机器人应用教案

机器人应用教案（精选16篇）

1.机器人应用教案 篇一

《机器人》教案

续宗学

教材分析

通过本课学习，了解实际生活中广泛应用的机器人，萌发初步的创新意识；按自己的想象设计机器人，感受创新的乐趣，逐步提高学生的实践能力。教学目标：

1、了解机器人的相关知识，能用绘画的方法画一个机器人。

2、启发学生对科学技术发展的关注，激发学生热爱科学的热情，培养学生的创造精神。教学重点、难点：

1、了解机器人的种类、特点，利用多种绘画用具进行绘画。

2、生动地表现机器人的功能和作用。教学过程：

一、欣赏、感悟、畅想

1、出示一机器人玩具，提问同学们认识它吗？猜猜他能做什么？

2、展示表现机器人的功能和作用的图片，了解当今先进的机器人科技。讨论：机器人的特点和功能。

（1）为什么叫机器人？小结：机器人是从事有用活动，并具有自主行为能力的机器。

（2）机器人能做什么？师概括，在各行各业中（农业、工业、服务行业、军事等）都用到了机器人，它的种类非常多。能帮助人们做好多的事情。

（3）机器人必须是人的样子吗？机器人是用什么材料做的？（4）你希望以后的机器人能为人类做什么？

3、欣赏学生作品：绘画作品中，画的是什么内容，她是怎么样表现机器人的功能的？

二、体验、表现、创新

1、机器人该怎么画呢？现在老师示范一幅《机器人》。

（1）想（首先，我要动脑筋想：我要画一个怎样的机器人？——我要画一个本领高强，神气的机器人。并且它是我自己动脑筋发明出来的，和别人的都不一样。）

（2）画机器人（直接用黑色水彩笔钩边画大体基本形，后画细节（3）添背景（这个机器人在哪？我们还要添画出机器人所处的环境（4）上色

2、用绘画的方法，完成一幅帮助人们做事的机器人。

要求：（1）要有创新，设计要新颖。（2）体现出机器人的功能和作用。

三、展示、交流、评价

1、小组内展示作品，让学生介绍自己的机器人，比比看谁的机器人本领大、谁的最神奇、谁的最实用，能为人们做好多的事情。

2、班内展示优秀作业，你最喜欢那幅画？好在哪里？

四、扩展延伸

今天，小朋友们画的机器人真是棒。希望大家努力学习科学知识，长大后发明出真正的机器人！今天的课就到这里，下课。

教学建议 机器人

1、这节美术课的重点目标是要培养学生创作能力，要让学生欣赏更种各样的机器人，激发了他们的创作力。

2、很多同学对机器人的概念很局限，认为机器人都是机械身体，走路很慢，长得很丑。这会限制他们的想象更会消减他们学习的兴趣，教师应采用多种方式去激发学生去想象、创新。

3、画机器人对于孩子来说还是比较复杂和抽象的，有些底子差的孩子构图不是那么的好，教师要有目的的做好范画欣赏的指导。

4、学习本课时虽然有些学生用画笔表现不出美丽而富有创意的画面，但是他可以通过语言表达出精彩的内容，这是另一种收获，应该给予鼓励。

生活日用品的联想

1、教学中教师要让学生了解生活用品因其用途不同而造型各异，引导学生对生活的关注，培养学生的观察能力。

2、本课的创作包涵了丰富的想象、变形、夸张等造型手法，内容极具趣味性，教学中要让学生感受丰富的联想和大胆的表现带给我们的乐趣。

3、本课根据生活日常用品的不同外形展开联想，教师要注意启发学生发散思维，让学生敢于想象、勇于想象，并敢于实践创作。

4、本课要使作业美观，还要对学生强调注意色彩深浅搭配，用好色彩画面自然不同凡响。

5、日用品多的造型一般比较简单，绘画创作时可提示学生通过装饰，使其形象更生动有趣。

2.机器人应用教案 篇二

目前, 在我国机器人手术尚处于逐步推广阶段, 主要在北京、上海、广州的一些国内一流医院开展, 应用于普外科、泌尿外科、心脏外科的部分手术。自动化内窥镜定位 (AESOP) 机器人系统是第一批进入我国的机器人“医生”, 严格地讲, 它是一只机器臂, 仅仅从事体内探查、定位等辅助工作[1], 而不能胜任真正手术。2007年初, 中国人民解放军总医院引进了世界上最先进的微创心脏外科手术系统——达芬奇全机器人手术, 并建立了我国第一个全机器人心脏外科的技术团队。目前, 已完成300例心脏外科手术, 涵盖了目前世界上机器人能完成的所有心脏手术种类, 成功率100%。随后, 达芬奇机器人手术系统也应用于其他外科领域。现结合进修学习实践, 介绍如下。

1 医用机器人的构造

达芬奇机器人身高1.80 m, 由主控台、移动平台和三维成像视频影像平台3部分组成, 移动平台在病人身边, 它伸出的几个臂, 手术时与病人身体“密切接触”;主控台靠墙, 是医生的操作台;视频系统负责手术视野放大、成像。达芬奇机器人是现代高科技的不断飞跃发展的结果, 是计算机技术、精密机械技术、远程通讯技术和现代医学知识的结合。

2 机器人手术的优势

传统外科手术需要开腹, 切口大、创伤大、出血多、术后并发症多、疼痛明显, 给病人造成生理和心理上的痛苦, 而机器人具有明显优势。①突破人眼局限。医用机器人具有可以进入人体内部的机器镜, 使手术视野放大20倍, 并配有广角镜头, 有7个自由度, 能将控制柄的大幅度移动按照比例转换成病人体内的精细操作。②突破人手局限。在原来手伸不进的区域, 机器手可以在360°的空间下灵活运行, 完成转动、挪动、摆动、紧握等操作, 且机器手上有稳定器, 具有人手无法相比的稳定性及精确度。防止人手可能出现的手抖现象。狭窄解剖区域中比人手更灵活, 因而可完成精细复杂的高难度手术。③手术创口小, 仅1 cm左右, 创伤小、出血少、恢复快, 明显缩短了手术后住院时间, 提高了手术存活率和康复率。④不怕放射性物质和感染性疾病。

3 机器人手术的工作程序

机器人进行手术时, 首先在胸壁或腹壁上打几个直径1 cm的小孔。机器人的3个机械臂通过这些小孔插入病人体内。这时, 手术视野图像通过机械镜放大20倍后在监视器上显示出来。医生通过三维成像系统看清解剖结构, 确认手术部位, 进行外空间手术操作。机器臂与操作者之间通过电路相连, 主刀医生在控制台控制机器手臂的运作, 另1名医生在病人旁边协助。医生控制台有三维视觉系统和动作定标系统, 医生手臂、手腕和手指的运动通过传感器在电脑中精确记录下来, 并且同步翻译给机器手臂, 按照指令在病人体内完成同样的操作, 这其中, 动作定标系统和振动消除系统保证了机器手臂在狭小的手术视野内进行精确操作。

4 机器人手术的特点

触觉反馈体系的缺陷是机器人手术的一个缺陷。这样医生只能通过视觉信息反馈弥补触觉反馈的不足, 对医生的外科技能提出了更高的要求, 必须具有丰富的外科手术经验, 而且医生必须经过专业的培训, 并能及时有效处理手术过程中可能出现的机械故障。

5 机器人手术的未来

目前, 机器人手术并不能立刻普及, 一是机器人造价很高, 大约150万美元, 大部分医院的经济实力达不到;二是在机器人的操作技术方面也不是很容易实现, 需要进行长时间的培训。但是随着我国经济实力的增强, 微创时代的到来, 机器人手术已成为外科的发展方向。美国和欧洲科学家已经成功研制出人类血管治疗的微型机器人, 只有细胞大的纳米机器人可完成体内的显微手术。可以肯定的是, 医用机器人手术逐渐成为微创外科手术的主要潮流, 为外科医生提供前所未有的灵活性及操控性, 从而超越人手极限, 减轻病人病痛, 加快病人康复速度。

关键词：机器人,手术,应用

参考文献

3.虚拟机器人软件的应用 篇三

关键词:机器人教育;虚拟机器人;模拟仿真

中图分类号:TP24文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 06-0000-01

Application of Virtual Robot Software

Dong Jian

(Shenzhen Nanshan Shekou School,Shenzhen518067,China)

Abstract:The software of virtual robot is one of the most excellent platforms for the study of robots in recent years.In this report,it includes the introduction of the soft of virtual robot,and it introduces a few kinds of popular soft of virtual robots ,the affect on the education of robot as well as the advantage and disadvantage of it.

