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思科技术经理 头条文章作者
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参观乐高机器人的最新黑科技,我被惊得目不转睛

转载 2019-12-02 09:08:31

前段时间,因为我写的小学课堂计算机教案被中国教育学会评选为年度优秀案例,因此我被邀请回国参加中小学信息技术教育论坛的分享和颁奖,还是我母校南京大学的主场。

没想到那次论坛竟然有一个分会场,是乐高最新机器人教学方案的展示。

针对现在最流行的STEAM教育(STEAM指的是Science科学、Technology科技、Engineering工程、Art艺术和Math数学),乐高展示了她们最新研发的全套解决方案。

现场有一张桌子,堆得都是各种各样的乐高机器人,看着它们销魂的舞姿,我也醉了,真想每样都拿一套!但我知道老婆会批评我“败家”的……

正好借着这个机会,给你们看看国际上最流行、最新式的机器人教育是啥样子!

Part.1 乐高会场一览

我们那天的会场很有意思,会议厅分成了很多小桌子,周围一圈座椅。

桌子上堆满了各种乐高套件,还有用来编程的电脑,给老师们体验。

不一会儿,屋子里面就坐满了人,全部都是中小学的老师。

当老师们玩起乐高的时候,就跟孩子们一样开心和专注。

这位头发花白的阿姨应该是一位德高望重的老教师,她也在乐高中寻找给学生们的教学灵感。

不得不说,中国老师们都是很伟大和辛苦的,不管多大的年纪,她们都在不断地自我充电和学习,就是为了给孩子们传递最好的教育!

Part.2 机械是骨骼

机器人分为两个部分,一部分是机械结构,另一部分是编程。前者就像一个人的骨骼,而后者就像一个人的大脑。

现场有个环节特别有意思!

主持人拿着一个机器人,跟大家说要组织一个机器人赛跑比赛,大家的任务就是给机器人装上腿,做一个跳跳虫,看看谁跑得快!

不就是装个腿吗,那多简单,很快就有几位老师报名。

一位老师给机器人装上腿后,一通电,这机器人妖怪了,扑腾扑腾地原地打转,愣是不往前跑。

每组只有20分钟的组装时间,时间一到,两组机器人整装待发,开始比赛!

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=v3028buh2h2

两个憨态可掬的机器人,一个一溜烟地跑得贼快,另一个则原地打转转,大家哄堂大笑。

我后来回家也特地用咱们之前定制的机械组积木实验了一把,这是我搭的两个机器人。

用同样的马达,这个机器人跑不动。

而这个机器人却跑得飞快。

其实原因很简单。第一个跳跳虫用了一根弯曲的杆来作为驱动,因为摩擦力小会打滑,导致基本无法前进。而第二个跳跳虫由于使用橡胶的轮胎,摩擦力大,所以能够前进得很快。

别小看这些简单的结构,这里有很多的门道呢!这也是机械结构的魅力,只有结构设计的好的话,机器人才能顺利工作滴!

Part.3 编程是大脑

前面说的机械部分是机器人的骨骼,有了机械结构设计,机器人就有了个躯体。但是如何让机器人动起来,按照人类的指示行动呢?这就需要编程控制啦!

1、自动分拣机

下面这个机器人就是用乐高EV3做的自动分拣机。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=s30200d95g8

当货物到达蓝色的托盘处时(由两个销组成),传送带将货物送入分拣槽,在分拣槽的另一端,是一个智能化的识别传感器,可以自动识别货物的种类,并分别送入不同的目的地。

你看这个机器人,首先得有一个结合齿轮和履带的机械结构,然后再加上红外线、颜色、压力传感器,通过编程来控制机器工作。

2、智能制造

在现场演示中,我还看到用乐高做的机械臂,自动抓取货物挪到另一个位置。通过这个项目,孩子们可以体验到智能制造的基础原理。

这种机械臂其实就是一种典型的工业机器人,它可以执行预先设置好的任务和动作,自动取放物品,不断地重复动作,从而在一定程度上取代人类的重复劳动,而且效率更高,错误率更低。

3、垃圾分类机器人

再看这一台模拟的垃圾分类机器人,它可以识别不同的垃圾,然后将垃圾放入不同的分类框中。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=o30209iwm7n

这种垃圾分类机器人就有了初步的人工智能,它必须能够自动识别各种垃圾,并且将它们挑出来放到指定的位置。

4、支持Python编程

以前乐高编程都是用的图形化设计语言,类似Scratch那样拖拖拽拽的,就像下面这样。

但是因为如今的人工智能很多都用Python来编程,因此乐高也开始支持Python,就像下面这样。

而上面我们看到的乐高做的机器人,也都是用Python编出来的。

Part.4 憨爸的感触

十天前,我组织了一场线下活动,邀请了10个家庭去全球最好的印刷厂(当纳利印厂)参观我们《2020 DK天才百科日历》的制作。

ps. 日历已经印刷完毕,正运往当当、京东的各地仓库,最近这段时间会陆续发货。

当时孩子们欣赏到最先进的工业机器人的制作流程,印刷流程完全机器人自动操作。

流水线作业,效率奇高,而且不用休息,不会出错!

自从欣赏了乐高机器人的展示后,突然发现那些看似高深无比的工业机器人,原来也没有那么复杂,离我们很近,用那些零零碎碎的小积木竟然就可以模拟。

说白了,所有的机器人,无论是复杂的工业机器人,还是孩子学的乐高机器人,里面的原理都很相似,都分为机械和编程两部分,用齿轮、轴承这些机械结构来搭建骨骼,用Python、Java等编程语言来构筑大脑。

不过那天参观工厂,我们发现一个新问题。因为这跟我们以前对工厂的印象完全不同,偌大的现代化工厂,竟然车间里只是放了一堆机器,零零散散地走着几个工人。

朋友就很忧心忡忡,“现在机器人用的是越来越多,一个车间全是机器,都没几个工人了,将来孩子会不会一毕业就失业呀?”

正好后来朋友和我一起去乐高教育展,我就问他,“要不你搭一个机器手臂出来,可以自动抓货物的那种?”

朋友抓耳挠腮,想了半天没有想出来……

我,“你看,机器人取代的都是那种简单重复的工作,如果你的孩子能设计机器人,那么这种工作可是机器人永远搞不定的!”

我们没必要担心未来人工智能、机器人是否会取代人类,影响孩子的工作。其实不管我们怎么担心,它们都在那里,都在慢慢浸入我们的生活。

只要我们从小让孩子学会思考、善于创造,那么无论在什么时候,孩子都会充满竞争力!这也是让孩子从小学习机器人、开拓思维的意义!

对了,我们前段时间做了一个乐高积木拼搭小程序,里面有上百种拼搭造型,还有对应的习题。小程序是完全免费的,只要你们有积木就可以对照着玩!点击这里能看到小程序的介绍!

我们还做了一套机械拼搭的课程,并搭配积木,教孩子机器人的机械结构原理,点击这里能看到课程介绍!

憨爸在美国

硅谷工程师爸爸,分享美式教育理念和资源,专注于英语、数学、科学启蒙,一定让你脑洞大开哟!

公号ID:hanhanusa

微博:@憨爸在美国


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