如何分階段學習機器人編程

馬瑞辰 黑龍江省大慶市第一中學

機器人課程作為一門將教學理論與實踐相結合的科目，不但可以激發(fā)很多我們的學習興趣，還能不斷的鍛煉我們的動手能力，但是面對機器人編程的學習，一般來講都是比較枯燥、乏味的，那么如何讓我們在編程的學習過程中體驗到樂趣就是本文需要探討的問題。

1 初級程序的編寫

初級編程主要程序開始與結束的圖標，以及程序的各種控制圖標等簡單的程序結構。高中生也可以利用這個程序來控制馬達等的運轉，提升對機器人進行控制的興趣。

2 簡單程序的編寫

機器人是通過傳感元件將非電學量轉化為電學量，并通過主板對機器人進行控制的過程。

我們可以通過實踐活動，來進一步控制機器人的行動，延續(xù)我們在上一階段的學習中對機器人的興趣，通過這一程序的學習，同學就可以自己制造可以自己進行調控的小汽車，聲控燈、可以自己騎自行車的小人了等等。通過自己的動手能力制作出的作品，可以提升我們對與機器人編程的信心，同時也可以讓我們在這項課程的學習過程中堅持下來。

3 程序可以解除人類的反復重復性的勞動

我們可以設計一個循環(huán)系統(tǒng)，讓機器人可以重復一個動作，減輕人們的勞動負擔。

例如，我們設置機器人的前進距離是每次一米，然后向右旋轉90度，循環(huán)次數(shù)可設為4次，這就形成了一個邊長為一米的正方形。利用這個原理，我們還可以讓機器人畫多邊形，甚至安排它去走迷宮實驗，讓學生開動思維設計一個火車運行的實驗，能夠讓火車進行各個站點的報站服務，同時還需要進站?？?。

4 分支語言對行為的選擇調解

分支語言是指根據(jù)傳感器返回的數(shù)據(jù)，讓機器人能夠對不同的環(huán)境和情況，選擇不同的反應方式。

例如，讓機器人在一個充滿家具的房間中進行移動，可以在不損壞家具的情況下，機器人可以走出這個房間，當遇到家具的阻攔時，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，這時當機器人走近的時候，可以通過傳感器感受物體的形狀，根據(jù)物體周圍的情況來選擇從什么地方繞過。通過這段學習，可以滿足我們的對機器人的設想，將自己的想法變成現(xiàn)實。

5 用傳感器的返回值控制機器人

利用傳感器返回的數(shù)值，可以檢測到周圍的環(huán)境情況。

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

我們設置機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，最終計算出的結果就是電動機在旋轉的過程中所產生的參數(shù)power。當power>0時，機器人與物體的距離越近，機器人與障礙物的保持距離的后退速度就會越快；而當power=0時，機器人則會選擇停止而不是后退。

例如，將容器作為一個參數(shù)進行與函數(shù)學習內容進行對比，將輸出的裝置作為因變量，傳感器的輸入值當做自變量，這樣整個程序的內容就可以成立一種函數(shù)關系，利用這個控制程序，然后結合得到的數(shù)據(jù)和信息進行分析和總結，得到各個學科之間的關系，進行實驗探究的學習。

6 多事件多任務的機器人編程

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

例如，我們對聲音傳感器進行控制，在后臺的程序中添加上監(jiān)控的任務，同時在任務1中添加音樂播放的選項，在任務2中添加伴舞的選項，機器人可在現(xiàn)場同時進行播放音樂和伴舞的活動，同時，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作，這個動作一直延續(xù)到整個現(xiàn)場安靜下來為止。

在這一個過程中，我們將體驗到的是無窮無盡的樂趣，興趣養(yǎng)成也十分容易，我們可以根據(jù)自己的知識積累，將自己所有設想的內容得以實現(xiàn)。充分發(fā)揮我們的主觀能動性，快樂的進行學習和生活。

7 結果

高中生對于機器人編程的學習，不僅可以提高我們科學素養(yǎng)，同時，對吃苦耐勞精神的培養(yǎng)，以及我們的專業(yè)技能的培養(yǎng)都是至關重要的。對機器人編程的學習，要有對生活敏銳的觀察，同時能夠靈活應變的思考能力，這對當今的高中生來講是相當匱乏的，通過這項內容的學習，也可以彌補這里的不足。

[1]鄭鳳玲.基于C語言中的分支結構及其用法[J]. 忻州師范學院學報,2009,25(02):18-19.

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

[3]黃永華.機器人語言編程系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].東南大學學報,2004(08):26-28.