Keywords:Education of robots;Virtual robot;Simulation

目前,智能教育机器人正逐渐成为重要的、流行的,用于培养学生动手能力、计算机应用能力和创新思维的学习工具。伴随着机器人教育活动的深入开展,适用于机器人教育的相关器材和工具也不断发展,新产品不断出现,这些年尤其值得注意的是一种虚拟机器人教育教学软件,该软件具备了一些传统机器人器材无法比拟的优越性,具有极大的推广价值。

一、什么是虚拟机器人软件

虚拟机器人软件所模拟仿真的是目前面向中小学教育的简单机器人设备,它在原来机器人编程平台的基础上,增加了用电脑模拟机器人竞赛或者模拟机器人行为活动的功能,使得机器人程序的执行效果可以直接在电脑虚拟平台上演示,它使得仅通过一台电脑,就完成了机器人从搭建到编程到最终效果展示的全过程。虚拟机器人软件一般具有三大功能:建立虚拟仿真场景;组装虚拟机器人;编写机器人程序。

二、几款优秀的虚拟机器人软件

虚拟机器人软件最早出现在国外,早在2000年,世界RoboCup机器人足球赛的仿真组比赛就是采用虚拟机器人软件来进行的,近几年我国也出现了几款自行研制开发的虚拟机器人软件,特别适应于我国中小学机器人教育活动的开展。比较常见的有中鸣公司的AI-RCJ虚拟机器人足球软件、纳英特公司的3D仿真机器软件、南方数码公司的高仿虚拟机器人软件,其中AI-RCJ虚拟机器人足球软件模拟了一个足球比赛场地,用不同色彩的圆形模拟双方足球队员,球员通过执行编写的程序自动完成找球碰球的动作,特别适合进行对学生编程环节能力的培养。纳英特公司的3D仿真机器软件则采用了3D虚拟现实技术,实现在了机器人及场景的全3D模拟,可有效模拟出灭火、走迷宫、循线等各种机器人比赛环境。南方数码公司的高仿虚拟机器人软件的仿真场景力求真实。真实的地理位置具备真实的地形起伏、地表纹理、构筑物(建筑物)、路面附属物、道路拓扑信息等。

三、虚拟机器人软件较传统实物机器人所具备的优势

虚拟机器人软件较传统实物机器人的优势主要表现在三个方面:

(一)使用成本低

虚拟机器人软件具有购买门槛低、维护成本低的特点。比如要实现面向50个学生开展机器人教学,采用实体机器人教学至少需要购置12套器材才能实现每4人一组一套,如果一套3000元也需要36000元。而采用虚拟机器人软件,购置一套网络版仅需5000元即可满足50个学生同时使用,且无任何维护开支,成本优势显而易见

(二)采用虚拟机器人软件进行机器人教学更为方便和灵活

首先从活动开展的组织者角度来看,采用虚拟机器人软件,可以随时方便灵活地开展不同难宜程度或不同性质的机器人教学活动,无须花费大量时间进行器材以及场地的准备和整理。

其次从活动开展的教育对象来看,采用虚拟机器人软件学习,利用仿真系统的仿真功能可以即时看到编程的效果。学生由此可以很直观地判断程序编写是否正确,也可以根据运行情况修改程序。由于程序运行的及时性、效果的直观性,节约了程序调试时间,提高了课堂效率。

(三)虚拟机器人软件突出程序设计的主体地位

在虚拟机器人编程环境中,不用考虑环境的干扰因素和机器人的硬件差异问题,一切都在理想状态下进行。这样,我们在教学过程中可以专注于程序设计的教学,学生也能把主要精力用在程序设计上。

四、虚拟机器人软件较传统实物机器人所存在劣势

虚拟机器人软件由于没有机器人实物,所以必然也存在一些不足之处,相对实物机器人教学,虚拟机器人也存在一些劣势。比如在调动学生学习兴趣上、在培养学生动手能力上以及在培养团队合作精神上都存在一些不足之处;

对于虚拟机器人软件的一些不足之处,可以在实际教育教学活动中采用适当的有针对性的方法进行弥补,比如在教学时采用循序渐进的教学方式,通过多种挑战任务的设置来激发学生的研究兴趣,通过团队联赛的方式来培养学生的团队合作精神,另外在学生掌握了一定的机器人知识技能时,再辅以实物机器人教学,则能使学生得到全面的提高。

总的来说,虚拟机器人软件依靠其低成本、高效益的优点,能积极有效地推动机器人教育活动的开展,对于此类软件的研制开发以及推广使用的研究也对我国机器人教育活动开展具有极大的意义。

参考文献:

[1]张爱红.机器人虚拟示教的实现方法

4.手工教案 机器人 篇四

教学目标：

1.学习简单对称的剪纸方法，锻炼学生的手眼协调能力，增强学生的审美能力，培养学生耐心细致的性情。

2.通过剪纸，培养学生对剪纸艺术的兴趣，对剪纸艺术有初步的了解。重难点：

通过学习简单对称的剪纸方法，锻炼学生的手眼协调能力。课时安排：一课时 教具使用：

材料：“机器人”活动图片，胶水 工具：剪刀，刻刀 教学过程：

一、激情导入：

包头剪纸是我国非常有名的一种剪纸艺术。它吸收了北方游牧和中原农耕两种截然不同的文化，具有别样的塞上风情。今天我们来剪一幅“机器人”作品，学习一下对称剪纸的基本手法。

二、活动过程：

1.将“机器人”活动图片按虚线对折，剪下。2.画上一只眼睛、半张嘴和身上的花纹，并剪掉。3.摊开“机器人”，用各色彩纸装饰，看谁做的漂亮。4.欣赏包头剪纸作品。作业：自己用一张纸剪一个自己喜欢的对称图形。

5.遥控机器人教案 篇五

1、学习听信号向指定方向变换走。

2、能集中注意听信号及时变换动作，培养快速反应能力。

3、使小朋友们感到快乐、好玩，在不知不觉中应经学习了知识。

4、学习游戏的玩法及规则。

活动准备：

1、鼓一面(有吊带的)。

2、场地布置。

活动过程：

1、准备活动：队列练习。

原地踏步走、齐步走、跑步走、立定、稍息等。

2、基本活动。

(1)出示大鼓，引起幼儿兴趣。

1、教师：我这里有一面大鼓，猜猜我今天带它来做什么?

2、幼儿猜测并回答。

(2)幼儿按鼓声节奏踏步，根据鼓声的缓和急分别踏慢和踏快。

1、教师：当鼓声响起的时候，小朋友开始有节奏地踏步。

2、教师：听，鼓声有什么变化?鼓声渐渐变快，请你们的脚步跟着鼓声也快起来。

3、鼓声渐渐慢下来，请你们的脚步也跟着慢下来。

(3)幼儿按鼓声齐步走，鼓声快，朝前走得快;鼓声慢，朝前走得慢;

1、教师：听，鼓声又有什么变化(一下敲鼓面，一下敲鼓边)?这种鼓声表示朝前齐步走，我们来试一次。

2、幼儿齐步朝前走，根据鼓声急缓，变化行走的速度。

(4)幼儿按鼓声信号双臂上举足尖走。

1、教师：听，鼓声又有变化了(用槌敲击鼓边)，这表示双臂上举足尖走(教师同时示范)。

2幼儿双臂上举足尖走，并根据鼓声急缓变化速度。

(5)游戏：“遥控机器人”。

玩法：幼儿扮演机器人，教师手中的鼓便是遥控器。机器人听到不同的信号就变化不同的走路方法。如上臂上举足尖走(鼓边)――快――慢――原地有节奏踏步(鼓面)――慢――快――齐步朝前走(一下鼓面一下鼓边)――慢――快。

增加游戏难度：场地的四角设四个较大的拱门，门标志分别为椭圆形门、梯形门、半圆形门、长方形门。教师说出门标，幼儿朝指定的门走，在走的同时注意听鼓声的变化变换速度。可以走4-5次。

3、放松活动。

(1)在轻音乐中，幼儿捏、搓身体各部位放松。

6.《机器人》大班音乐教案 篇六

活动目标：

1.在音乐的情境中，体验活动的乐趣。

2.培养动作造型及相互配合能力。

3.尝试用肢体动作有节奏的表现机器人律动的特点。

4.乐意参加音乐活动，体验音乐活动中的快乐。

5.通过听、唱、奏、舞等音乐活动，培养学生的创编能力与合作能力。

活动重难点：

尝试用肢体动作有节奏的表现机器人律动的特点。

体验机器人动作慢、僵硬、一顿一顿的特点

活动方式：

集体、分组和个别相结合。

活动准备：

物质准备：音乐、课件。

活动过程：

一、导入：谈话导入

教师：大二班的小朋友你们看过机器人吗？（看过）

机器人做动作和我们地球人做动作一样吗？（不一样）

有什么不一样？谁知道？（机器人做动作一个一个的向上升；）

还可以怎么说？（机器人做动作很慢很慢的向上升）

教师总结：机器人做动作是一下一下，一顿一顿，顿顿的做动作。

二、展开

1.刘老师来当地球人，请你们来当机器人，老师做向左看以下的动作。（老师边说边做）

机器人会怎么做？（先请幼儿自己做动作，教师再带领幼儿一起做向右看的动作，教师加上“咳、咳、咳、回”）

2.讲解机器人动作要领。

（1）其实机器人做动作是由程序的，我们今天机器人做动作的程序就是 “看、看、看、回”（幼儿跟着往四个方向做）

过渡语：看来这个难不倒你们，现在地球人不做动作，地球人来说话，“你们好吗？”机器人会怎么说呢？请幼儿学说。（教师带领幼儿边向左右看边说我们一边做动作）

（2）故事带动幼儿做动作

有一群机器人他们特别爱旅行，有一天这些爱旅行的机器人他们乘坐了飞船（教师边说边做乘飞船的动作）来到了一个星球上，他们想找机器人同伴，左看看、右看看，看得他们能量都用完了，充上电，又继续上看看、下看看，最后终于找到了机器人朋友，他们和朋友交换了能量，变成了一个新型机器人。

