機(jī)器人教育

【摘要】Intel推出22納米“3D”芯片將促進(jìn)全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，Intel還宣布，將進(jìn)一步拓展該技術(shù)到采用14納米晶體管的下一代芯片上，并且處理器默認(rèn)頻率可以達(dá)到4GHz。

【關(guān)鍵詞】機(jī)器人教育；“3D”芯片；處理器

2011年5月5日，全球第一大芯片制造商Intel宣布，經(jīng)過(guò)近10年的研發(fā)，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)采用3D制造工藝（3D Tri-Gate晶體管）生產(chǎn)22納米處理器的目標(biāo)，并且會(huì)在下半年的22nm“Ivy Bridge”處理器上被全面采用。晶體管是現(xiàn)代電子學(xué)的基石，半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，晶體管一直都在使用二維平面結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在終于邁入了3D時(shí)代。此技術(shù)不僅能提高芯片效能達(dá)37%，還有低電壓和低耗電兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。此舉將使Intel摩爾定律被再次延續(xù)。

一、智能機(jī)器人是進(jìn)行信息技術(shù)教育的最佳載體

眾所周知，信息技術(shù)的基本內(nèi)容包括：感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、只能技術(shù)和控制技術(shù)。然而由于教學(xué)載體的單一性，目前我國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程名實(shí)不符，知識(shí)緣由計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程簡(jiǎn)單的改頭換面，不能適應(yīng)當(dāng)今信息技術(shù)各領(lǐng)域迅猛發(fā)展和廣泛普及對(duì)基礎(chǔ)教育提出的新要求。智能技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)學(xué)術(shù)前沿，之恩能夠機(jī)器人的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用全面設(shè)計(jì)感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù)，是進(jìn)行信息技術(shù)教育的最佳載體，也是全面培養(yǎng)學(xué)生信息素質(zhì)，提高其創(chuàng)新精神和綜合能力的良好平臺(tái)。

二、機(jī)器人教育目前需要解決的問(wèn)題

1、如何使大學(xué)機(jī)器人教育課程成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的核心課程，為培養(yǎng)工程科技人才的創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力發(fā)揮作用。

2、如何使計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育目前以“計(jì)算機(jī)”為核心的教學(xué)模式和教學(xué)方法，真正改變成為以“機(jī)器人”為核心的教學(xué)模式和教學(xué)方法。

3、如何將技術(shù)進(jìn)步不斷發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)（如情感計(jì)算、體感技術(shù)、只能傳感技術(shù)），科學(xué)合理地融入大學(xué)機(jī)器人課程體系中來(lái)，使大學(xué)機(jī)器人教育課程在新技術(shù)支持維護(hù)下健康發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步。

4、如何不斷拓展機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，在于教育、安防、軍事、信息產(chǎn)業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合的過(guò)程中，發(fā)揮機(jī)器人更大更有效的作用。

三、機(jī)器人教育的研究?jī)?nèi)容

1、大學(xué)機(jī)器人教育課程的體系結(jié)構(gòu)，包括機(jī)器人（動(dòng)物）、機(jī)器人教育的定義、機(jī)器人的分類(lèi)（教育機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、軍事機(jī)器人、影視特技機(jī)器人、助老助殘機(jī)器人等），通過(guò)此項(xiàng)研究解決一下問(wèn)題：如何培養(yǎng)大學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人的興趣，讓學(xué)生了解和掌握以智能機(jī)器人為載體的通用技術(shù)與信息技術(shù)的基本知識(shí)和技能，了解技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用對(duì)人類(lèi)生活和科學(xué)的深刻影響；通過(guò)智能機(jī)器人課程培養(yǎng)大學(xué)生良好的信息素質(zhì)、創(chuàng)

新精神和實(shí)踐能力；教育大學(xué)生正確認(rèn)識(shí)和理解技術(shù)與文化、倫理與社會(huì)等問(wèn)題，樹(shù)立正確的人生觀與技術(shù)觀。

