西安交通大學分營：體驗人工智能

2017青少年高校科學營西安交通大學分營活動注重科技體驗與動手實踐，將理論指導與操作體驗合理搭配，展現出科學魅力與科技創新的內涵。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”；揚帆遠航——營員與優秀工程師、優秀學生直接溝通，了解科技創新在工程項目中的應用，感受大學生活的豐富多彩；科學探索實踐活動——營員走進國家級重點實驗室，體驗前沿科技，領略科技創新對于時代發展的推動；工程坊——營員參與科技創新項目，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，以西安交通大學機器人隊帶領營員進行的“體驗人工智能——與機器人共舞青春”機器人科技人工智能體驗活動尤其受到營員們的喜愛。

隨著人工智能技術的不斷革新與發展，越來越多的機器人產品出現在大眾視野中，機器人的發展與創新技術已成為備受矚目的科技焦點。“體驗人工智能——與機器人共舞青春”特色營隊活動組織營員走進ROBOCON機器人隊了解機器人的構造，學習機器人的基本工程制作方法；跟隨VEX機器人隊一起，學習功能結構搭建和編程，操作機器人，體驗與機器人交互指揮；同ROBOMASTER機器人隊并肩作戰，體驗一場完整的競技性“機甲大師”機器人比賽。

活動內容

機器人初識——“脫胎換骨”登場

在期待中，ROBOCON機器人隊帶領營員們展開了一場機器人脫胎換骨之旅——機器人知識學習及制作活動。每位營員都在機器人隊員的指導下動手體驗，了解機器人的構造，學習制作機器人的大體流程，掌握一些基礎方法。活動為營員們工程設計、項目設計能力打下堅實的基礎。

在此環節，ROBOCON機器人隊隊員向營員們介紹機器人技術的背景、機器人隊的歷屆比賽經歷，并且從傳感器到電機，從軟件、硬件到機械結構，毫無保留地將本隊機器人的設計思路及制作流程介紹給營員。介紹過后，團隊機械組負責人向營員們介紹隊里機械結構設計的一般方法，機器人制作經常使用的電機，并帶領營員觀看一些使用Solidworks繪制的機器人3D模型，然后帶領營員參觀加工問，展示一些如激光切割之類的簡單技術。該環節主要幫助營員們了解機器人設計中最關鍵的機械結構設計過程。

然后，機器人隊員帶領營員制作自動用筆在白板上寫時間的“小賤鐘”。制作結束之后，隊員帶著營員們調試制作好的小賤鐘，通過程序調整和機械結構微調，一方面使營員知道設計同真實環境是存在誤差的，需要偏置量修改；另一方面也帶領營員進行了一遍調試機器人的工作。最終營員都制作出了屬于自己的小機器人，隊員還為營員贈送了開發板、舵機和源代碼，方便他們回去繼續學習。

機器人初成——與機器人“共舞”

VEX機器人團隊以近2年的賽題為主題向營員們展示了VEX機器人的操作、結構搭建和編程，讓營員對機器人有了更加深刻地了解，同時培養了他們的科學思想、創新能力和實踐能力，營員還體驗了機器人的操作功能，與機器人“共舞”。

為了讓營員擁有更好的活動體驗，團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機器人，這其中還有獲得過世界錦標賽“全能總冠軍”的VEX機器人，并由富有操作經驗的老隊員為營員再現當年世錦賽緊張激烈的賽況。

活動還向營員展示了VEX機器人的基本構件和控制模塊，通過PPT向營員介紹了VEX機器人的關鍵元器件和控制方法，結合現場向營員講解VEX機器人的設計思路和搭建技巧，以及控制各種元器件的方法，并在現場進行一些基礎搭建和編程基礎指令的演示操作，使得機器人設計合理，各個部位能夠協調工作，完成相應的動作指令。活動很好地向營員展示了機器人搭建及控制的實現過程。通過活動，營員大致了解了機器人的控制流程，對于VEX機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——與機器人一起“舞動青春”

近年來，隨著AlphaGo等新型AI的出現，人工智能已經成為社會熱潮。近期，國家制定了人工智能發展規劃，要求將人工智能納入中小學課程。在這樣的大背景下，團隊推出了“機甲大師體驗項目”，該項目旨在激發青少年的科技意識、競技意識和創新意識。

ROBOMASTER團隊精心設計了遙控機器人戰車、聆聽“機甲大師”講座、觀看2016比賽精彩錄像等環節，帶領營員走進機器人競技領域。營員與機器人并肩作戰，親身體驗機器人競技的樂趣，感受科技的魅力。活動首次增加了機器人操作體驗，可使營員體驗操作機器人的樂趣。此外，團隊隊員為營員演示了機器人自動打擊大小能量機關，讓營員進一步感受到人工智能的魅力。

考慮到營員對競技機器人知識知之甚少，隊員需要通過細致的講解并進行實際操作和演示，才能使營員快速掌握遙控步兵機器人、英雄機器人的基本知識，真正做到學以致用。活動專門為營員準備了通俗易懂的解說詞，并由專業隊員進行現場解說。針對遙控輪式機器人的麥克納姆輪、云臺電機、摩擦輪等組件和附件，隊員引出了關于運動學、電學等知識，以進一步讓營員對全向機器人深入了解。在講解時，隊員們還講述了比賽和開發中發生的小故事，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習、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展歷程及其在國家經濟發展和國防建設中的重大作用，感受科技魅力，體驗創新文化，從小樹立科技強國、實業報國的遠大志向。活動注重培養青少年對科學技術研究的興趣，激發他們對科學探索的興趣，借助思維的碰撞引導青少年培養勇于探索的精神，潛移默化培養青少年的科學精神、創新意識和實踐能力。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、有趣的機器人。當一堆堆凌亂的小部件，成為一輛能轉動的小車后，成功的喜悅流露在每個人的臉上。機器人隊的隊員很細致地講解機器人制作的操作流程，還為我們演示如何制作‘小賤鐘，如何搭建機器人的部件。在哥哥姐姐的指導下，我們動手搭建機器人，操作機器人，還參加了活動組織的機器人比賽。通過活動，我學習到很多機器人的相關知識，不僅有機械設計的知識，還有關于電和程序的知識，對我以后的學習很有幫助，也讓我更加確定自己以后要學習和從事科技工作，為祖國的科技發展而努力奮斗。”

——山東省濱州市博興縣第一中學

宋凱迪