机器人，让我轻轻走近你

   1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。后来，我们渐渐在科幻片中见到了机器人的身影，长相、动作都貌似于人，从事着人类无法从事的工作。这样的机器人对于我们普通人来说自然是高深莫测，遥不可及的。现在，机器人终于从“王谢堂前燕”飞入了“寻常百姓家”，不仅在我们的工作中、生活中处处有机器人在“大展宏图”，在我们的校园里也有了机器人的踪迹。

目前，在美国、日本、德国、丹麦等发达国家机器人发展较为迅猛，在国内则是苏州、上海、广州等经济发达地区领先。特别是苏州地区，近些年一直获得国际机器人竞赛大奖，许多学校开展了机器人教育，让孩子从小接触机器人这一高科技，培养其对科学的浓厚兴趣及动手、动脑能力、协调能力等。目前，全国首家国际奥林匹克机器人研发、培训基地已在苏州落成启用。苏州市参加国际机器人竞赛连获三连冠，这在全国是绝无仅有的。

了解的机器人的发展历史，以及目前国际、国内机器人教学的发展现状，也许有人要问了，那么，到底如何着手来关注机器人、研究机器人、教学机器人呢？机器人的分类又有哪些呢？说到这些，可以说是既复杂又简单，说它复杂是因为机器人教学的投入较大，教学流程、教学内容复杂等。从设备购买到师资培训，从日常教学费用到参赛费用，这不是一笔小的开支，也不是一般学校都可以承受的。一般来说，没有几十万的投入，根本不可能开展这项活动，没有几百万的支出，也不太可能在国际、国内大赛的获奖。说简单，就是现在开展机器人教学相对来说没有以前麻烦了，有了现成的经验可以借鉴，也有相当多的资料可以学习。机器人，不再是神秘得不可接触的事物，只要学校有实力投资，就可以购买设备、教学资料、培训师资，开展活动、参加比赛。具体来说，我们要关注机器人、研究机器人，目前比较方便的途径就是借助于因特网，网上有国外、国内许多有关机器人的资料，像苏州地区除了可以借助网络平台，本地的科学技术协会还组织了机器人的活动小组，定期开展活动，这样就可以使开展机器人教学的学校加强横向交流，促进共同提高。与此同时，还不定期邀请全国、江苏省相关科技专家来苏州指导，使大家更为方便了解国际、国内的机器人流行趋势与研究动态，对于在研究机器人过程中出现的问题也容易在专家的指导下得到妥善解决。对于如何开展机器人的教学工作，目前许多学校一般是利用兴趣活动的形式进行，首先由学校制订机器人的教学规划，再分年度、分学期制订教学计划，然后成立机器人教学小组，指定辅导教师，让学生自由报名参加，再经学校统一筛选，最后明确小组名单，定期开展活动。由于此项工作需要长期投入资金，同时，需要学校对此项工作长期支持、保障，加上辅导教师的培训，学生的探究，总的来说，难度还是比较大的。因此，也不是每个学校都有条件来开展此项工作，就算是有了经济条件的保障，还有师资、学生等因素影响着机器人教学工作的效果。

机器人的分类很多，一般可以分为：操作型机器人、程控型机器人、示教再现型机器人、数控型机器人、感觉控制型机器人、适应控制型机器人、学习控制型机器人、智能机器人等。我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。目前学校中所涉及到的机器人一般是通过事先设定的程序，使机器人能完成一定的动作，比如搬运，比如上坡、翻转等，机器人的积件一定是向厂家购买，然后通过积件的拼搭，程序的编写，组合而成机器人，相对于国防、工业、生活中的机器人来说，相对要简单一些，但也更加充满教学意义和学习的趣味性，适合在中小学、高校开展。现在，为了更好地开展此项工作，在全国部分地区的信息技术教教材中，已编入了机器人的教学内容，有些地区还编写了专门的机器人教学教材，供学校选择使用，为学校配套生产机器人教学器件的工厂现在也相对较多，甚至还有公司专门为学校编写机器人比赛的程序，也可算是欣欣向荣了。根据相关定义，机器人必须具有三个基本特征：一个具有自动控制的程序，二是具有一定的结构形态，三是能完成一定的动作。在学校中的机器人，很多是由单片机来保存并控制程序的，它一般装备有单片机、声音传感器、电源、马达、构造物、监视器、嗅觉传感器、触觉传感器等器件。在单片机里，和计算机一样，同样配备了CPU、内存以及输入与输出设备，通过相应的端口，与计算机完成通讯。简单地说，一个学生机器人由电机（也就是电源）、主板（单片机）、模块（构造机器人的积件，一般都由厂家生产，学校购买，也可以学校自制）、框架、轴套、螺栓等组成。有了这些硬件，再借助于学生机器人平台软件，就可以进行可视化编程了，编好程序，写入机器人主板中，机器人就会按照你的要求完成相应的动作了。当然，在实际操作过程中，这是一个成功与失败不断重复的过程，并且，往往是失败了很多次才成功一次，在实际比赛过程中也常常出现事先编写好的程序突然出了问题，导致机器人无法完成相应的动作等。

经过了多年的发展，应该说，我国的机器人教学工作已进入一个全新的发展时期，许多学校投入到了机器人的教学工作中去，随着机器人研究的逐步深入，配套设施也越来越完善，各类复杂的单片机进入了机器人教学中来，加上各类传感器，也从工业设备中进入了校园，蜂鸣器、液晶屏、灰度、红外线、触碰传感器的配套使用使得学生研究出来的机器人也颇有专业的水平，而机器人程序编写平台的中文化、流程化使得程序的编写也相对简单了许多。基于目前的形势，我们完全可以自信地认为，我国的机器人教学事业正方兴未艾，并且，在大家的共同努力下，必将迎来更加辉煌的明天！

                             本文发表于《中小学电脑报》