(huán)境中如何表示多層嵌套,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,編程實(shí)現(xiàn),機(jī)器人的調(diào)試 傳感器是否安裝正確 ，靈敏度（檢測(cè)距離）的調(diào)整,下載測(cè)試程序測(cè)試 速度的調(diào)試 轉(zhuǎn)彎幅度的調(diào)試,應(yīng)該轉(zhuǎn)多少時(shí)間 最后隨便從小組中指定一個(gè)同學(xué)的程序進(jìn)行比賽，看哪組完成任務(wù)好。 任務(wù)：用右手法則實(shí)現(xiàn)，聲控啟動(dòng),納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,第六節(jié)、機(jī)器人滅火（子程序的調(diào)用，建議2課時(shí)）,本節(jié)介紹火焰?zhèn)鞲衅鞯氖褂梅椒?。通過機(jī)器人滅火任務(wù)的分析，掌握分析復(fù)雜問題的方法，理解機(jī)器人探測(cè)火焰與撲滅火焰的工作原理。,器材、場(chǎng)地準(zhǔn)備 器材：機(jī)器人、紅外傳感器2個(gè)，火焰?zhèn)鞲衅?個(gè) 場(chǎng)地：機(jī)器人滅火的場(chǎng)地（木板搭建）,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,提出任務(wù),火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防隊(duì)員都會(huì)不顧一切地躍身火海救人，但他們的生命安全令人擔(dān)心，如何保證人們安全、使火災(zāi)的損失減少到最低程度？我們?cè)O(shè)想讓機(jī)器人在公共安全領(lǐng)域發(fā)揮他的重要作用。機(jī)器人走入樓房，傳感器敏捷地探測(cè)到火源，警報(bào)器閃耀，找到火源，使滅火劑對(duì)準(zhǔn)火源，將火撲滅。這樣的情形肯定在不久的將來會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。今天我們就來設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人，讓它在一個(gè)模擬的房間里完成滅火的任務(wù)。,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立數(shù)學(xué)模型,算法分析,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,建立流程圖,流程圖,機(jī)器人編程環(huán)境內(nèi)容介紹 在機(jī)器人編程環(huán)境中如何子程序的建立 和調(diào)用,納英特科技 機(jī)器人事業(yè)部,編程實(shí)現(xiàn),機(jī)器人的調(diào)試 火焰?zhèn)鞲衅靼惭b的高度與角度 風(fēng)扇安裝的高度 環(huán)境光線的影響 沒有對(duì)準(zhǔn)火源滅火如何處理？原地轉(zhuǎn)或左右擺動(dòng)滅火