过渡：机器人我们一起乘坐飞船去旅行吧，听音乐和老师做动作，听音乐教师和幼儿边说边做动作。要求最后的变型动作要和老师一模一样。

（3）学一遍机器人坐在椅子上走路的动作，教师边说“走、走、走、咳、咳、咳” 师幼同做。

过渡：我们再次乘上飞船去旅行吧？（教师和幼儿再做一遍）

（4）提问：刚才小朋友有没有发现，机器人找朋友的时候是按哪些顺序去看的呢？

一起说“左、右、上、下”这次我不提醒你们顺序，你们能记得吗？

第三次做，教师不提醒方向。

（5）刚才机器人坐在椅子上是这样走路的（教师做动作），机器人站起来会不会走呢？（请一幼儿师范，教师配以“咳、咳、咳”的音响效果）

（6）起立学走。

要求：听好机器人指挥长的指挥口令走好机器人的路

机器人走路功能测试现在开始，倾听指令走。

（7）宣布机器人走路功能测试合格，请大家登上飞船。做一遍律动。

结束时要求：变得和我一模一样吧，想再请大家变成一个和老师不一样，也和朋友不一样的机器人造型。

3.不同造型的机器人

给你们三秒的时间，做出和朋友不同造型，引导幼儿有高、底、矮不同造型的机器人。

第二次造型测试，评价比刚才好多了，有起飞的，洞洞的等，给你们个大拇指。

（1）继续旅行，要求：交换能量后机器人变成你们刚才创造的那么多好看的漂亮的造型好不好。请机器人登上飞船。（完整地做一遍）。

（2）进一步创造动作

每一次机器人都做得那么好，为了奖励你们这次我带领你们到一个星球去，请看大屏幕（幼儿自己观察说）到底是哪呢？（土星）

土星的要求是：我们这里欢迎大型机器人，而且是要两个机器人才能组合成一个大的机器人。所以待会我们到土星上去旅行要一边走一边去找机器人朋友。交换能量时我们知道一个人是这样（双十合适），两个人怎样交换？对接交换能量，（和幼儿对手示范），对接交换能量以后就请两个机器人变成一个大机器人造型，有没有信心做好？

评价造型：我来找一下这次组合成功的机器人造型。手脚连在了一起，一左一右叫左右型机器人；对称型机器人；高低型机器人。机器人都连起来了。

（3）两人一组造型。

奖励聪明的机器人我们再去另一个星球好吗？

出示月球。要求是两个机器人变成左右型机器人造型。和机器人朋友交换能量后要变成左右型机器人。

完成后，讲评左右型机器人造型

（4）我决定再带你们去一个星球，银河系以外的“蓝月星球”这个星球要能量很大的机器人，高低型机器人，他要什么样的机器人？（高低型机器人）。

讲评造型，高低退连在一起，

（5）出示图片，这是哪里？（地球）地球上需要一个超大巨无霸机器人，几个机器人连在一起，（四个）两个机器人会叫唤能量，四个怎样交换能量？请四个幼儿师范。

完整做一遍，讲评机器人造型。

三、结束

跟地球（屏幕图片）、地球人再见。听音乐走出教室自然结束。

教学反思：

新的课程改革突出了教学过程中以幼儿为主体，主动探索学习、主动解决问题的理念。教学过程不仅仅是教师教、学生学的陈旧思想，而是以故事引导，以游戏形式为主线，激发幼儿内在的潜能，从而达到玩中学、学中玩的境界。同时结合艺术教研组《在艺术活动中培养幼儿表现力的策略研究》，如何在游戏过程中、激发幼儿对音乐律动的喜爱，在活动中表现自我，是我设计的所在。本节活动中主人翁“机器人”是幼儿常见的玩具，其动作僵硬、一顿一顿和缓慢的特点无时无刻不吸引着孩子们的`眼睛，为此选取了本节活动。

本节律动活动的音乐很有特点，但旋律不是很明显，比较新颖有趣。活动中，开题就解决了机器人动作慢，一顿一顿的特点，又在机器人旅行的过程中突破机器人坐着走和站着走的难点动作，第三部分简单的几张图片就完成了教学目标2。整节活动中环节较为流畅，能够达到预设目标。

活动不足：

1. 由于自身条件原因对音乐前奏分辨偶尔出错。

2. 幼儿坐的位置没有明确要求，导致幼儿站着做动作有时受影响。

3. 机器人动作造型时，由于教师提的要求不够明确，致使每次活动前幼儿先找伙伴，而不是边走边找。

针对本人本次活动的不足从以下几个方面进行改进

1. 利用一切机会提高自身音乐素养；

2. 提高自身驾驭课堂的能力，尤其是应变和语言组织能力；

7.餐厅服务机器人的应用分析 篇七

1.1 机器人发展

从第一台机器人的诞生到现在已经走过了半个多世纪的旅程;在日本、美国等机器人产业发达的国家, 超过半数的劳动力已被工业机器人所覆盖, 装机量超过百万台, 形成了巨大的工业机器人产业链。同时, 非制造用机器人这些年来也在迅速发展, 不论是机器人的稳定性、精确性、还是可编译的程度都在不断上升, 而机器人的成本和价格却在不断下降。[1]

1.2 餐饮业现状

2015年, 中国餐饮业的整体市场规模已经超过了两万亿元大关。但是, 随着我国劳动力价格的上升, 餐饮业的利润却下降。越来越多的餐厅不再考虑如何大肆扩张, 而是努力控制成本, 提高效率, 使利润回升。在我国劳动力成本逐渐增长, 劳动力出现结构性短缺的当下, 机器人代替人工从做“人做不到的事情”到做“人不愿意做的事情”已经成为一种趋势。

2 现有餐厅机器人分析

美国机器人协会 (R IA) 对机器人的定义是:“机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的, 通过可编程序动作来执行种种任务的, 并具有编程能力的多功能机械手 (m anipulator) ”。

1929年, 德国的米勒 (M iele) 公司制造出了欧洲第一台电动家用洗碗机。在亚洲, 最早从事厨用机器研发和生产的是日本。而在中国, 直到2010年才有人关注餐厅机器人领域。按照使用场地划分, 餐厅机器人可以分为厨房机器人和餐厅服务机器人。本文主要讨论餐厅服务机器人。

2.1 厨房机器人

厨房类机器人指的是在厨房工作的机器人。这类机器人主要面对的用户是厨师, 旨在减轻厨师的工作量。厨房类机器人主要包括炒菜类机器人和洗碗机器人。对于复杂烹饪等功能, 目前机器人无法很好胜任。即使是炒菜机器人, 大多需要将食材提前放入, 操作起来未免繁琐。虽然炒菜机器人做出来的东西质量稳定, 但未免口味单一, 缺乏变化。

如图1是一种比较常见的家用炒菜机器人Y SF54B, 售价为1500元, 由荣事达科技有限公司研发。这种机器人能做到自主加温搅拌或者翻炒。但它需要使用者自主加入食用油和配料。机器人的程序中存储了12种炒菜程序, 使用者也可以使用机器自定义功能设定翻炒时间和温度。

2.2 餐厅服务机器人

大众最关注的莫过于餐厅服务机器人。它们在大堂上不断穿梭, 为客人点餐和送餐。

图2为广州博斯特智能科技有限公司2015年设计的咖啡厅送餐机器人。能够在餐厅里面为客人点餐, 送餐。外观呈滴水型, 造型优美。它具有红外避障、语音交互等功能, 能出色地完成咖啡厅的点餐和送餐工作。

图3中所示的是由新加坡科技研究局研发的服务机器人O livia。O livia的语音识别系统相能与客人进行简单互动。O livia可以代表目前亚洲机器人的高端水准。然而在实际运用中, 普通餐厅因其高昂的成本不会使用这种机器人。而高档餐厅比较注重人性化个性化服务, 因顾忌怠慢客人, 不会大规模使用。因此, 这种价位过高的机器人并适合目前的餐饮市场。

如图4的是由新加坡Infinium R obotics所开发的飞行送餐机器人。飞行送餐机器人是以无人机为原型制造的服务员机器人, 能在空中投递食物。由于成本相对较高, 并且需要人工维护控制, 这种飞盘送餐机器人的定位为高端餐厅。图2和图4两种机器人对餐厅来说成本相差并不大, 但是由于国内外技术的差距, 飞盘式机器人能更高效地完成任务。从另一方面来说, 飞行机器人需要更高昂的购买和维护成本。图2中的机器人可以运用于以机器人为卖点的主题餐厅, 以提高客流量;图4中的机器人适用于高档酒店。高档酒店使用机器人不是为了节约成本或提高客流量, 而是为了打造品牌, 希望服务员有更多的时间放在高附加值的服务上, 例如听取客户反馈或是向客户介绍菜品等。

