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〓關於智能機器人開發~應該學習哪些?〓

關於單片機、智能機器人正確學習開發方法的研究2007年08月29日 星期三 21:47

單片機又稱單片微控制器,它是把壹個計算機系統集成到壹個芯片上,它可以嵌入到任何東西裏面,單片機正確的名稱應該叫單片嵌入式微控器。可以這樣講:壹塊芯片就成了壹臺計算機。單片機已廣泛地應用於軍事、工業、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表、機器人制作等領域,使產品功能、精度和質量大幅度提高,且電路簡單,故障率低,可靠性高,成本低廉。

隨著信息技術的發展,智能機器人(分實體機器人與虛擬機器人)這壹信息技術的前沿領域也得到了飛速的發展,有專家預言,從信息產業的角度看,本世紀第壹個十年將是智能機器人時代。我國的中小學校應具有教育超前意識 ,為了適應未來科技社會對人才培養的需要,中國教育部門制訂了首先在普通高中開設"簡易機器人制作"課程。

壹、教學智能機器人教學實驗的必要性和可行性

教育今天的超前發展是為以後的經濟和社會發展打基礎的。為了使現在的學生能夠適應未來信息時代的要求,在信息技術基礎教育內容中及時地增加有關教學智能機器人知識的教學內容是有必要的。隨著智能機器人市場的逐步形成,使得壹些為適應青少年普及的教學智能機器人平臺應運而生,為中、小學開展教學智能機器人的教學創造了物質條件。隨著機器人技術的發展,個人機器人將會成為學習、生活、娛樂的好夥伴。

二、智能機器人具有重大技術教育價值的原因如下:

(1) 技術的綜合性。智能機器人集成了數學、物理、化學、生物、機械、電子、材料、能源、計算機硬件、軟件、人工智能、多媒體技術、通訊技術、網絡技術等眾多領域的科學與技術知識,沒有壹種技術平臺比智能機器人更綜合。

(2) 技術的先進性。智能機器人是技術前沿之壹,集成了許多領域的先進技術。

(3) 技術的自我更新性。智能機器人發展的終極目標是類人機器人,需要人類幾十年的努力,在此發展過程中,智能機器人能自主吸收眾多技術領域的新發展,從而在本質上保證了智能機器人作為技術教育平臺能持續走在時代前列,而大多數技術平臺無良好的技術自我更新性。

(4) 自主體驗性。智能機器人非常便於設計各種創新項目或比賽,學生在實施智能機器人項目的自主體驗過程中培養動手能力、創新力、綜合能力、協作能力和進取精神等各種能力。

(5) 興趣激發性。智能機器人創新項目或比賽富有挑戰性,互動性,趣味盎然,有效激發學生對技術的興趣。

其中(4)、(5)兩項特性和新的自主體驗教育模式吻合。其實,智能機器人作為新的技術教育裝備本質上支持自主體驗教育模式,也只有采用自主體驗教育模式,教育智能機器人才能體現真實的教育價值。

根據國家教委規定高中新課程標準“通用技術及信息技術”由14個模塊組成。雙龍的教學智能機器人中有虛擬教學智能機器人與實體教學智能機器人組合互動、聯動,也可各自獨立工作,其中12個模塊的知識和教學智能機器人的知識吻合,有將近90%以上的吻合度,這得益於教學智能機器人的技術綜合性。

單片機技術是計算機技術的壹個分支,是簡易機器人的核心元件。簡易機器人制作,是基於計算機技術的學習平臺、將機械傳動與單片機的應用有機組合的模塊。可見,機器人的核心控制部件是單片機,因此,青少年(包括大專生)選用何種單片機、使用何種編譯語言、何種方法制作機器人,成為當今業界探討的重點。

教學智能機器人必須服務於課堂教學、科技創新、機器人競技比賽的需要。

三、教學智能機器人設計思想:

教學智能機器人,應該適應從大專生到中小學生這個範圍,跨度確實很大,怎樣滿足這壹要求呢?

我們先來研究從大專生到中小學生學習有什麽相同與不同之點?

相同之點:都有課本、筆等(硬件紙的書本)與對應教師,教與學互動;

不同之處:教學內容不同(書中知識內容深淺不同,即應用軟件編程方式不同),與學生的基礎知識有關;

我們再研究從大專生到中小學生文盲等各種人有什麽相同與不同之點?

相同之點:身軀結構基本相同,各種輸入輸出傳感器相同--眼、耳、鼻、手、腳....等等;

不同之處:頭腦中知識水平不同,即應用軟件編程方式不同,所以有少年大學生、少年科學家,...老年文盲。由此可想,教學智能機器人按這思路設計應該是這樣的:

(1)教學智能機器人硬件:

教學智能機器人硬件控制核心用具有在線下載ISP功能的通用單片機AT89S;AVR;SPCE061A等單片機,可以不再購買仿真器、編程器、芯片適配噐等設備,可以節省大量學習費用及時間;

(2)教學智能機器人軟件:

小學生、初中生文化程度人們,可以用圖形化模塊化的流程圖軟件(SLBASIC/SLROBOT C:註)編程開發。

流程圖軟件特點:

--積木式編程--

完全的積木式編程方法,簡單直觀,青少年用鼠標就可以進行單片機學習、開發創新及控制操作機器人而方便搭建流程圖軟件。流程圖軟件由窗口頂部向下搭建,符合國際標準。

--積木式模塊--

SLBASIC/SLROBOT C流程圖軟件的四類積木模塊包括: 多種執行器模塊, 多種傳感器模塊,多種控制模塊和1種程序模塊。

支持多重循環嵌套,多重判斷嵌套

--程序源文件--

從流程圖可以隨時生成正確的源程序--解釋型SLBASIC/SLROBOT C高級語言,源程序符合標準BASIC/ C 語言語法標準。

可以直接保存源程序文件及把源文件下載到單片機及機器人中運行。

--操作系統SLBASIC/SLROBOT C --

實時多任務機器人操作系統

支持標號地此,可跨硬件平臺運行。有中文簡體版、中文繁體版、英文版等。

初中生、高中生,用模塊化解釋型語言(SLBASIC/SLROBOT C)編程開發。解釋型語言有面向通用單片機I/O口和專用外設的操作語句,結構化語句、模塊化的程序設計語句,所以把很多復雜問題簡單化。

解釋型語言與匯編語言相比,有許多優點:

☆ 接近人類語言習慣---易學好用。

☆ 采用模塊化程序結構,使復雜問題簡單化---無語法編譯錯誤。

☆ 語句功能強,通用性好,易於移植---可以適合同類各種芯片。

☆ 程序的可讀性和維護性好---學習修改提高快。

大專生、優秀的高中生,可以選用SLROBOT C、單片機匯編語言或多種高級語言編程開發,更適用於科研開發應用。

同樣硬件結構,根據使用者基礎文化水平,選擇適合自己的編程語言來創新開發。硬件壹次購入,終身受用。雙龍電子就是這樣考慮這樣做的。

可以到這裏查看:

/gb/zxxjy.asp

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