淺談AELOS教育版仿人機器人

齊旭陽

摘 要 隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，機器智能逐漸融入課堂教學(xué)，教育機器人的出現(xiàn)、創(chuàng)客教育以及STEM教育的需求，機器人教育逐漸走入大眾視野，進(jìn)入中小學(xué)的課堂。為了更多的了解AELOS教育機器人，本文從外觀設(shè)計、操作控制以及可視化編程三個方面探索了AELOS教育版機器人的特性。為之后更好地進(jìn)行教學(xué)課堂培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科思維打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 機器人 仿人機器人 STEM 可視化編程

中圖分類號：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 AELOS機器人的由來

21世紀(jì)以來，隨著人工智能技術(shù)與機器人技術(shù)的發(fā)展，機器人的發(fā)展已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。在國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確指出，要在中小學(xué)階段開展與人工智能相關(guān)的課程建設(shè)，推廣編程教育的發(fā)展，尤其是機器人教育的發(fā)展。

機器人教育對教育創(chuàng)新的推進(jìn)包括創(chuàng)客教育、STEAM 教育、素質(zhì)教育、STS 教育（科學(xué)、技術(shù)、社會）和教學(xué)改革。 Chris Rogers 認(rèn)為，機器人教育能夠?qū)ⅰ癊ngineering” 帶進(jìn)基礎(chǔ)教育中， 培養(yǎng)學(xué) 生的 STEM素養(yǎng)，推動基礎(chǔ)教育改革。AELOS教育版仿人機器人也就在這樣的大背景下誕生的，它是由樂聚（深圳）機器人技術(shù)有限公司推出的。AELOS教育版機器人通過軟硬件結(jié)合，融入了STEM教育和創(chuàng)客教育理念，是一種青少年能夠親身接觸并實踐到的人工智能產(chǎn)品。

2 AELOS機器人的外觀設(shè)計

AELOS是典型的仿人型雙足可編程機器人，單看AELOS本體，它是仿人型機器人設(shè)計，擁有類似人類的外觀特征：頭部、四肢和軀干。AELOS全身采用黑白配色，干凈整潔、科技感十足。構(gòu)成Aelos的材料主要是鋁合金+ABS，具有環(huán)保無毒而且質(zhì)量輕的優(yōu)點。另外，它的陽角均采用圓角處理，避免了青少年在使用時誤傷手指等安全問題。

AELOS 教育版擁有12個傳感器分別是光敏傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、顏色傳感器、刺激性氣體傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、觸摸傳感器、碰撞開關(guān)、人體紅外傳感器共9個可插拔的外置傳感器，和紅外傳感器、加速度傳感器、地磁傳感器等3個內(nèi)置的傳感器;Aelos機器人可接入11個外置擴展模塊，其中2個為輸出模塊，它們分別是LED燈和電機風(fēng)扇（串口包括1、2、3、5、8）AELOS EDU的電機風(fēng)扇和LED燈只能插在1號串口。其余9個均為輸出模塊，接口位置分別是2和3。

3可視化編程體驗

AELOS教育版主要是采用可視化的積木編程，先通過拖動積木模塊來搭建程序流程，配合幾種內(nèi)置傳感器或大量的擴展模塊來實現(xiàn)與環(huán)境的交互，然后由交互的反饋結(jié)果和編寫的程序來執(zhí)行對應(yīng)動作與任務(wù)。與簡化版不同，教育版編程采用的是任務(wù)驅(qū)動或競技為導(dǎo)向的編程開發(fā)模式，它強調(diào)的是邏輯思維和創(chuàng)新能力。

3.1火災(zāi)預(yù)警

AELOS EDU的外置傳感器中有一枚火焰?zhèn)鞲衅鳎阉迦霗C身插槽后能實時探測自己身邊出現(xiàn)的火焰，并進(jìn)行預(yù)警。

Step1：用USB數(shù)據(jù)線將AELOS硬件設(shè)備與電腦連接，并連接串口。

Step 2：在左邊控制選項中選擇開始模塊，設(shè)置遙控器9號按鍵為啟動鍵，啟動程序后，機器人將執(zhí)行慢走動作。

Step 3：選擇傳感器模塊，并設(shè)置端口3為火焰?zhèn)鞲衅鳌?/p>

Step 4：設(shè)置當(dāng)火焰?zhèn)鞲衅鞯膮?shù)小于50時，啟動報警程序。

Step 5：程序創(chuàng)建完成后，點擊下載按鈕將程序下載到AELOS體內(nèi)。

Step6：點擊遙控器9號鍵，即可啟動程序，查看編程是否成功。

3.2障礙破除

前面的編程實例我們都插入了外置傳感器，其實在沒有外置傳感器的情況下，利用AELOS EDU機身內(nèi)置的紅外傳感器也能編程實現(xiàn)許多有趣的功能。

Step1：用USB數(shù)據(jù)線將AELOS硬件設(shè)備與電腦連接，并連接串口。

Step 2：在左邊控制選項中選擇開始模塊，設(shè)置遙控器9號按鍵為啟動鍵，啟動程序后，機器人將執(zhí)行慢走動作。

Step 3：選擇傳感器模塊，并設(shè)置端口5為紅外傳感器。

Step 4：設(shè)置當(dāng)紅外傳感器的參數(shù)大于140時，執(zhí)行舉手動作循環(huán)3次，否則就執(zhí)行握手動作。

Step 5：程序創(chuàng)建完成后，點擊下載按鈕將程序下載到AELOS體內(nèi)。

Step6：點擊遙控器9號鍵，即可啟動程序，查看編程是否成功。

4結(jié)語

總體而言，隨著STEM教育與創(chuàng)客教育的不斷發(fā)展，我國的青少年編程教育迅速發(fā)展，尤其是機器人編程更是發(fā)展迅猛。樂聚Aelos教育版機器人同時具有的仿人型雙足機器人形態(tài)、專屬的編程軟件、豐富的擴展模塊等這些優(yōu)良特質(zhì)，必將會使其在在中小學(xué)機器人教育教學(xué)中培養(yǎng)孩子的多學(xué)科思維發(fā)揮著越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 國務(wù)院.新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃[Z].2017-07-20.

[2] 劉慶升.未來十年人工智能應(yīng)用場景前瞻[J].中國信息界，2019.

[3] 黃榮懷，劉德建，徐晶晶等.教育機器人的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2017.