3 存在的问题

尽管现在餐厅机器人能吸引很多大众注意力, 但是问题还有很多, 阻碍着餐厅机器人的发展。

3.1 环境适应性差

在实验室安静无障碍的环境中, 餐厅机器人的语音识别和循迹能力都表现良好。但是在餐厅的实际使用环境中, 餐厅机器人的抗干扰能力比较差。餐厅嘈杂的环境严重影响机器人的语音识别功能的发挥。餐厅人员的走动、顾客好奇的触碰等, 都会严重干扰机器人的循迹和定位功能。

3.2 用户体验有待提高

目前送餐机器人对餐桌的处理能力比较差, 只能将食物端到客人面前并要求客人自取。为了防止好奇的小孩破坏机器人, 很多餐厅阻止顾客直接接触机器人。

3.3 外观不够美观

从现有的产品来看, 国内大多数是欧美科幻风格。顾客来机器人餐厅就餐, 大多是为了看机器人尝鲜。但目前大多数机器人的外观尚未达到令人满意的程度。

3.4 回头率低

虽然目前每一家机器人餐厅的开业都能引起巨大的轰动, 但这种轰动来的快去的也快。大多数人对于机器人餐厅的感觉都是去一次尝尝鲜就够了, 平时还是去传统餐厅好。回头率过低, 严重影响了餐厅机器人的投资回报率。

3.5 维护成本高

目前, 餐厅机器人的运营成本普遍偏高。机器人的充电、维修等, 都需要真人来操作。使用机器人的成本实际比雇佣真服务员还要贵。

4 发展前景

2014年, 中国餐厅机器人产值约1500万元人民币。目前市场上餐厅机器人均价在5万元左右, 毛利率超过300%。按照这种发展趋势, 本人预计2015年餐厅机器人产业将有50%的增长率。目前国内做餐厅机器人的企业有十家左右, 具有代表性的企业有上海惊鸿、深圳欧凯、沈阳新松、穿山甲机器人等。

迎宾、送茶、送餐、点餐等比较简单的工作, 现有机器人已经能够胜任。餐厅大多数情况下运用机器人是为了减少人工成本或者是制造噱头以获得更大的利润。随着餐厅机器人日渐普及, 人们对其新鲜感也会日渐下降, 继而对其质量提出更高的要求。在未来, 人们将会更加注重个性化, 也因此在未来餐厅机器人将会发掘出更多可能开发的功能。如扫描二维码, 通过手机向机器人下达指令等等由此来完成更多的人机互动, 而不是千篇一律的冷冰冰的服务。

5 结论

在中国, 餐厅机器人已经逐渐走进大众的视野。中国餐厅机器人面临的难题, 也是世界上餐厅机器人面临的难题。餐厅机器人将日益智能化和个性化。未来多年, 餐厅机器人还将保持这种蓬勃发展的强劲势头。餐厅机器人是一个前景广阔、值得去投入的市场。

参考文献

[1]陈黄祥.智能机器人.机器人的过去, 发展现状和未来展望, 2012.

[2]姜山.服务机器人.机器人技术与应用, 2004.

[3]赵立军.室内服务机器人移动定位技术研究[博士论文].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2009.

[4]张炜.环境智能化与机器人技术的发展.机器人技术与应用, 2008.

8.中国农业机器人的应用及发展现状 篇八

关键词 农业机器人 ；农业机械 ；应用现状

中图分类号 S183

Application and Development Status of China's Agricultural Robot

LI Yulin1） CUI Zhende1） ZHANG Yuan1） LI Mingfu1） LUO Wenyang2） GE Chang1）

（1 Institute of Agricultural Machinery， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，

Zhanjiang，Guangdong 524091；

2 South Subtropical Crops Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，

Zhanjiang，Guangdong 524091）

Abstract Agriculture is one of the 21st century robotics trends of agricultural machinery. Summarizes the historical background of agricultural robots， summarizes the characteristics of the structure and function of agricultural robot， developed agriculture and our various research and application of robots to explore the main application areas of agricultural robots， the final analysis summarizes the application of robotics in agriculture currently there are still problems， and the development of China's agricultural robots were discussed.

Key words agricultural robot ； agricultural machinery ； application status

农业机械化是现代农业的基石，是实现农业现代化的重要标志。随着中国人口结构老龄化问题的日益严重，直接从事农业生产的劳动力，尤其是从事繁重的田间劳作的劳动力，年龄普遍偏高，人力资源严重不足，产业成本逐年增高。同时，中国还面临着：土壤肥力逐渐下降、耕地资源不断缩减、水资源短缺、农村地区环境污染不断加重和农业生产成本快速增高等严重制约农业健康发展的问题。在生产实践中，大量采用农业机器人进行作业，从而降低人工劳动强度和生产成本，提高产业循环率，这是解决农业生产劳动力资源不足，生产力低下的根本出路[1]。

农业机器人是一种新型的智能农业机械装备，它是人工智能监测、自动控制、图像识别技术、环境建模算法、感应器、柔性执行等先进技术的集合[2]。目前，农业机器人已经有了很大的发展，一些机器人已经可以取代人工进行一定的农业活动，如田间及温室喷洒农药，部分作物收获及分选作业，以及一些人类完成有困难的工作，如高处采摘等现在就可以通过农业机器人完成。在农业生产中广泛使用农业机器人，将会极大地改变传统农业的劳作模式，降低了对大量劳动力的依赖，实现从传统农业向现代农业的转变贡献力量[3-4]。

1 农业机器人特征、结构及分类

1.1 农业机器人特征

与应用于工业领域的机器人相比，农业机器人具有以下几个突出的特点[5-6]：

①作业对象复杂：不同于工业材料，农作物一般都具有容易受到损伤的特点，而且其种类多种多样，形状又各有不同，在三维空间里生长发育的程度不尽相同，甚至个体之间具有很大的差异性，农业机器人需要具有很强的识别能力，并以此为依据做出不同的动作，且力度恰当。

②作业环境复杂：随着时间和空间的不同，农作物不断的生长变化，这就要求机器人要适应其不断变化的开放性作业环境。除了受园地倾斜度等地形条件的约束外，农业机器人的作业环境还受到季节、光照、大气等自然条件的影响。因此，农业机器人在具备柔性处理作物能力的同时，还要能适应不断变化的自然条件。这种苛刻的作业环境要求农业机器人在视觉、判断力和知识推理等方面具有很高的智能。

③操作要求特殊：农业机器人的操作者一般是没有机械电子相关知识的普通农民，因此要求农业机器人的设计必须满足较高的可靠性、易用性和易于维护的特性，以提高农业机器人的普遍适应性，真正将农业机器人广泛用于实际生产。

1.2 农业机器人基本机构

农业机器人以农业生产为目的，具有信息感知和可重编程功能，具有仿人类肢体动作的半自动或柔性自动化设备。农业机器人集成了人工智能技术、图像识别技术、通信技术、传感器技术和系统集成技术等尖端科学技术。农业机器人主要由末端执行器（end-effecter），传感器和机器视觉系统（sensor and machine vision），移动装置（traveling devices），控制装置（control devices）等组成[7]。

末端执行器（end-effecter），也被称为机器手，以工作原理不同，可分为夹持式手爪、磁力吸盘式手爪、空气负压式吸盘、多关节多手指手爪及顺应手爪；以机械手的位移控制方式不同，可分为圆柱坐标机械手、直角坐标机械手和极坐标机械手三种。机械手的动力源有3类：电动执行器，包括步进伺服电机、直流伺服电机、交流伺服电机；液压执行器，包括轴向活塞式油缸、双杆油缸、液压马达；气压执行机构，包括气缸、气动电机、摆动电机。

传感器和机器视觉系统（sensor and machine vision）包括：测量距离、力等因素的传感器，测量其自身位置、速度、加速度、角度等因素的传感器，获取图像及位置信息的机器视觉系统[8]。

移动装置（traveling devices）的主要形式有：腿式移动、履带式移动、龙门式移动、导轨运动和轮式移动。

控制装置（control devices）通常采用单片机，DSP芯片，计算机等。

1.3 农业机器人分类

依据作业领域的不同，农业机器人可分为：设施农业机器人、田间生产机器人和农产品加工机器人3个大类，每类农业机器人，又可根据作业目标的差异进一步细分，如图1所示[4，8-11]。

2 中国农业机器人发展概况

在农业机器人的开发方面，发达国家起步较早，发展迅速。欧洲国家以及日本、韩国等已开发出用于收获草莓、葡萄、柑橘、西红柿、黄瓜等水果蔬菜的多种农业机器人，且其作业效率高、质量稳定，打开了农业机器人开发应用的局面[9，12]。这些发达国家已实现农业生产的规模化、精准化，其设施农业的快速发展也促进了其农业机器人开发应用的不断进步。

中国农业机器人起步晚、底子薄、投资规模小、发展速度缓慢，目前仍处于理论研究时期，距离实际应用还有许多难题需要解决，与发达国家相比，差距很大。不过经过国内相关研究单位的不懈努力，目前我国也已取得了一定的成果[8，13]。

