2017青少年高校科學(xué)營西安交通大學(xué)分營活動注重科技體驗與動手實踐，將理論指導(dǎo)與操作體驗合理搭配，展現(xiàn)出科學(xué)魅力與科技創(chuàng)新的內(nèi)涵。名家大師講座——中國女院士中唯一一位將軍邱愛慈與營員面對面，解密“兩彈一星”；揚帆遠(yuǎn)航——營員與優(yōu)秀工程師、優(yōu)秀學(xué)生直接溝通，了解科技創(chuàng)新在工程項目中的應(yīng)用，感受大學(xué)生活的豐富多彩；科學(xué)探索實踐活動——營員走進(jìn)國家級重點實驗室，體驗前沿科技，領(lǐng)略科技創(chuàng)新對于時代發(fā)展的推動；工程坊——營員參與科技創(chuàng)新項目，開展小課題研究，用智慧捕捉科技靈感。在系列科技與文化教育活動中，以西安交通大學(xué)機(jī)器人隊帶領(lǐng)營員進(jìn)行的“體驗人工智能——與機(jī)器人共舞青春”機(jī)器人科技人工智能體驗活動尤其受到營員們的喜愛。

隨著人工智能技術(shù)的不斷革新與發(fā)展，越來越多的機(jī)器人產(chǎn)品出現(xiàn)在大眾視野中，機(jī)器人的發(fā)展與創(chuàng)新技術(shù)已成為備受矚目的科技焦點。“體驗人工智能——與機(jī)器人共舞青春”特色營隊活動組織營員走進(jìn)ROBOCON機(jī)器人隊了解機(jī)器人的構(gòu)造，學(xué)習(xí)機(jī)器人的基本工程制作方法；跟隨VEX機(jī)器人隊一起，學(xué)習(xí)功能結(jié)構(gòu)搭建和編程，操作機(jī)器人，體驗與機(jī)器人交互指揮；同ROBOMASTER機(jī)器人隊并肩作戰(zhàn)，體驗一場完整的競技性“機(jī)甲大師”機(jī)器人比賽。

活動內(nèi)容

機(jī)器人初識——“脫胎換骨”登場

在期待中，ROBOCON機(jī)器人隊帶領(lǐng)營員們展開了一場機(jī)器人脫胎換骨之旅——機(jī)器人知識學(xué)習(xí)及制作活動。每位營員都在機(jī)器人隊員的指導(dǎo)下動手體驗，了解機(jī)器人的構(gòu)造，學(xué)習(xí)制作機(jī)器人的大體流程，掌握一些基礎(chǔ)方法。活動為營員們工程設(shè)計、項目設(shè)計能力打下堅實的基礎(chǔ)。

在此環(huán)節(jié)，ROBOCON機(jī)器人隊隊員向營員們介紹機(jī)器人技術(shù)的背景、機(jī)器人隊的歷屆比賽經(jīng)歷，并且從傳感器到電機(jī)，從軟件、硬件到機(jī)械結(jié)構(gòu)，毫無保留地將本隊機(jī)器人的設(shè)計思路及制作流程介紹給營員。介紹過后，團(tuán)隊機(jī)械組負(fù)責(zé)人向營員們介紹隊里機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般方法，機(jī)器人制作經(jīng)常使用的電機(jī)，并帶領(lǐng)營員觀看一些使用Solidworks繪制的機(jī)器人3D模型，然后帶領(lǐng)營員參觀加工問，展示一些如激光切割之類的簡單技術(shù)。該環(huán)節(jié)主要幫助營員們了解機(jī)器人設(shè)計中最關(guān)鍵的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程。

然后，機(jī)器人隊員帶領(lǐng)營員制作自動用筆在白板上寫時間的“小賤鐘”。制作結(jié)束之后，隊員帶著營員們調(diào)試制作好的小賤鐘，通過程序調(diào)整和機(jī)械結(jié)構(gòu)微調(diào)，一方面使?fàn)I員知道設(shè)計同真實環(huán)境是存在誤差的，需要偏置量修改；另一方面也帶領(lǐng)營員進(jìn)行了一遍調(diào)試機(jī)器人的工作。最終營員都制作出了屬于自己的小機(jī)器人，隊員還為營員贈送了開發(fā)板、舵機(jī)和源代碼，方便他們回去繼續(xù)學(xué)習(xí)。

機(jī)器人初成——與機(jī)器人“共舞”

VEX機(jī)器人團(tuán)隊以近2年的賽題為主題向營員們展示了VEX機(jī)器人的操作、結(jié)構(gòu)搭建和編程，讓營員對機(jī)器人有了更加深刻地了解，同時培養(yǎng)了他們的科學(xué)思想、創(chuàng)新能力和實踐能力，營員還體驗了機(jī)器人的操作功能，與機(jī)器人“共舞”。

為了讓營員擁有更好的活動體驗，團(tuán)隊前期在思源活動中心搭建了比賽場地，并且搬來了比賽道具和新老隊員針對賽題搭建的VEX機(jī)器人，這其中還有獲得過世界錦標(biāo)賽“全能總冠軍”的VEX機(jī)器人，并由富有操作經(jīng)驗的老隊員為營員再現(xiàn)當(dāng)年世錦賽緊張激烈的賽況。

