关键词： 机器人动力学   MATLAB优化工具箱   Lagrange法   惯性参数   激励轨迹   傅里叶级数   最小二乘法   线性变换  

摘要： 首先通过Lagrange法构建机器人的动力学模型,经过线性变换和动力学参数重组,获取最小惯性参数集。其次,选择傅里叶级数作为激励轨迹,结合MATLAB优化工具箱对傅里叶级数系数进行优化,从而获得最佳的激励轨迹。最后将最优的激励轨迹导入到ADAMS中进行仿真,得出相关数据,并根据最小二乘法计算出待辨识动力学参数估计值,并与理论值进行对比,计算绝对误差。结果表明:仿真实验能够获得较为理想的效果,验证参数辨识方法的正确性。

关键词： 机器人   机器人竞赛   机器人编程教育   科学素养   创新能力  

摘要： 在“双减”政策下,贯彻执行《全民科学素质行动规划纲要》精神,将科学精神融入课堂教学和课外实践中去,积极开展科普活动,高效组织中小学生机器人竞赛辅导,逐步提高全市中小学生科学素养,已成为当前教育新形势、新任务、新要求。因此,本文主要阐述机器人竞赛辅导的方法和策略,明确在人工智能形势和“双减”政策下,中小学机器人编程教育开展的重要意义,可以激发学生的学习热情,培养学生学习兴趣,引导学生形成耐心钻研的态度,注重对学生逻辑思维能力的培养,增强学生的团队意识。通过“组建教师团队、选定比赛项目、选拔参赛队员、制订比赛方案、落实赛前训练、赛后总结优化”六个方面,具体探讨当前中小学生机器人竞赛辅导方法和策略,具体阐述了机器人竞赛对中小学生科学素养培养的重要意义。

关键词： 机器人学   课程改革   应用型本科院校   教学质量  

摘要： 依据“机器人学”的课程性质,以及应用型本科院校的人才培养方案要求,以无锡学院为例,从学时安排、教材内容、教学方法、师资力量、考核方式等几方面剖析了“机器人学”教学过程中存在的问题。并从这几点详细探讨了实践性较强的课程改革方案,旨在提升学生学习热情,增强学生创新、自主学习意识,提高教学质量,为探索培养创新应用型人才模式提供参考。

关键词： 机器人竞赛   动手实践   英才计划   人工智能   虚拟机器人   东北大学   公开赛   浓厚的兴趣  

摘要： 作为一名喜欢动手实践的中学生,我曾经痴迷于机器人竞赛并获得了多个奖项,其中值得一提的是在2018年获得FIRA中国公开赛虚拟机器人组冠军。在钻研机器人和人工智能时,我对数学产生了浓厚的兴趣。2020年12月加入英才计划时,源于对数学的热爱,我坚定地选择了数学方向,师从东北大学邵新慧教授。

关键词： 机器人学   项目驱动   教学研究  

摘要： 机器人学是机器人工程、智能制造以及人工智能等相关专业领域的基础必修课。该课程的教学质量和效果直接影响学生对机器人技术的了解和掌握。文章在对课程背景和现状分析的基础上,积极研究适合机器人学课程的全新教学模式,致力构建以项目驱动为导向的教学资源与考核评价方式,使学生在学习过程中实现理论知识的构建与实践能力的协调发展。

关键词： 人工智能   机器人学   科幻文学   坎贝尔   新构思   本土化   民族化   黄金时代  

摘要： 1940年12月的一天,美国科幻期刊《惊奇故事》杂志的主编坎贝尔邀请俄裔美国小伙儿艾萨克·阿西莫夫来到他的办公室。他与这位年轻人聊了一整天,两人深入探讨有关机器人小说的新构思,共同拟定了“机器人学三定律”的基本内容。于是,科幻文学中属于机器人和人工智能的黄金时代就此开始……