作为中国农业机器人技术最早的研发单位之一，中国农业大学通过多年的技术攻关，开发出了自动嫁接机器人，已经成功地进行了生产试验，解决了脆弱易损伤的蔬菜幼苗机械化嫁接难题，为中国温室栽培的蔬菜瓜果嫁接的规模化、产业化提供了一种先进的具有自主知识产权的自动化嫁接技术和经验。东北林业大学开发了一种应用于林木球果采摘的农业机器人，具有很高的作业效率，可以在短暂的林木球果成熟期内大量采摘林木种子，解决了人工采摘所带来的作业危险系数高、效率低下、成本高等问题，对于森林资源的保护、更新、可持续发展都具有重要意义。其他高校和科研院所，如南京农业大学、上海交通大学、西北农林科技大学、陕西科技大学也进行了农业机器人的相关研究，目前已成功研制出采摘草莓、黄瓜、茄子、番茄等水果蔬菜的农业机器人和用于除草的农业机器人。据调查，中国在应用于耕作、施肥、喷药、部分农作物收割等领域的农业机器人均积累了一定的研究基础，形成了一定数量的研究成果[14]。

和发达国家相比，国内的农业机器人技术相对薄弱，可靠性、精度和效率等方面还存在相当大的差距。目前，国内科研人员的研究目标主要集中在图像分析和机械控制等领域，研究对象也以西红柿等球形果蔬为主，对其他异形果蔬研究较少，且大部分样机尚未市场化。

3 农业机器人现存问题

尽管一些农业机器人已可取代人工完成部分农业生产活动，但在应用于实际生产中存在3个方面的主要问题[15]：

①为适应复杂多变的作业环境农业机器人必须具备较高的智能和柔性，如基本的识别和避障能力。近年来，研究人员已经逐步将研究的重点从机械构造方面专享机器人视觉、人工智能等领域，在视觉识别、自动导航、定位等技术上已有较为成熟的解决方案。但在一般情况下，农业机器人的智能水平比较低，无法取代人工。

②农业机器人的可靠性和稳定性不能满足农业生产的需要。复杂多变的生产环境、性状多样的作业对象、苛刻的作业质量需求，导致农业机器人必须具有很高的可靠性和稳定性。系统故障、智能不足都会对农业生产造成无法估量的后果；

③农业机器人的成本高，市场无法承担其高昂的价格。目前，农业机器人尚处于起步期，各组成部分及系统尚未完善，未能规范化、模块化、批量化生产，因此，农业机器人整机价格高，操作及养护费用高。同时，目前的农业机器人只适用于农业生产过程中的某一个环节或某一项特定作业，如播种、采摘等环节，不能用于从种植到收获的全过程，再加上农业生产季节性显著，导致农业机器人的利用率低，又间接提高了农业机器人的成本。

4 中国农业机器人发展展望

随着中国科技和经济的快速发展，国家对农业机械化发展的扶持力度不断加大，农业产业结构调整和农业生产的集约化逐步提高，中国农机化事业进入了前所未有的良好发展时期。作为国家的基础产业，农业生产的发展直接影响到了经济发展和社会稳定。遵循国际先进农业发展趋势，发展农业机器人技术，并广泛应用于农业生产，以提高资源利用率和农业劳动生产率，进而实现从一个农业大国到农业强国的转变。

农业机器人技术的先进性和先导性决定了其必将成为未来中国农业技术装备研发的重要内容之一。借鉴国际农业机器人发展经验，中国农业机器人研究可以从以下几个方面进行创新研究[16]：

①改变农业机器人的高度模仿人类动作的思路，以作物的物理特性为目标，以稳定可靠的技术为依据，开发出机器人易于实现的动作来替代仿人类的动作，实现智能化；

②通过生物工程、设施农业等方法使作物尽可能均质，以降低对农业机器人各方面技术水平的要求；

③开发集成终端执行器和计算机软件，来扩展农业机器人功能，做到一机多用，以提高农业机器人使用效率，降低农业机器人整体成本。

参考文献

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[2] 罗锡文，区颖刚，赵祚喜，等. 农用智能移动作业平台模型的研制[J]. 农业工程学报，2005，21（2）：83-85.

[3] Spencer S. Robot milkmaids to become a commercial reality[J].Industrial robot，1999，26（2）：112-114.

[4] 戴乃昌. 农业机器人的发展和应用初探[J].农机化研究，2009（2）：241-243.

[5] 方建军. 移动式采摘机器人研究现状与进[J]. 农业工程学报，2004，20（2）：273-275.

[6] 田素博. 国内外农业机器人的研究进展[J]. 农业机械化与电气化，2007（2）：3-5.

[7] 王建军，武秋俊. 机器人在农业中的应用[J]. 农机化研究，2007（7）：174-176.

[8] 闫树兵，姬长英. 农业机器人移动平台的研究现状与发展趋势[J]. 拖拉机与农用运输车，2007，24（5）：13-15.

[9] 胡桂仙，于 勇，王 俊. 农业机器人的开发与应用[J]. 中国农机化，2002（5）：45-47.

[10] Kondo N， Monta M， Fujiura T.Fruit harvesting robots in Japan [J]. Physical， chemical， biochemical and biological techniques and processes， 1995，18（1-2）：181-184.

[11] 汤修映，张铁中. 果蔬收获机器人研究综述[J]. 机器人，2005，27（1）：90-94.

[12] 崔 勇. 农业机器人的研究与应用浅探[J]. 南方农机，2008（1）：35-37.

[13] 李 牧，陆怀民，方红根，等. 我国农林机器人的研究现状及发展趋势[J]. 森林工程，2003，19（5）：39-41.

[14] 沈明霞，姬长英. 农业机器人的开发背景及技术动向[J]. 农机化研究，2000（2）：31-35.

[15] Ceres R，Pons FL，Jimenez A R.Design and imp1ementat ion of an aided fruit-harvesting Robot[J].Industria1 Robot，1998，25（5）：337-346.

9.大班音乐律动教案《机器人》 篇九

执教人：刘健

活动目标：

1、锻炼幼儿的模仿能力。

2、让幼儿感受音乐带来的快乐。活动准备： 音乐 活动过程： 一：开始部分

与客人老师打招呼 二：基本部分

1、见过机器人吗？见过机器人刷牙吗？请小朋友探索，（老师示范）接着老师示范机器人洗脸的动作，幼儿一起跟着做。

2、师：有一个神秘的星球，住着一群机器人，可是这群机器人在星球上住的太无聊了，于是，他们决定乘坐飞船来地球，看看地球人的生活是什么样子的？ 飞船准备出发啦——嗖

放音乐，幼儿跟随老师一起做动作

3、请幼儿说一说机器人刷牙，洗脸，是什么程序？（老师引导幼儿做一遍），再次听音乐做一遍。

三：机器人首领听说高邮湖非常美丽，决定来看看——放音乐，做动作。

1、机器人看到一个地球人在钓鱼，请一个幼儿模仿机器人怎么钓鱼。（放音乐，让一个幼儿模仿地球人钓鱼，其他幼儿模仿机器人看地球人钓鱼）

2、放音乐，让一个幼儿模仿地球人划船，机器人（其余幼儿）跟着学

3、请一个地球人（幼儿）把刚才的钓鱼，划船连起来听音乐做一遍，其他机器人（幼儿）跟着一起做。

四：飞船降落在了我们高邮的体育馆（让幼儿站在小凳子后面）请幼儿说一说在体育馆看到了什么（跑步，举哑铃）？让幼儿用动作表示出来。

老师示范机器人做跑步，举哑铃的动作，听音乐，老师，幼儿一起做跑步，举哑铃的动作

五：游戏——地球人找机器人做朋友

（1）放音乐，另一个老师做地球人，其余做机器人，听音乐，做动作（地球人，机器人的动作不一样），音乐一停，地球人去找一个机器人做朋友（找到朋友后要手对手）

（2）再请一个地球人（幼儿）教机器人两个动作——游泳，射箭，放音乐，一起做动作，音乐一停，地球人去和一个机器人手对手，转一圈交换能量，地球人就变成了机器人（机器人变成了地球人），游戏继续进行 六：活动结束

10.机器人导游信息技术教案 篇十

教学目标：

1.知识目标：理解机器人产生转弯的原理；知道如何让机器人转弯和如何控制机器人转弯的方向；知道通过设置机器人转弯延时来控制转弯角度。

2.能力目标：会编写机器人转弯的程序，能根据机器人运行情况，调试出转弯的准确时间。

3.情感目标：感受到模块化解决问题的思想，体会将一个复杂的问题分解成几个问题分别来解决的思想方法。

教学难点：

机器人转弯的原理。

课时安排：

1－2课时。

课前准备：

机器人；编程环境；机器人旅行场地。

教材分析：

本课的意图是让学生控制机器人完成一个比较复杂的动作――走折线。学生已经有了控制机器人走线段的经验，所以本课的目标首先是让学生体会如何把这个比较复杂的“走折线”问题分解成三个小问题：让机器人“走线段”――“转弯”――“再走线段”。“转弯”是新的任务，因此，本课的重点和难点就是让学生理解机器人转弯的原理，会控制机器人转弯的方向和角度。

