管理信息化智能制造机器人实验室建设蓝皮书

{管理信息化智能制造}机器人实验室建设蓝皮书机器人实验室的意义在于：重体验、求过程、尝试中经历；做中学、学中做、随着智能机器人技术的发展，智能机器人的教育走入中、小学校已经成为可能和必然趋势。机器人的教育也必将给信息技术基础教育带来新的活力。智能机器人会成为青少年能力、素质培养的智能平台。我们认为智能机器人教育在基1、使学生了解智能机器人这个学术前沿领域的发展和应用状况，了解智能机器人的概念和工作方式，破除青少年对机器人的神秘感，为进一步学习机器人的2、使学生掌握为一种智能机器人下载程序的方法，了解智能机器人各种传感器和驱动装置的作用。理解体会程序是智能机器人的灵魂，了解机器人是怎样在人的指挥下工作的。学习为一种智能机器人编写程序，通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式，提高逻辑思维能力、规划能力，提高学生分析问3、通过完成任务和模拟项目使学生在为机器人扩充接口的过程中学习有关数字电路方面的知识，在组装机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创智能机器人教育走进普通中、小学校的可能性和必然性估计会在今后的五年内得以实现。智能机器人的教育在中、小学校中会以下面方式2、以中小学劳动技术课的方式出现，并大大改变劳动技术课的科技知识含3、以信息技术课内容之一的方式出现在中、小学的信息技术课上，并可为信息技术课，这个内容更新速度很快的学科带来新的活力。火，这就是纳英特智能机器人寄予青少年朋友们的一点希望。我们衷心地祝福今天的小机器人工程师，将来能成为真正的机器当今世界是一个多变的世界，科学技术飞速更新，我们必须面对这样一个问题---我们家长和教育工作者如何培养我们的孩子，去应对明天复杂世界的各项挑战我们的回答是，给我们孩子们更多的机会，去发展他们分析问题和解决问题的能力；让他们能应用科学知识和信息去做决定；鼓励他们有信心去接触去问、去想、去寻找问题的答案，这是获取和积累知识的最佳途径。被动的接科学家和教育学家的研究发现，如果出一道有趣的难题能够挑战孩子解决困难的极限，那么孩子很容易就会进入最佳学习状态。如果孩子置身于自己喜欢的活动中需要解决问题的难度又正好合适，符合他目前的知识水平，那么学习就会象呼吸一样自然—孩子们根本就没有意识到自己正在学习。开放性实验孩子们通过在实验室中的系列学习，可以培养他们：团队精神、创造与创更可帮助他们培养良好的生活习惯、掌握技能：与人的沟通与合作、对他人的尊重、毅力与自信心的树立及时间的合理分配、利用等，知道自己的兴趣所在，为将来走上社会，面对新的挑战做好充配有大容量的充电电池，能联机充电，最好充电器具有充电机器人最好既能参加比赛，又能进行教学。除了机器人器材之外，选型时还要考虑该机器人相关教学资源是否丰一个完善的机器人创新实验室系统将是一组集机器人教学、科技活动、科学普及为一我们根据学校的具体教学活动情况，建议中心构建两个不同功能的机器人创新实验室：智能机器人实验室、创意机器人实验室，和一个机器人活动展示区构成完整的实验室由于机器人的教学过程更强调学生的主动性、合作性，需要更多的动手活动和师生互动，因此一般需要比较大的空间，每个班级的人数不宜过多，建议每班少于55名学生最示区，区我们也可以使用50-90平米左右的普通实验室或教室进行改造。根据通常教室的尺寸，进行了布局设计，供学校参考，最终的设计方案需根据现场实际进一步完善。以下是示区，区教学实景实验室通道规划的一般要求：机器人的活动都是通过传感器采集外界信息而进行的，如灭火、足球项目都不能有外界光的干扰（这里指的是暖光源，如阳光、白炽灯等）。因此机器人实验室对环境的要求非常高。整个实验室必学采用遮光窗帘密封，同时要考虑场磁场对机器人也有很大影响，因此实验室尽量避免使用防窗帘：使用遮光布，窗帘要大于窗户，可有效的遮挡外界光，10.00-30.00/平照明：使用冷光源材料，在很多机器人竞赛规则中都有指出，同时还说明现场地面：地面的平整度是最关键的要求，至于用什么材料关系不大，因为可能考×××虑要地面处理强弱电的走线，一般建议使用强化地板现在很多计算机教室使用防静电地板，在地板下金属地垄（见下图）会产生磁场对数字指南针进行干扰，般使用架高机器人活动场地的作法，来减少对设备的干扰，因此在新×××建实验室中不建议使用。