关键词： 爬树机器人   刚毛阵列   机器人学   仿生学  

摘要： 爬树机器人作为特种机器人的重要分支,在农业、服务业扮演着重要的角色,对木材生产与树木检测工作产生着积极作用。树木的树皮极为粗糙且分布规律复杂导致现有的爬树机器人有着设计结构复杂、难以维护等问题。在观察壁虎的攀爬过程以及参考了众多爬树机器人的结构后对爬树机器人进行了重新设计。同时受壁虎手掌的柔性刚毛阵列结构以及昆虫足端倒刺启发后对机器人抓附机构进行了优化改进。论文首先使用多个学者的抓附模型建立了尖刺与树皮表面的接触模型,对壁虎手掌的柔性刚毛结构进行了观察研究,发掘了其柔性来源与手掌刚毛与表面接触抓取的规律。对机器人的抓附机构进行了优化改进,改进后使抓附机构具有柔性的同时可以调节初始预紧力。可以在不同环境形成稳定的抓附,最后可以达到优化电机输出节省能源增加续航的目的。本着结构简单维护方便的原则,重新设计了机器人整体结构并且增加了旋转梁部件,在攀爬过程中旋转梁带动机器人的四个臂使其可以在不同直径的树木上调整攀爬。分别对机器人的关键部件如尖刺进行了可靠性计算,失效模式的提前分析并使用abaqus静力学仿真验证,结果表明尖刺合理可靠。对柔性抓附机构的机架进行了检验。然后使用D-H坐标法对四足机器人整体分析计算出了正、逆运动学方程。机器人运动学方程计算完成后使用蒙特卡洛法计算了机器人的单个腿的工作空间,结合方程规划了机器人的足端攀爬轨迹,通过动态仿真的形式验证了四足机器人在树木上前进、后退等功能,输出了相关运动特性图像,结果表明该设计高效可行。对硬件控制系统整体提出了设计要求,对舵机和控制处理器进行了相关的选型以及规划了其他对机器人的特殊要求,最后使用快速成型制造技术制造了机器人在不同直径的树木进行了攀爬实验,结果符合理论设计要求。

关键词： 机器人竞赛   中职   课程教学优化   工业机器人操作与编程  

摘要： 随着“机器人﹢”行动稳步实施,机器人应用广度深度加速拓展,行业飞速发展,对技能人才的数量和质量提出了新要求,当前工业机器人专业所培养的人才与企业需求间存在差距,为切实提高中职学校工业机器人专业人才培养质量,本文从竞赛视角下,对中职学校《工业机器人操作与编程》课程进行教学优化设计和教学实施验证。主要研究内容与结论如下:(1)通过教育观察、问卷调查以及访谈的方式深入了解中职学校《工业机器人操作与编程》课程教学现状、学生学习心理以及学生对课程和竞赛的看法,探究当前课程存在的问题,以确定课程的优化方向,为课程教学优化提供依据。(2)对全国职业院校技能大赛中的“机器人技术应用”赛项进行分析,挖掘技能竞赛中可与常规教学相融合的内容,寻找值得借鉴的教学方法、模式以及可转化为常规教学资源的竞赛资源,打破技能竞赛与常规教学间的壁垒。(3)以课程现存问题和机器人竞赛对专业课程教学优化改革的作用为依据,对《工业机器人操作与编程》课程进行教学优化设计。补充细化教学目标,根据教学目标,以竞赛项目为载体,选取教学内容进行重组和模块划分;提出教师是学生学习的促进者,教学过程应坚持以学生为中心;以任务驱动法为主,多种教学方法混合的教学模式;引入竞赛,形成以竞赛为主线的教学模式四点优化策略。更新教学评价方式,融合竞赛标准,促进课程评价主体多元化和评价标准规范化,“以赛代考”拓宽评价渠道。(4)对优化课程进行教学实施,对“码垛与拆垛应用”的教学设计、教学过程作出说明,并通过访谈、测试等方式对课程教学效果进行验证分析。教学实施结果表明,优化后的《工业机器人操作与编程》课程能让学生在学习过程中获得自信心、爱上学习;有效提高学生学习的积极性;能够活跃课堂氛围,使学生课堂体验感得到极大的提升;学生的理论知识、实操技能以及职业素养得到全面培养,综合能力显著提升。

关键词： 机器人学   思政教育   改革与实践  

摘要： 本文以机器人工程专业核心课程——“机器人学基础”课程为例，从思政教育角度出发在教学方法、教学手段、创新实践教学、多元化考核体系上进行探索，着力解决机器人工程专业人才培养和教育教学中的突出问题，努力构建以思政教育为导向、集教与学于一体的教学新模式，有效推进自主探究与思政融合的模式。这对于提高学生的学习兴趣、知识应用能力、探究思维能力、创新实践能力和就业竞争力具有重要意义。

关键词： 人工智能   机器人学   无人系统   理实结合   项目驱动学习  

摘要： 针对面向“新工科”的人才培养模式和教学内容改革，依托“无人系统科学与技术”新兴交叉学科，西北工业大学无人系统技术研究院开设了“智能无人系统综合设计”课程，探索竞赛项目牵引、理论实践结合、重视团队合作的“人工智能+无人系统”教学模式，建立多层次、开放式教学体系。该课程以机器人操作系统为软件平台，利用智能无人机、无人车等硬件设备，紧密围绕智能自主方向的人才培养需求，融合多学科知识内容，涉及智能感知、自主决策、集群协同等几个关键技术的理论教学及实验设计。该课程能够使学生在动手实践中掌握智能无人系统的设计方法和系统集成等全流程环节，培养学生的综合能力，为后续开展相关学科竞赛和科研活动奠定理论和实践基础。