教学建议：

1.创设情境，引出主题。

可以展示机器人导游线路，宣布机器人的工作任务：沿着“绿─黄─红”折线路线完成导游任务。

2.引导学生分析任务。

把这个任务分解成几个小任务来做？最关键的问题是什么？

3.探索机器人转弯。

(1)引导学生通过现实生活的经验，理解机器人转弯的`原理知识。可以通过分析汽车、履带车等转弯的过程来理解转弯。也可以让学生先用手控制机器人在场地上转动，然后引导学生观察机器人左右轮子的转动情况，来体会机器人转弯的原理。

(2)让学生动手试验，以分组交流讨论的形式来研究机器人转弯的方向和角度。

4.综合三个任务，完成导游工作。

5.活动小结。

让学生说说这次探索活动的收获和感受，总结把一个问题分解成几个小问题分别处理的好处，总结研究转弯的方法。

练习建议：

11.机器人应用教案 篇十一

【关键词】机器人技术;科技小发明教育;创新;应用

教育要实现创新，才能使学生具有创新品质，才能培养学生的创新能力，科技小发明教育能够有效培养学生的创新能力，应该在职高教育中得到重视。但是传统创新教育只能培养学生有初步的创新思维。在创新作品的制作过程中，学生还是无能为力。不知道如何进行创新发明。本文基于以上问题，使用机器人作为创新教学的平台，它能够有效提高科技发明教育的效果，其教育的创新品质就可以得到有效体现。它能使学生全面了解制作所需要的电学，机械学，计算机学的知识。可以为学生制作打下坚实的基础，使每个学生都能成为小小发明家，促进学生动手操作能力及创新能力的发展。

一、在职高开展科技小发明教育的现实可行性

实施创新教育是教育发展的必然要求，是人才培养的重要举措。科技小发明活动是创新教育的一个非常好的表现形式，在职高学校开展科技小发明教学有其现实的可行性，主要表现在以下几方面：（1）职高生具有一定的知识基础（2）职高学校具备相应的设备基础（3）职高学生的学业相对轻松。目前科技小发明教育的基本方式普教与职教基本相同，一般采用的是实例式的教学方法，即老师出一个实例，让学生了解一下创新的基本思路，比如说两用粉笔擦，先说明一下与传统的粉笔擦有什么不足，也就是不能干湿两用。然后教师引导学生发现问题后设计改进策略，学生会想到采用两个盒子分别装干的与湿的，这样干湿两用的粉笔擦就设计成功了。在这个过程中，培养了学生的创新思维。当然这一培养方式有一重大的缺陷，学生因为制作与发明的基础知识不足，而导致他们在实际发明的过程中不知道如何开始发明。光有一个想法，而不知道怎么实践。

二、在科技小发明教育中引进机器人平台的必要性

科技小发明虽然在提高学生创新能力方面有着极为重要的价值和意义，但在实际教学过程中，还存在一些问题，具体如下：（1）学生有了创新点，不知道如何制作出来（2）由于没有相应的设计与制作基础，学生也不清楚原设计的优点与缺点（创新的核心就是发现问题，解决问题），现在的小发明教育中在实施的过程中还存在一定的不足之处，存在一定的问题，要解决这个问题，本文介绍的机器人教学平台就完善的解决了这一问题。也就是需要在传统小发明的实例教学中增加机器人技术这一教学内容。机器人技术能够成功解决这些问题，能够提高科技小发明教育的效果，是值得实施的教育措施。

三、机器人平台在教学科技小发明教育中应用的价值

1.通过发明实例教学开阔学生眼界，培养学生的发散性思维。机器人技术在小发明教育中应用，通过实例教学可以开拓学生的眼界，学生通过对机器人技术的学习，了解相关技术原理和实践操作，对学生的创新思维能力的发展，发散思维能力的发展具有积极的意义。

2. 机器人教学能够培养学生兴趣，为学生制作打下基础，提高学生的专业能力。机器人技术教学可以有效提高学生的学习兴趣，同时其中的技术原理，设计步骤能够为学生学习技术发明技术奠定基础，能够有效提高学生的动手操作能力，提高学生的专业素养。

3.机器人平台在创新教学的优势

机器人教学的优势有以下几方面：（1）是一门有趣的课程。机器人课程是非常有趣的，乐高机器人号称是3岁到80岁的人都喜欢的一种东西。（2）隐藏细节，降低学习难度。对最难的编程而言，机器人的编程采用图形化的编程方式，不需要输入代码，直接用类似流程图的图标拉就行，不会出现单词拼写错误和语法错误的问题。学生下载了马上就可以看到效果，学生挫折少，兴趣高。（3）知识含量大，可以说是学好了一本通。机器人是一门交叉性很强的综合性学科，涉及到许多基础学科，以多种学科理论为基础。机器人又是一门实践性很强的学科，涉及到多方面的技术，均需要通过实践来实现。（4）在进行机器人项目的学习中能养成学生良好的科学素养。机器人课程具有高度的综合性。强调学生广泛地接触和收集各方面的资料，综合多学科知识，通过动脑、动手设计作品或产品，扩大知识面，提高综合设计能力。（5）养成了学生良好的团队分工与合作的素质。机器人项目的开展过程，其实就是一个完整的产品研发过过程，包括设计-搭建-编程-调试-改进。可以说小发明所需要的基本知识，基本技能，基本方法都包含在内。

四、如何规划机器人课程为科技小发明教学服务

科技小发明的制作无非为声光电一体化，需要电子、计算机、机械加工三合一的知识，因此在组织课程时，除了要让机器人项目有趣、易学，还要加强以上几方面的内容。在选择项目的原则是低起点、小步子、叠进式，把课程的内容分为功能原理部分，设计与组装部分，算法与程序部分，综合测试与调试部共四个部分的内容进行组织。在功能与原理部分把平时设计所需要的电子元件，机械元件进行原理说明，让学生能知道参数，了解原理，掌握判断元件的好处和挑选符合设计要求的元件。在设计与组装部分让学生详细了解元件的使用过程和搭建技巧，能让学生在搭建的过程中掌握选择合适的材料，设定相应的安装计划。在算法与程序部分让学生能够掌握把实际问题抽象成数学问题，算法问题最后以程序的形式来实现这一问题。在综合测试部分，让学生能够掌握各种测试的方法，让学生能够排除故障，调整参数。

在实际的操作的过程中，我校采用了以下方式来组织教学。首先在高一的学生中开设机器人通识班，主要通过学习“认识机器人”、“机器人小昆虫”、“机器人书法家”、“机器人保龄球”、“机器人运动会”，“机器人搬箱子”等几个项目让学生全面了解机器人。通过有趣的机器人学习，让学生掌握常用的动力器件：直流电机与伺服电机。常用的传感器：电流，电压传感器、温度传感器、红外传感器、指南针传感器、地面灰度传感器等。常用的编程与控制方法：顺序结构、分支结构、循环结构、基于时间的编程方法。有了这些知识与技能的储备，学生可以有能力进入到下一环节。

在高二阶段，开展机器人比赛，鼓励学生参加各类的机器人比赛（如：机器人灭火，机器人足球，机器人工程等）让他们对所学的知识加巩固。能够灵活使用所学知识对机器人加以改造，进一步提高学生对各元件参数的了解。同时在这一阶段，开始加入传统创新教育的内容，让学生了解创新，培养创新意识，提高创新能力。

在高三阶段，制作创新作品，参加创新比赛。同时教授科技专利书的书写方法及申请方法。鼓励学生把自己的想法变成创新作品，把创新作品变为科技专利。

通过以上的创新教学的课程安排，科技小发明活动在学校开展非常成功。多次获得全国，省级创新发明一等奖。而且有七项发明获得了国家发明专利。

总之，在职高教学中培养学生的创新能力是很重要的，是素质教育的主要内容，是21世纪人才培养的重要标准。在职高教学中开展科技小发明教育对培养学生的创新能力具有积极作用，但存在一些问题，而如果机器人技术应用于科技小发明教育就能有效解决这些问题，并且具有其独特的优势，因此，要重视机器人平台在创新教育中的应用，能在一定程序上促进教育的有效发展。

【参考文献】

[1]管会生.机器人教育与机器人产业[J].中国信息界.2011（09）

[2]吕春鹏.我国教学机器人发展问题综述[J].中学教学参考.2011（23）

[3]秦健，崔鑫治，李晓刚.我国机器人教育研究现状与我校校本课程建设[J].中国信息技术教育.2011（08）

12.工业机器人的应用和发展趋势 篇十二

20世纪中期, 随着计算机、自动化技术和原子能技术的发展, 现代机器人开始在美国得到研究和发展, 使工业机器人在工业生产中得以广泛使用。工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机。它们通常配有机械手、刀具或其它可装配的加工工具, 能够搬运材料、工件, 完成各种作业, 是一种柔性自动化设备。