××地面平整尽量不使用防静电地板×机器人活动无论是课堂教学还是兴趣小组都需要活动场地，因此教室需要×[方案在教室内就地取材例如机器人走迷宫，可以让学生用自己的凳子随意在地面上组合成一个迷宫。这不仅解决了场地问题，而且学生在组合迷宫的过程中，既要设计机器人行进的路线，分析自己搭建的场地是否合理，又要反思自己的编程设计能否解决问题，这对学生提高分析能[方案二]采用简易材料制作小型活动场是由机器人带领游客浏览一到两个景点。我们直接在地面上贴上三块不同颜色的圆形贴纸，纸上写着地名作为旅游景点。学生调整好的机器人在该场地上由第一个圆进入到第二个圆，停顿数秒后再转入第三个圆，效果非常好。同理，根据机器人任务的不同，我们可以相应使用塑料、卡纸、瓶罐等材料，直接在纸上或地面上制作出简易的小型活动场地，满足课堂教学需要，实现低成本高效率。[方案三]标准比赛场地。如机器人迷宫场地、机器人灭火场地、机器人足球场地、、、、、、这些场地不仅可以用于教学，也可以做赛前调试用，实用价整个场地布置要合理，便于学生的通行及机器人在场地调试时要方便，教总之，在机器人活动场地问题上，我校的经验是“根据学校实际，逐步到A、课桌的设计考虑电脑的摆放，及机器人的储藏；B、网络的过线，电脑、机器人充电的电源线的过线，交流输出电压：C、桌面要足够大，除了能摆放电脑之外还需要有空间摆放机器人，及完成对机器人搭建调试的需求，且不影响学生对电脑进行操作。主要是考虑到学生E、尺寸要求：高度按国家规定要求，台面宽度考虑学生人数，2人的考虑在实验室的电、水、气等配管方式，在实验室设计时是非常重要的，必须根据实验室内容和建筑形式（高层或平房以及将来扩充、安全、经费、功能等进行综合考虑。我们通过大量的实践，可以提供最佳配管系统的设计与施C、少走明线，考虑师生人身安全。展示分为两部分：一部分是机器人相关知识展示区域可展示机器人相关知识，有图片文字之类的相关介绍，学生参加机器人活动介绍，可在墙壁上做个展示框，设置玻璃门，墙壁周边张贴机器人展示柜用来展示学生各种机器人创意作品的，要求柜子每隔空间要足够大，玻机器人所有部件分门别类进行存放，有利于教师的管理和学生的使用方便。考目前在中小学机器人活动领域缺乏大量的老师，而开展这项活动这个条件是非常重要的，培训是教师快速成长的必要手段，可以从学校的信息技术课、劳技课、或者通用技术课等抽调动手能力强的老师进行二次培培训的途径：课时安排机器人简单原理以及编程系统讲解机器人传感器的简单应用第五、六部分简单灭火的实现机器人仿真应用课时安排第一、二部分机器人灭火项目策略探讨以及硬件改造第三、四部分机器人灭火项目现场实现以及过程中的问题解决第五、六部分机器人足球项目策略探讨以及硬件改造机器人足球项目现场实现以及过程中的问题解决机器人传感器端口讲解以及外围设备开发方向探讨培训时间2-3天：达到熟练懂得机器人的原理和各种项目的策略研究及机器人维修等目法用法用用语言表示算法提出任务调试机器人分析实现任务的算法15．掌握驱动左右电机模块的使用任务：机器人走正方形4．了解循环结构（多次）的编任务：2、机器人演奏歌曲务早上当天亮时，机器人通过环境光线的变化，叫醒小主2．掌握确定障碍物的方向的方法3．掌握红外传感器的使用，能简单应用红外传感器解决日任务：机器人巡逻使用红外传感器沿着一个正方型进行巡逻，左方检测到1．理解简单的碰撞方向的确定方法、掌握碰撞传感器的使用，能简单应用碰撞传感器解决生活的一些简单问题，促进创新思维2．掌握碰到障碍物后机器人的任务：机器人碰碰车在机器人前后各加一个碰撞传感器，前面检测的障碍物后退，后面检测的演1．掌握灰度传感器的使用，并能简单应用。显示地面灰度检测值2．掌握机器人轨迹-单地面灰度任务：机器人时装画个直径为半米的个灰度传感器沿着1．掌握多火焰传感器的检测及使用。2．掌握机器人轨迹-单地面灰度手拿一根点燃的蜡米处左右摆动，机器人通过左右传感器蜡烛光线的强弱1．