高职院校智能机器人教学方法初探

摘　要：摘要：近年来，各大高职院校将智能机器人教学作为一种创新平台进行实践，虽然起步较晚，但是智能机器人的教学对于学生的创新意识起到了一定的推进作用。本文提出了在高职院校中开展智能机器人教学的一些方法,以便使学生尽快掌握智能机器人的学习与设计，同时培养学生的学习能力和创新意识。

关键词：关键词：高职院校 ；智能机器人 ；创新

中图分类号：G4    文献标识码：A     文章编号：
　 将智能机器人逐步应用于传统产业已成为我国高科技的发展趋势。高职院校的主要目的是培养能够服务于生产管理一线的高级技术应用型人才，在此背景下大量的高职院校已经相继建立了智能机器人创新实验室，并且多数开设了智能机器人教学的选修课程。智能机器人作为一门综合技术，涉及到了计算机传感器、自动控制、电子技术以及人工智能等多个专业。高职院校的智能机器人教学，主要是通过对智能机器人的简单设计和实践使学生掌握对智能机器人的实际操作，从而加深学生的自我学习能力，激发学习的兴趣和创新意识。
下面就以上海英集斯公司的大学版智能机器人MT-U作为教学模型来进行探讨。
1.利用创新配件，激发学生的学习兴趣和创新意识。
　 MT-U型智能机器人具有丰富的二次开发能力，其高度的模块化设计使学生可以进行多次的拆卸和重装。机器人的配件中含有20种以上的传感器、20种以上的扩展卡以及各用比赛和创新用的机械配件。通过对众多配件的功能说明可以激发学生的想象力和创新意识。碰撞传感器可以使智能机器人感知碰撞环上所返回的碰撞信息，通过编程实现机器人自动后退、左转、右转和前行的功能，不同的速度值和时间值设置会使机器人在面对阻碍物时产生不同的方向和避障效果；远红外传感器通过对热源的检测来对机器人的动作进行相应的编程设计；光敏传感器则是针对光源的亮度进行不同的编程操作。除此以外智能机器人还具有热释电传感器、超声传感器、连续测距红外传感器、数字指南针、温度传感器等众多实用型的功能配件。
　 不同的套件在使用时连接智能机器人上的插口也有所不同。智能机器人接口分为数字信号输入接口，数学信号输出接口和模拟信号输入接口。碰撞传感器连接在数字信号DI接口上，光敏传感器则是利用模拟信号AD接口。
　 多样的配件和接口设置使得各种创意得以实现，同时也增加了学生的感性结构认识。丰富的扩展方式，除了可安装智能机器人所配置的配件外，还可以自行设计机械配件，给了学生无限创新的空间。不同的零件连接方式，也利于启发学生的设计思想。智能机器人本身所具有的强大的电子扩展能力极大的引起了学生的学习兴趣和思路的升华。
2. 利用实例操作展开教学内容。
　 利用一个实例，让学生进行亲自实践操作，分析问题，解决问题，从而得出知识点，会使知识的记忆更加牢固，而且更符合高职院校的教学目的。
　 智能型机器人可以利用各种配件完成多种扩展应用，但是仅凭书面知识的讲解很难让学生提起兴趣，在实际环境中也无法将知识和操作实际联系起来，因此设计出一些典型的应用型设计实例会让学生从抽象的理论知识中立即投入到实战状态中去，从而加快对抽象知识的理解度，也利于今后更好的投入到实际工作中。
　 例如智能机器人的遥控接收功能的实现。机器人的配件中对于遥控接收模块配备了两个组件，一块四键遥控器和一块遥控接收模块。四键遥控器的作用是发射无线电路，而遥控接收模块是用于接收遥控器所发射的信息并输入到机器人芯片中。遥控模块一共有四个接口，分别连接数字信号输入接口DI1，DI2，DI3和DI4，通过对这四个接口信息返回值的相应编程实现对机器人的前进，后退、左转和右转操作。
　 首先执行机器人的程序程序，进行机器人的编程界面，在这里可以进行流程图的编译。流程图的重点是分析四个接口有返回值时智能机器人所要进行的操作。这时可对学生进行相应的引导：如果DI1有返回值，则完成前进的操作，否则继续判断，如DI2有返回值，则完成右转的操作，否则继续判断，如DI3有返回值 ，则完成后退的操作，否则继续判断，如DI4有返回值，则完成左转的操作，否则揨止不动。通过对四个IF语句的判断就可以得出按下遥控器上四个点时所返回的不同操作。这时根据上述分析可以画出流程图1，学生根据老师对思路的步步引导分析，同时在电脑上进行相应的画图操作，便可得出了一个直观的流程图，理清了整个设计的思路。

　 完成流程图设计后通过编译可将程序下载到机器人中，这时便可以对机器人进行遥控操作。整个设计过程直观易懂，能激发起学生的求知欲，同时也培养了学生的动手实践能力。
3.对知识点进行总结，完善学生知识结构。
　 机器人的丰富开发应用重点是编程，MT-U智能型机器人提供了一个流程图与C语言融入一体的编程环境。在使用流程图进行编译成功后需要对学生进行进一步的引导，这次再对相应的流程图进行C语言的编程能达到事半功倍的效果。例如智能机器人的遥控接收功能，根据相应的流程图这时可写出相对应的C语言程序如下：
#include
#include "ingenious.h"
int DI_1 = 0;
int DI_2 = 0;
int DI_3 = 0;
int DI_4 = 0;
void main()
{     while(1)
     {    DI_1 = DI(1);
          DI_2 = DI(2);
          DI_3 = DI(3);
          DI_4 = DI(4);
          Mprintf(3,"        di2=%d",DI_2);
          Mprintf(7,"di1=%d",DI_1);
          Mprintf(5,"        di4=%d",DI_4);
          Mprintf(7,"        di3=%d",DI_3);
          if(DI_1==1)
          {    move(300, 300, 0);}
          else
          {
               if( DI_2==1)
               {        move(200, -200, 0);}
               else
               {        if( DI_3==1)
                    {   move(-300, -300, 0);}
                    else
                    {   if(DI_4==1)
                         {    move(-200, 200, 0);}
                         else
                         {    stop();}}}}}}
　 当DI1接口有返回值时，机器人以300的速度前进；当DI2接口有返回值时，机器人以200的速度右转；当DI3接口有返回值时，机器人以300的速度后退；当DI4接口有返回值时，机器人以200的速度左转；没有任何值返回时，机器人就停止不同。整个C语言程序思路清晰，层次分明，从而增强了学生的C语言编程能力。
　 在高职院校中开展智能机器人的教学是对实践教学的一种创新。智能机器人的设计与实践促进了职院的专业建设，也丰富了职院的教学内容与形式，同时这也是培养学生创新能力的一个良好平台。随着智能机器人教学的进一步深化，将尝试引导学生将机器人与传统产业相结合，形成服务于社会经济的又一生产力。

参考文献
[1]郭温，等.关于机器人在高职高专教学中的应用[J].国土资源高等职业教育研究，2006（3）.
[2]孙小进.高职院校机器人实验室的创建[J].科技信息:科学教研,2008(15).