二、工业机器人发展历程

早在1954年美国乔治·德沃尔首次设计出第一台电子程序可编的工业机器人, 并于1961年发表了该项专利。1962年美国通用汽车公司投入使用, 标志着第一代机器人诞生。从此, 机器人开始成为人类生活中的现实。之后, 日本使工业机器人得到迅速的发展。目前, 日本已成为世界上工业机器人产量和拥有量最多的国家。

80年代, 世界上生产技术的高度自动化和集成化, 使工业机器人得以进一步发展, 并在这个时代起着十分重要的作用。

第一代机器人, 一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年, 美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统, 从而宣告了第二代机器人———感知机器人的问世。这代机器人, 带有外部传感器, 可进行离线编程。能在传感系统支持下, 具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人, 正在各国研制和发展。它不但具有感知功能, 还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作, 即按任务编程。

我国机器人研究工作起步较晚, 从“七五”开始国家投入资金, 对工业机器人及其零部件进行攻关, 完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986年国家高技术研究发展计划开始实施, 智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿, 经过几年的研究, 取得了一大批科研成果, 成功地研制出了一批特种机器人。

从90年代初期起, 我国的国民经济进入实现两个根本转变时期, 掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮, 我国的工业机器人又在实践中迈进一大步, 先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人, 并实施了一批机器人应用工程, 形成了一批机器人产业化基地, 为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。

三、工业机器人在工业、生产中的应用

工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业, 或是危险、恶劣环境下的作业, 例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工、金属制品业和简单装配等工序上, 以及在原子能工业等部门中, 完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。在日、美、西欧等一些工业发达的国家中, 工业机器人得到越来越广泛的应用。

四、工业机器人在其他领域中的应用

随着科技的发展, 机器人功能和性能的不断改善和提高, 机器人的应用领域日益在扩大, 其应用范围已不限于工业, 还用于农业、林业、交通运输业、原子能工业、医疗、福利事业、海洋和深空探测等事业中。

例如在海洋开发方面。我国在争取公海海域优先开采权的过程中, 由国家“863”计划研制的6000米水下无缆自治机器人系统先后两次出海, 获得了海底锰结核分布的珍贵资料, 使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一。

深空探测领域方面。由于机器人的自身特点和功用, 可以处在人类无法到达或相当危险的环境中去工作, 因此, 它的重要性再次体现。例如, 我国启动的“嫦娥工程”探月工程论证和关键技术的攻关, 中国首先登上月球的是机器人而不是人, 它对月球进行考察、分析、取样。“机器人遥控操作系统”模拟了科学家在地面操作太空机器人的行动。“神舟七号”的发射成功, 机器人再次的应用在我国也愈加显得重要。中国几代人航天梦想的实现, 使科学家们的眼光越来越集中到深空探测领域。

五、工业机器人的发展趋势

机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表, 是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域, 是多种高新技术发展成果的综合集成, 因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有:

1工业机器人性能不断提高 (高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修) , 而单机价格不断下降。

2机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。

3工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展, 便于标准化, 网络化;器件集成度提高, 控制柜日渐小巧, 采用模块化结构, 大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4机器人中的传感器作用日益重要, 除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外, 视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。

5机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的热点之一, 纷纷探索开拓其实际应用的领域。

13.贪玩的机器人韵律活动教案 篇十三

大班韵律活动：贪玩的机器人

动作建议：

第l-4小节：机器人局部身体活动;(动作特点：断顿)

第5-8小节：机器人全身活动。(动作特点：断顿)机器人倒数期间：机器人找伙伴。(两人一组)第9-16小节：机器人随音乐跳舞，听到“呀”声出拳。

第13-14小节：机器人随音乐速度的变化跳舞，最后没电停止。

游戏玩法：

出拳游戏两节一轮回，机器人笑声部分胜的一方挠对方痒痒，两人出拳相同就互相亲一亲。

活动目标：

1、与同伴配合玩游戏，能在不同乐句处做相应动作。

2、初步了解并掌握机器人断顿、机械、僵硬等动作特点。

3、喜欢和同伴一起表演机器人，体验“机器人”游戏的乐趣。

活动准备：

l、活动前教师带领幼儿玩“石头剪刀布”的游戏

2、完整音乐及分段音乐

3、一位教师配合表演机器人游戏

活动过程：

1、谈话导入勘儿初步了解并模仿机器人。

2、引导幼儿感知音乐，观察并表现机器人断顿、机械的动作特点。

1)倾听音乐的“充电”乐段。

①教师：听一听，音乐的什么地方表示正在充电中?什么地方表示电充满了?(根据幼儿的反应，可再让幼儿倾听一遍音乐)

②小结：音乐节奏比较弱的时候，表示正在充电中;音乐节奏变强了，表示充电满了。

2)观察机器人充满电前后动作的变化，了解断顿、机械动作特点。(关注点：发现机器人在充电中是身体局部活动，充满电时是全身活动，继续了解机器人“断顿”的.动作特点)

3)幼儿随音乐表演充电。

①教师：你这个机器人想从哪里开始充电呢?(关注点：尊重、鼓励幼儿的想法)

②幼儿跟随音乐表现机器人充电。(关注点：引导幼儿自主评判，鼓励幼儿表现出机器人动作的“断顿、僵硬、机械”等特点)

3、与同伴配合玩游戏，根据不同乐句做相座动作。

1)幼儿倾听“玩”的乐段，改编游戏“石头剪刀布”。

2)在音乐情境下观察教师与同伴机器人玩游戏。止后“呀”声中“出拳”，“出拳”前机器人自由舞蹈)

3)幼儿尝试与同伴共同游戏。(关注点：幼听音乐进行游戏，教师观察幼儿是否及时找到伙伴，在“呀”出现时与同伴合作玩出拳游戏，并提醒幼儿注意表现机器人的动作特点)

4、幼儿选择不同的位置进行充电，体验与小朋友结伴完整游戏的快乐。

1)请幼儿尝试完整地游戏一一充电中、充满电、出拳。组织幼儿互相评价：你的伙伴表演的机器人好吗?哪里好?他是怎么做的?

2)交换玩伴再次完整游戏。

14.机器人应用教案 篇十四

一、教学目标：

让用实体机器人在微缩的宁夏旅游线路上，像观赏景色一样按指定的旅游线路行走。

二、教学重、难点：编制程序

三、教学方法：举例法

观察法

四、教学时间：1课时

1、明确本节课的学习目标。

2、搭建机器人

（1）、搭建机器人的步骤如图12.2到图12.7所示。两个电机分别连接1、2端口,左右侧的灰度传感器分别连接A、B端口,实际组装过程中,为了保证连接牢固,可以多用些“转轴”。

（2）、登录 Irobot3D,打开图形化程序编辑窗口,按图128所编制程序,设置相关指令的属性。

（3）、指导学生完成搭建。

3、编制程序

完成“游宁夏”任务的程序如图12.8所示。

三、下载程序与调试运行

按图12.1所示,在一张浅色的大纸上画一个椭圆,把机器人放在椭圆线上,让它两侧的灰度传感器正好位于椭圆线条的两侧。打开机器人电源,执行程序, 观察机器人是否会不断自动调整行走方向,始终沿着椭圆线路前进。1.本节课“游宁夏”任多中提供的旅游线路是一个椭圆,请自己另外设计一个旅游线路,让机器人完成任务,观察效果

15.机器人手术在妇科的应用进展 篇十五

1 机器人手术的发展

最先应用于妇科手术的机器人辅助技术被称为声控机械臂,主要是通过声音对腹腔镜手术中安置的照相机进行控制,以使外科医生可以在手术的过程中,采用两只手进行同时手术操作,以实现手术效率的提高,从而有效缩短患者的手术时间,在很大程度上降低患者在手术过程中发生并发症的机率。随着机器人技术的不断发展,当前,由美国开发的dVSS是当前唯一用于商业的机器人手术装置[5～7],此装置主要由可视系统、医生控制台和患者三个部分组成,而且具有四条交互式的机器人手臂,可以通过控制台对手术操作进行控制,其中的三条手臂用于操作电切刀、钳镊和双极电凝器等医疗器械,而且这三条工具臂具有充分的活力,可以进行自由活动,在对患者进行手术操作的过程中,不仅能够保证手术操作的精确度,同时还能够保证操作的灵活度,以确保对患者手术治疗的效果。另外一条手臂属于内镜臂,也就是所谓的可视系统,临床医生在对患者实行手术的过程中,可以通过眼孔对手术中的三维图像进行分析,并能够通过踏脚和手动控制器对机器人的手臂进行操纵,以确保对患者实行手术的准确性,并促进手术过程的顺利进行[8,9]。

2 机器人手术的应用优势

2.1 手术安全性高

随着临床医学技术的不断发展,机器人技术在临床上应用于妇科疾病治疗的范围越来越广,采用此种手术方法对患者进行治疗,可以有效的降低患者在手术过程中的出血量,并且对患者的创伤较小,手术后患者所感受到的疼痛也比较小,所需要的康复时间较短,对于减轻患者的经济负担和精神压力起到了良好的促进作用。此外,采用机器人手术系统辅助手术治疗,临床医生可以通过三维视野清楚的看到毛细血管,这样就可以在很大程度上降低医生对患者误治的机率,以大大提高了对患者手术治疗的安全性[10～13]。

