馬瑞辰 黑龍江省大慶市第一中學(xué)

機(jī)器人課程作為一門將教學(xué)理論與實(shí)踐相結(jié)合的科目，不但可以激發(fā)很多我們的學(xué)習(xí)興趣，還能不斷的鍛煉我們的動(dòng)手能力，但是面對(duì)機(jī)器人編程的學(xué)習(xí)，一般來(lái)講都是比較枯燥、乏味的，那么如何讓我們?cè)诰幊痰膶W(xué)習(xí)過程中體驗(yàn)到樂趣就是本文需要探討的問題。

1 初級(jí)程序的編寫

初級(jí)編程主要程序開始與結(jié)束的圖標(biāo)，以及程序的各種控制圖標(biāo)等簡(jiǎn)單的程序結(jié)構(gòu)。高中生也可以利用這個(gè)程序來(lái)控制馬達(dá)等的運(yùn)轉(zhuǎn)，提升對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制的興趣。

2 簡(jiǎn)單程序的編寫

機(jī)器人是通過傳感元件將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，并通過主板對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制的過程。

我們可以通過實(shí)踐活動(dòng)，來(lái)進(jìn)一步控制機(jī)器人的行動(dòng)，延續(xù)我們?cè)谏弦浑A段的學(xué)習(xí)中對(duì)機(jī)器人的興趣，通過這一程序的學(xué)習(xí)，同學(xué)就可以自己制造可以自己進(jìn)行調(diào)控的小汽車，聲控?zé)?、可以自己騎自行車的小人了等等。通過自己的動(dòng)手能力制作出的作品，可以提升我們對(duì)與機(jī)器人編程的信心，同時(shí)也可以讓我們?cè)谶@項(xiàng)課程的學(xué)習(xí)過程中堅(jiān)持下來(lái)。

3 程序可以解除人類的反復(fù)重復(fù)性的勞動(dòng)

我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，讓機(jī)器人可以重復(fù)一個(gè)動(dòng)作，減輕人們的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。

例如，我們?cè)O(shè)置機(jī)器人的前進(jìn)距離是每次一米，然后向右旋轉(zhuǎn)90度，循環(huán)次數(shù)可設(shè)為4次，這就形成了一個(gè)邊長(zhǎng)為一米的正方形。利用這個(gè)原理，我們還可以讓機(jī)器人畫多邊形，甚至安排它去走迷宮實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生開動(dòng)思維設(shè)計(jì)一個(gè)火車運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)，能夠讓火車進(jìn)行各個(gè)站點(diǎn)的報(bào)站服務(wù)，同時(shí)還需要進(jìn)站?？?。

4 分支語(yǔ)言對(duì)行為的選擇調(diào)解

分支語(yǔ)言是指根據(jù)傳感器返回的數(shù)據(jù)，讓機(jī)器人能夠?qū)Σ煌沫h(huán)境和情況，選擇不同的反應(yīng)方式。

例如，讓機(jī)器人在一個(gè)充滿家具的房間中進(jìn)行移動(dòng)，可以在不損壞家具的情況下，機(jī)器人可以走出這個(gè)房間，當(dāng)遇到家具的阻攔時(shí)，可以自行規(guī)劃可行性路線，可以根據(jù)不同的情況采取不同的措施，在房間的中心放一盆水，這時(shí)當(dāng)機(jī)器人走近的時(shí)候，可以通過傳感器感受物體的形狀，根據(jù)物體周圍的情況來(lái)選擇從什么地方繞過。通過這段學(xué)習(xí)，可以滿足我們的對(duì)機(jī)器人的設(shè)想，將自己的想法變成現(xiàn)實(shí)。

5 用傳感器的返回值控制機(jī)器人

利用傳感器返回的數(shù)值，可以檢測(cè)到周圍的環(huán)境情況。

例如，通過光線傳感器我們可以判斷光線的強(qiáng)度，利用聲音傳感器可以感知聲音的強(qiáng)度，超聲波傳感器可以測(cè)試物體之間的而安全距離，等等。將這些應(yīng)用都編程在我們的機(jī)器人之中，就可以達(dá)到現(xiàn)在市面上常見的智能機(jī)器人了。

我們?cè)O(shè)置機(jī)器人與障礙物之間的距離，減去期望值之后為50厘米，用50厘米去乘以速度k=1，最終計(jì)算出的結(jié)果就是電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)的過程中所產(chǎn)生的參數(shù)power。當(dāng)power>0時(shí)，機(jī)器人與物體的距離越近，機(jī)器人與障礙物的保持距離的后退速度就會(huì)越快；而當(dāng)power=0時(shí)，機(jī)器人則會(huì)選擇停止而不是后退。

例如，將容器作為一個(gè)參數(shù)進(jìn)行與函數(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，將輸出的裝置作為因變量，傳感器的輸入值當(dāng)做自變量，這樣整個(gè)程序的內(nèi)容就可以成立一種函數(shù)關(guān)系，利用這個(gè)控制程序，然后結(jié)合得到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和總結(jié)，得到各個(gè)學(xué)科之間的關(guān)系，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)。

6 多事件多任務(wù)的機(jī)器人編程

很多機(jī)器人的都是進(jìn)行單任務(wù)、單事件進(jìn)行的，只能在進(jìn)行完一項(xiàng)事務(wù)后再進(jìn)行其他的工作，不能夠像人類一樣同一時(shí)刻可以進(jìn)行多項(xiàng)工作，可以在做一項(xiàng)工作時(shí)，對(duì)另一項(xiàng)工作進(jìn)行思考好相應(yīng)的步驟。所以現(xiàn)在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行一項(xiàng)高階段的編程程序，讓它可以在多任務(wù)模塊下得到發(fā)展。

例如，我們對(duì)聲音傳感器進(jìn)行控制，在后臺(tái)的程序中添加上監(jiān)控的任務(wù)，同時(shí)在任務(wù)1中添加音樂播放的選項(xiàng)，在任務(wù)2中添加伴舞的選項(xiàng)，機(jī)器人可在現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行播放音樂和伴舞的活動(dòng)，同時(shí)，一旦噪聲過大就可以選擇停止音樂播放和伴舞，然后衍生出讓大家保持安靜的動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作一直延續(xù)到整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)安靜下來(lái)為止。

在這一個(gè)過程中，我們將體驗(yàn)到的是無(wú)窮無(wú)盡的樂趣，興趣養(yǎng)成也十分容易，我們可以根據(jù)自己的知識(shí)積累，將自己所有設(shè)想的內(nèi)容得以實(shí)現(xiàn)。充分發(fā)揮我們的主觀能動(dòng)性，快樂的進(jìn)行學(xué)習(xí)和生活。

7 結(jié)果

高中生對(duì)于機(jī)器人編程的學(xué)習(xí)，不僅可以提高我們科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)，對(duì)吃苦耐勞精神的培養(yǎng)，以及我們的專業(yè)技能的培養(yǎng)都是至關(guān)重要的。對(duì)機(jī)器人編程的學(xué)習(xí)，要有對(duì)生活敏銳的觀察，同時(shí)能夠靈活應(yīng)變的思考能力，這對(duì)當(dāng)今的高中生來(lái)講是相當(dāng)匱乏的，通過這項(xiàng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，也可以彌補(bǔ)這里的不足。

[1]鄭鳳玲.基于C語(yǔ)言中的分支結(jié)構(gòu)及其用法[J]. 忻州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2009,25(02):18-19.

[2]楊英.機(jī)器人程序支持系統(tǒng)的概念[J].管理觀察,1994,(2):37.

[3]黃永華.機(jī)器人語(yǔ)言編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào),2004(08):26-28.