活動還向營員展示了VEX機(jī)器人的基本構(gòu)件和控制模塊，通過PPT向營員介紹了VEX機(jī)器人的關(guān)鍵元器件和控制方法，結(jié)合現(xiàn)場向營員講解VEX機(jī)器人的設(shè)計思路和搭建技巧，以及控制各種元器件的方法，并在現(xiàn)場進(jìn)行一些基礎(chǔ)搭建和編程基礎(chǔ)指令的演示操作，使得機(jī)器人設(shè)計合理，各個部位能夠協(xié)調(diào)工作，完成相應(yīng)的動作指令?；顒雍芎玫叵驙I員展示了機(jī)器人搭建及控制的實現(xiàn)過程。通過活動，營員大致了解了機(jī)器人的控制流程，對于VEX機(jī)器人的核心部分有了初步了解，并且有了自己的想法和見解。

并肩作戰(zhàn)——與機(jī)器人一起“舞動青春”

近年來，隨著AlphaGo等新型AI的出現(xiàn)，人工智能已經(jīng)成為社會熱潮。近期，國家制定了人工智能發(fā)展規(guī)劃，要求將人工智能納入中小學(xué)課程。在這樣的大背景下，團(tuán)隊推出了“機(jī)甲大師體驗項目”，該項目旨在激發(fā)青少年的科技意識、競技意識和創(chuàng)新意識。

ROBOMASTER團(tuán)隊精心設(shè)計了遙控機(jī)器人戰(zhàn)車、聆聽“機(jī)甲大師”講座、觀看2016比賽精彩錄像等環(huán)節(jié)，帶領(lǐng)營員走進(jìn)機(jī)器人競技領(lǐng)域。營員與機(jī)器人并肩作戰(zhàn)，親身體驗機(jī)器人競技的樂趣，感受科技的魅力?；顒邮状卧黾恿藱C(jī)器人操作體驗，可使?fàn)I員體驗操作機(jī)器人的樂趣。此外，團(tuán)隊隊員為營員演示了機(jī)器人自動打擊大小能量機(jī)關(guān)，讓營員進(jìn)一步感受到人工智能的魅力。

考慮到營員對競技機(jī)器人知識知之甚少，隊員需要通過細(xì)致的講解并進(jìn)行實際操作和演示，才能使?fàn)I員快速掌握遙控步兵機(jī)器人、英雄機(jī)器人的基本知識，真正做到學(xué)以致用?；顒訉ｉT為營員準(zhǔn)備了通俗易懂的解說詞，并由專業(yè)隊員進(jìn)行現(xiàn)場解說。針對遙控輪式機(jī)器人的麥克納姆輪、云臺電機(jī)、摩擦輪等組件和附件，隊員引出了關(guān)于運動學(xué)、電學(xué)等知識，以進(jìn)一步讓營員對全向機(jī)器人深入了解。在講解時，隊員們還講述了比賽和開發(fā)中發(fā)生的小故事，提高了整體活動的趣味性。

活動特色及效果

活動通過科技知識學(xué)習(xí)、特色體驗和實踐參與三位一體的形式，幫助營員了解高校和科研單位的發(fā)展歷程及其在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)中的重大作用，感受科技魅力，體驗創(chuàng)新文化，從小樹立科技強(qiáng)國、實業(yè)報國的遠(yuǎn)大志向?；顒幼⒅嘏囵B(yǎng)青少年對科學(xué)技術(shù)研究的興趣，激發(fā)他們對科學(xué)探索的興趣，借助思維的碰撞引導(dǎo)青少年培養(yǎng)勇于探索的精神，潛移默化培養(yǎng)青少年的科學(xué)精神、創(chuàng)新意識和實踐能力。形式多樣、豐富多彩、易于接受的科技教育活動受到了營員和帶隊教師的一致好評。

“在機(jī)器人制作和體驗活動中，我第一次接觸到了一直覺得很神秘、有趣的機(jī)器人。當(dāng)一堆堆凌亂的小部件，成為一輛能轉(zhuǎn)動的小車后，成功的喜悅流露在每個人的臉上。機(jī)器人隊的隊員很細(xì)致地講解機(jī)器人制作的操作流程，還為我們演示如何制作‘小賤鐘，如何搭建機(jī)器人的部件。在哥哥姐姐的指導(dǎo)下，我們動手搭建機(jī)器人，操作機(jī)器人，還參加了活動組織的機(jī)器人比賽。通過活動，我學(xué)習(xí)到很多機(jī)器人的相關(guān)知識，不僅有機(jī)械設(shè)計的知識，還有關(guān)于電和程序的知識，對我以后的學(xué)習(xí)很有幫助，也讓我更加確定自己以后要學(xué)習(xí)和從事科技工作，為祖國的科技發(fā)展而努力奮斗?！?/p>

——山東省濱州市博興縣第一中學(xué)

宋凱迪