2.2 手术操作灵活性高

机器人手术系统不用于人的结构,由于其中的工具壁可以灵活的向7个方向转动,帮助临床医生实现一些无法完成的姿势,以确保对患者手术操作的准确性,同时还可以提高操作的精确性和协调性,以方便对患者创口的缝合和打结,缩小伤口,更好地促进患者的快速恢复。此外,临床医生应用其辅助手术操作,就可以选择舒适的坐姿进行手术操作,缓解了医生的压力[14,15]。

3 机器人手术的应用缺陷

机器人手术虽然对于妇科疾病手术治疗的效果较为显著,但仍存在着一定的缺陷,由于是机器人手术操作,导致临床医生无法感觉到操作时应用力量的大小,从而导致组织分离,在缝合和牵拉过程中出现一定的困难,不利于对患者手术治疗的顺利进行。对此,临床医生要不断的提升自身的手术治疗技巧,以有效弥补触觉反馈缺陷,更好的促进对患者的治疗效果[16]。

4 机器人手术在妇科的应用

当前,随着临床医学技术的进一步发展,机器人手术在妇科疾病治疗中得到了广泛的应用,子宫切除术,应用到子宫切除术中,可以有效的缩短患者的手术时间,并减少患者的术中出血量,从而促进患者的快速康复。子宫肌瘤剥除术,实行此项手术的目的是为了满足女性的生育需求,实行机器人技术治疗,可以大大降低患者术后出现并发症的机率和复发的机率,对于患者的效果显著。输卵管吻合术,机器人手术可以大大提高患者的手术成功率,并缩小患者的创口,吻合效果较为显著。子宫内膜癌手术,机器人手术可以为临床医生提供清晰的手术视野,减少患者的失血量,保证患者的生命安全,同时促进患者生活质量的提高。宫颈癌手术,采用机器人手术方法可以缩短患者的住院时间,确保患者在手术过程中的安全,并对于癌症晚期患者,有效延长其生存期限[17～19]。

16.机器人应用教案 篇十六

摘 要:本文试图把任务分析的理论和技术引入到我国的中小学机器人教学中,使我国的中小学机器人教学更加符合教与学的规律。为此,本文先介绍了任务分析的含义与基本步骤,然后就任务分析的教学理论和技术分析了教学目标中的学习结果类型、分析学习的支持性条件、确定学生的起点能力和将学习任务进行排序,并就如何应用于中小学机器人教学设计的实践作初步的尝试和探讨。

关键词:中小学机器人教学;任务分析;起点能力;使能目标;学习类型

中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1673-8454(2009)20-0048-02

一、任务分析的含义与基本步骤

任务分析作为一门复杂的教学设计技术,直到现在,教学专家尚难形成一致的任务分析定义。广义教学设计中的任务分析包括教学目标分析、编写教材、编制形成性或终结性测试题和选择教学的策略等。其中任务分析应从目标设置与陈述开始,当然所有的教学步骤的设计也离不开任务分析。本文主张的任务分析指的是课堂教学设计中的任务分析,它是为教师选择教学策略服务的,教师的任务就是把本课程的教学目标落实到每个教学单元或每一节课中,教师在安排课时计划时首先需要设置和陈述清晰的教学目标。在陈述了具体的教学目标后,在进行任务分析时应有以下三个基本步骤:(1)将陈述的教学目标纳入学习结果的相应类型中,也就是运用目标分类理论对教学目标进行分类;(2)分析每一个学习结果需要的条件,分析要教的任务得以实现的内部和外部学习条件,并排列出它们的先后顺序;(3)确定与教学目标有关的起点能力,包括基础知识、智慧技能和认知策略等。

二、分析教学目标中的学习结果类型

教学目标是预期的学生学习结果,它将所学课程提出的理念和目标具体化,并为学习结果的测量与评价提供了依据,而任务分析这一技术的核心思想就是分析教学目标,揭示教学目标所属学习结果的类型,是确定学习条件及其学习任务顺序关系的基础。目前指导任务分析理论比较常用的有加涅的学习结果分类理论和奥苏贝尔“同化”理论等,加涅将人类学习分成五类,分别是言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度,其中前三类学习结果属于认知领域,第四类属于动作领域,第五类属于情感领域。[2]

根据中小学机器人学科的特点,并结合加涅的学习结果分类,我们试图将中小学机器人课程的教学目标进行分类,表1列出了本课程教学目标中学习任务举例及其所代表的学习结果类型,其中左边一栏是用行为动词陈述的目标,行为动词“陈述”、“选用”、“搭建”、“用……”和“察看”分别暗含的学习结果类型是言语信息、智慧技能中运用规则、认知策略、执行动作技能和态度。

三、分析每一个学习结果需要的条件

不同类型的学习,要求有不同的学习条件。我们往往把影响学习中小学机器人学科的条件分为学生自身的内部条件和外部条件。内部条件又分为必要条件和支持性条件。必要条件是不可缺少的学习条件,支持性条件是一般有助于学习的条件。

在中小学机器人教学中,学生要掌握“制作分拣机器人”一课内容时,[1]如“传感器概念及其功能、分拣机器人模型设计及搭建、分拣机器人控制电路设计与连接和相应程序的设计与调试”等知识技能是学习制作分拣机器人的必要条件,缺少其中一个,学习就不能发生。而“用调试程序测试各类传感器”是一种认知策略,它有助于制作分拣机器人的学习,所以被称为支持性条件。此外学生的注意力、学习动机等也是支持性条件。由于这些情感领域的条件是对如何学习都起支持作用的,这种一般性条件就不必具体分析。没有支持性条件,其学习不一定能发生,但会影响学习的效率。

我国的现行教学理论及最新课改目标的描述中只有含糊的“知识与技能”概念,没有智慧技能概念,更谈不上学习的必要条件和支持性条件。这样就导致教师的教学设计跟着感觉走,这种现象应通过现代教学设计原理的学习予以避免。

机器人学科教师应掌握智慧技能的必要条件和支持性条件,一般我们要求强调学生的动手能力,并不是说学生手的肌肉不会动,而是指他们可能缺乏智慧技能,不知道如何借“手”来完成一定的智力任务。在机器人教学中,认知策略很重要,但不能单独学和单独教,必须渗透在智慧技能和言语信息中学和教,态度和认知策略一样,也没有必要单独教,也应渗透在学科知识和技能中学和教。

四、根据内部条件分析,将学习任务排序

任务分析一般是从终点目标开始。在确定学习结果类型之后,从终点目标逆向反复提问:“学生要完成这一目标,他必须先具备哪些能力?”一直追问到学生的起点能力为止,然后把学生需要掌握的学习目标分层次一一排列出来。教师在进行上述任务分析时,可依据已有的机器人教材,将要上的某个教学单元或某一节课所需完成的学习任务按序列分成若干步骤即可。

例如,在“制作分拣机器人”中,[1] 其中有一个“认识和实现光反射传感器(简称光感)对环境(颜色)的识别”的学习任务,对此进行了任务分析,从起点目标开始,依次实现子目标(任务)……直到终点目标。子目标又称为使能目标,它是使终点目标得以实现的次级目标,一旦任务分析完成后,教学的顺序也就确定了。

五、分析学生的起点能力

学生的起点能力是指学生在学习新的知识技能之前学生原有的学习习惯、学习方法,具备的相关知识和技能水平等。通过任务分析方法,我们就可以清楚地知道学生要达到“认识和实现光感对环境(颜色)的识别”这一学习目标所需要的起点能力是什么,其中“会选择合适的光感,能确定主控板上光感接口,知道驱动光感的接口函数”,同时也是本教学单元所要的学习目标,因此,教师在教学中就应该十分重视上述内容的教学,才能达到总的教学目标。倘若学生不具备起点能力,教师要及时补救;否则,就不能进行新知识技能的教学。即使强行进行知识技能的教学,也势必导致机械学习的发生。

由于学习者的起点状态水平对新的学习成败起着决定性作用,所以一般有经验的优秀教师在讲新课前或者是在新课的教学过程中通常采用课堂提问、课前小测验或观察学生的操作等方法,对学生的起点能力进行分析与诊断,在确保达成规定教学目标的85%后,才能进行下一步的学习。其目的是确保学生在接受新知识前,必须具备适当的起点能力。此外,机器人学习往往离不开其他学科的知识学习,所以例如数学、物理等技能学习也是决定机器人知识学习的重要起点能力。

任务分析需要有坚实的学习理论基础,它是一门比较复杂的教学设计技术。目前我国中小学机器人教学设计主要还是依据个人的经验,缺少科学的理论分析。如果在中小学机器人教学设计中引进了任务分析思想,而且能用任务分析的思想指导教学过程的设计,那么不论教学目标是否列出过程目标,教师都会根据学习的规律进行创造性的教学。

参考文献:

[1]王荣良.小学智能机器人[M].上海:上海教育出版社,2007.

[2][美]加涅,皮连生译.教学设计原理[M].上海:华东师范大学出版社,1999.