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一节小学生也能听懂的专业课:机器人和物联网是怎么协同工作的?

童程童美 2019-08-12

8月6日,由童程童美智能机器人编程教研总监孙善明老师为大家分享了《机器人物联网的工作原理》。孙老师深入浅出地介绍了机器人、传感器、物联网系统的工作原理以及它们之间的关系,让家长和学员们受益良多。

摘要

8月6日,由童程童美智能机器人编程教研总监孙善明老师为大家分享了《机器人物联网的工作原理。这是第二届中国少儿编程节的第五期大咖讲座,孙老师从机器人的定义和概念入手,深入浅出地介绍了机器人、传感器、物联网系统的工作原理以及它们之间的关系,帮助大家对人工智能这一领域有了更为深刻的认识,让家长和学员们受益良多。

一节小学生也能听懂的专业课:机器人和物联网是怎么协同工作的?

孙善明老师在直播间

★ 讲座精华 ★

① 机器人的定义、分类、组成

② 传感器原理

③ 执行器件(电机)原理

④ 控制系统原理

⑤ 物联网概念、常见物联网系统工作原理

看完讲座精华概要,相信您一定对本次讲座的内容非常期待了,下面就为您奉上讲座的完整版视频,请点击观看

下面是本次讲座的精华提炼,希望能通过细致的文字,帮助大家起到温故知新的作用。

机器人的定义、分类、组成

机器人是一种自动化的机器,具有感知能力、规划能力、动作能力和协同能力。具体如何理解呢?以人类举例来说,当婴儿看到奶瓶后会流口水,这是由于奶瓶会向人的眼睛发射光信号,再传递到大脑,随后大脑控制唾液腺分泌口水,这就生物是感知功能。其中,眼睛是感觉器官,大脑是决策中心,唾液腺是执行器官。

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同理,如果一台机器也具备这样的三个“器官”,并且配合彼此实现类似的感知功能,就可以称之为机器人,而对应的三个“器官”分别为传感器、智能芯片、执行器件。

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如果说人类是由躯体和思想组成的,那么机器人则是由躯体和程序(也就是我们说的编程)构成的,传感器、智能芯片、执行器件是机器人的硬件,程序是机器人的软件

机器人可以从用途上分为工业机器人、农业机器人、军用机器人、医用机器人、教育机器人等。

传感器原理

传感器就是将日常信号(温度、压力、距离、光线强度等)转化为电信号,再交由智能芯片处理。下图为较常见的传感器:

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下面以最简单的温度传感器举例,让大家更好的理解传感器的工作原理。

温度传感器的本质是利用不同金属的热膨胀系数不同,热胀冷缩。当室温升高,金属片由于受热变弯曲,接通电源,则冰箱开始制冷。

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执行器件原理

关于执行器件原理,就要从丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应说起。他在做实验时发现,通电导线中可以产生磁场,而磁场又与小磁针相互作用,同性相斥、异性相吸。

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理解了这一点后,我们就能弄清楚电动机的原理了。电动机的通电线圈产生磁场,与固定磁铁的磁场相互作用,进而推动线圈绕轴转动,所以电机只要通电就会一直转下去。

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智能芯片原理

CPU、GPU、NPU……智能芯片也分为很多种,但它们都是由很多开关组成的,我们可以把开关理解为水龙头,当打开水龙头,就会有水流和水压通过;同理,当打开晶体管开关时,就会有电流和电压。

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芯片是由众多晶体管开关组成的,输入二进制电信号,就能经过这些开关的处理,而开关处理电信号的过程就是机器人思考的过程。

物联网概念及应用

从互联网到移动互联网,再到冰箱、彩电等智能家居的接入,我们称之为物联网。

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以智能家居为例,想要达到“室内温度大于25度后,当人进入房间时,空调自动制冷”这一目的,具体工作原理是什么呢?

这句话中有两个条件,一是温度、二是人进入房间,所以对应的需要温度传感器接收温度信号,红外传感器接收红外信号感知是否是人类,然后传递给芯片用程序处理,之后控制电机开始制冷。

一节小学生也能听懂的专业课:机器人和物联网是怎么协同工作的?

生活中,物联网影响着我们生活的方方面面(如下图所示),而学习机器人编程能帮我们更好的看透智能世界。

一节小学生也能听懂的专业课:机器人和物联网是怎么协同工作的?

★ 大咖讲座在继续 ★

以上精彩内容,便是由童程童美智能机器人编程教研总监孙善明老师为大家带来的第五期大咖讲座《机器人物联网的工作原理》,很多家长在看完之后表示受益匪浅。8月10日,将由童程童美RoboRAVE国际赛获奖明星学员及家长为大家分享赛事经验及心得,敬请期待!

明星学员简介

曹德骏 14岁,来自海口京华城校区,2018年9月9日加入童程童美,获得2019 RoboRAVE亚洲分会童程童美专场超级巡线项目初高组冠军、2019 RoboRAVE国际赛初中巡线组亚军

赵英豪 14岁,来自海口京华城校区,2018年6月30日加入童程童美,获得2019 RoboRAVE亚洲分会童程童美专场超级巡线项目初高组冠军、2019 RoboRAVE国际赛初中巡线组亚军

任天卓 13岁,来自北京大钟寺校区,2016年9月加入童程童美,获得2019 RoboRAVE国际赛初中巡线组季军、2019 RoboRAVE亚洲分会童程童美专场超级巡线项目初高组亚军

讲座信息

【讲座主题】

《机器人竞赛优秀学员的成长之路?》

【讲座时间】

8月10日晚上19:00

【讲座大纲】

① RoboRAVE获奖优秀学员介绍

② 学习机器人编程,都有哪些收获?

③ 如何备战RoboRAVE大赛?

④ 获得RoboRAVE冠军,归功于哪几个因素?

⑤ RoboRAVE冠军作品演示和作品解说

⑥ 学员家长关于孩子的成长和教育方面的建议

报名方式

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此外,还将支持以下两个平台同时段直播

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