2.智能機(jī)器人課程主要特點(diǎn)的研究，即綜合性和創(chuàng)新性的分析與比較研究。智能機(jī)器人課程的綜合性是顯而易見(jiàn)的，智能機(jī)器人集材料、機(jī)械制造、能源轉(zhuǎn)換、生物仿真、信息技術(shù)之大成，是綜合性很強(qiáng)的現(xiàn)代技術(shù)。以智能機(jī)器人為載體的教學(xué)，能夠而且必須著眼于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。現(xiàn)在許多學(xué)校將智能機(jī)器人教學(xué)納入綜合實(shí)踐課是值得借鑒的。機(jī)器人教育的創(chuàng)新性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）智能機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用，雖然已有較長(zhǎng)的歷史，但其快速發(fā)展與較大范圍的普及則是近幾年的事情。所以首先要使大學(xué)生了解智能機(jī)器人的概念和工作方式，破除大學(xué)生對(duì)機(jī)器人的神秘感，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人的有關(guān)知識(shí)和技能打下基礎(chǔ)。

（2）不能簡(jiǎn)單地引入現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人或玩具機(jī)器人，研發(fā)制作具有良好適用性的大學(xué)教學(xué)機(jī)器人本事即具有創(chuàng)新性。通過(guò)研制、組裝教學(xué)機(jī)器人，使學(xué)生了解和掌握智能機(jī)器人一般用到的傳感器和驅(qū)動(dòng)裝置的作用，理解體會(huì)程序是只能機(jī)器人的靈魂，了解機(jī)器人是怎么樣在人類(lèi)的指揮下工作的，通過(guò)為機(jī)器人編寫(xiě)程序?qū)W到科學(xué)而高效的思維方式，提高邏輯思維能力、規(guī)劃能力，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。

（3）機(jī)器人教育的主要目標(biāo)之一就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，其教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)價(jià)也必須具備創(chuàng)新性。

（4）開(kāi)展各種展示和競(jìng)賽活動(dòng)是普及智能機(jī)器人的重要途徑之一，智能機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目的內(nèi)容、規(guī)則以及評(píng)分辦法等創(chuàng)意設(shè)計(jì)都極富創(chuàng)造性和挑戰(zhàn)性。

3、情感計(jì)算。體感技術(shù)、智能傳感器等新技術(shù)的教學(xué)研究。體感技術(shù)——讓電腦讀懂你的手語(yǔ)，正在幫助機(jī)器人越來(lái)越人性化。傳感器的性能對(duì)機(jī)器人的動(dòng)能起著決定性作用，許多國(guó)家都把傳感器獲得的，與人們的生活息息相關(guān)。在社會(huì)信息化發(fā)展中，無(wú)論信息的轉(zhuǎn)換和處理，還是數(shù)據(jù)的顯示和控制，無(wú)一不建立在對(duì)原始的各種參數(shù)進(jìn)行精確可靠測(cè)量的基礎(chǔ)上。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一，通過(guò)此項(xiàng)研究要解決以下兩個(gè)問(wèn)題：

（1）確定體感技術(shù)、智能傳感器等新技術(shù)的教學(xué)在整個(gè)機(jī)器人教育中的地位和作用，不能為傳感器而講傳感器。這酒要求要將新技術(shù)最精華的內(nèi)容介紹給學(xué)生，不能讓大學(xué)生在千姿百態(tài)、千變?nèi)f化的傳感器面前迷失了學(xué)習(xí)方向，從而減弱了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。

（2）以系統(tǒng)方法介紹體感技術(shù)、智能傳感器等新技術(shù)與機(jī)器人的有機(jī)結(jié)合。現(xiàn)代信息技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)。計(jì)算機(jī)相當(dāng)于人的大腦，通信相當(dāng)于人多額神經(jīng)，而傳感器相當(dāng)于人的感官。計(jì)算機(jī)發(fā)出各種指令的依據(jù)是對(duì)各被控制量的測(cè)量結(jié)果，而對(duì)被控制量的測(cè)量就是由傳感器來(lái)完成的。現(xiàn)在應(yīng)用系統(tǒng)許多都是由多項(xiàng)技術(shù)共享整合、相互融合、和諧滲透而實(shí)現(xiàn)的。所以單項(xiàng)技術(shù)發(fā)揮的作用總是局限的，無(wú)論人或技術(shù)，都要有合作與團(tuán)隊(duì)精神。

參考文獻(xiàn)：

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