掌握机器人迷宫程序设计的任务：机器人走迷宫利用灭火场地或者简易场地按左右手法则实现机器人走11兴趣小组的开展是对学校机器人课堂教学的一个补充，目前大部分的作法是以每年的竞赛活动为目标，开展兴趣小组活动。活动时间可安排在下午放学后一小时，每周几节可是可由教师根据学校课程时间设置进行安排，课程内容对指导教师：1、建立机器人实验室是实施新课程、培养创造型人才的举措。指导老师应加强学习，努力提高自身业务能力，扎扎实实提高2、由于机器人价格昂贵，而且元器件多，很容易混杂，因而加强财产管理4、学生活动时,教师应坚守岗位，组织和指导活动并处理发生1、珍惜在机器人实验室活动的机会，遵守纪律，开拓创新，发挥聪明才2、活动前首先清点好器材，发现问题及时报告老师，各组器材不能相互混3、使用电脑时不得拆卸电脑部件，不得使用来历不明的软件和光盘。发现4、爱护公物，爱护仪器设备，若由于操作不当，造成器材损坏，应报告老机器人活动开展中除使用核心模块外，一般还要用到各种各样的零配件，学生在装配机器人、调整修改、欣赏学习、搬运等过程中容易出现零配件缺损。因此，器材管理到位是使机器人活动正常进行的机器人实验室要有《仪器管理使用制度》、《仪器借还制度》、《仪器报损赔偿维修制度》、《安全防护及危险品管理制度》、《实验室工作人员职责》、《教师演示实验规则》、《学生实验守则（4）活动前首先清点好器材，发现问题及时报告老师，各组器材不能相互混杂，不经许可不能随意挪用其它组的器材，公用器材用后要机器人实验室是个新鲜事物，对于学生还是领导来说都愿意来实验室参观学学校网站建设机器人项目展示区域，附带文字、图片、视实物展示：实物项目表演、解说等配套完成，主要是领导参观，其他兄弟学一、实验室必须保持安静、整洁，进入实验室后应按指定位置就坐。不得大声二、学生在实验课前，应认真预习实验内容，上课时认真听教师讲解实验目三、实验前应对实验所需的仪器、药品、器材进行认真清点，发现问题及时报五、实验时必须严格按照实验步骤进行操作，要细心观察实验现象，如实做好六、爱护仪器设备，爱惜药品和实验材料。在实验中损坏仪器应主动向教师报告。凡因不按操作规程进行实验而造成的仪器损坏和药品七、废液、废纸、火柴梗及玻璃片等杂物不得倒入水槽中或随地乱抛，应倒入八、实验完毕，应整理仪器装置，清洗器皿，搞好卫生，关闭电源、水源，并一、教师因教学需要借用仪器，用后应及时归还，领用药品应通过实验室工作人中员记录消耗量。领用危险药品需要经领导同意，领用教师在危险药品专用二、为保证实验教学的需要，教学仪器一般不予外借，如同特殊情况，教职工借用仪器需要经实验负责人批准后，实验室才能出借，借用时间不得超过三天。三、外单位借用仪器需经校长批准，时间不得超过一周；过期不还，实验室工作人员应主动与借用单位联系收回，并对借用者给予一四、一切仪器的领用、借出和归还还均须办理有关手续，认真填写仪器借用登一、热爱本职工作，树立为教学服务的思想，熟悉教材，熟悉各类仪器的性能和保管知识。掌握各类仪器的使用方法和维修的二、负责实验室的管理工作，做到：常规管理制度化，仪器存放规范化，仪器保管科学化，各项记录经常化，档案资料系列化。三、定期清点设备、药品和实验材料，根据实验教学需要，及时编制仪器设备、药品添置计划。新到仪器设备、器材、药品应在一周内验收、登记入橱，好实验室所需的仪器、器材、药品，协助任课教师指导学生实验。实验完毕后清点仪器，检查仪器的完好情况，发现问题，要查明原因，按有关规定认真处五、创造条件，开放实验室，协助任课教师组织学生开展课外科技兴趣小组活六、做好实验室的安全防护工作，掌握发生事故的应急处理措施。经常保持室一、实验教学过程中属正常损坏且不能修复的仪器，经学校领导审批后，作报二、因工作失职，违反操作规程，而造成的仪器损坏或丢失，应照价赔偿。对故意损坏仪器者除照价赔偿外，视情节轻重，给予必要处罚。四、仪器发生故障，实验室工作人员要尽可能及时加以排除，或送交专业部门验室提出意见，经本学科教研组长鉴定后报校领导批准，作报废处理并报送当一、教学仪器是进行实验教学，提高教学质量不可缺少的条件，是学校的固定二、实验室仪器设备要按统一要求分类、编号、入帐。