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智能科学与技术专业的多机器人智能化特色实验教学(教育技术学资料)
文档信息
:
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目录
TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1
正文 1
文1:智能科学与技术专业的多机器人智能化特色实验教学 2
0 引言 2
1 智能化特色实验的开设时机 2
2 智能化特色实验的内容设置 3
3 特色实验与课程体系的结合 5
4 结语 5
文2:智能科学与技术专业的启蒙教育 6
1专业启蒙教育的现状’ 7
1)有限的课时数与丰富的内容难以匹配。 7
2)专业导论课与专业理论课衔接不紧密。 8
1)对专业产生片面性认识。 8
2)对专业的学习兴趣难以维持。 8
参考文摘引言: 13
原创性声明(模板) 14
文章致谢(模板) 14
正文
智能科学与技术专业的多机器人智能化特色实验教学(教育技术学资料)
文1:智能科学与技术专业的多机器人智能化特色实验教学
基金项目:南开大学2014年新专业建设立项项目;南开大学2014年本科重点教学改革项目。
第一作者简介:王鸿鹏,男,副教授,研究方向为智能机器人技术,hpwang@nankai.edu.cn。
0 引言
“智能科学与技术”专业是一个新兴的交叉学科专业,需要不断完善专业建设和深化教学改革,既要注重加强学生的综合素质,也要注重培养学生的特色专业能力,从而将学生的跨学科知识转化为综合实践创新能力。
我们所探讨的智能化特色实验教学,是通过建设分布式部署的飞行与地面移动机器人系统,构建多机器人/多智能体协调控制实验平台,指导学生进行分组研发与实验,将智能技术、智能工程等课程中所讲授的人工智能、机器视觉、机器学习、智能计算、复杂系统控制等内容纳入到本实验教学中,促进专业课程教学内容之间的有效衔接,启发学生的科学研究思维,提升技术研发能力。
1 智能化特色实验的开设时机
南开大学“智能科学与技术”专业始建于2005年,首届本科生于2010年毕业。在10年发展历程中,智能科学与技术专业借助于南开大学文理并重,基础宽厚的学科优势,以及发展现代工学、突出应用与创新的办学特色,依托于计控学院自动化与智能科学系、机器人与信息自动化研究所、计算机科学与信息安全系等单位,在课程体系设计、教材建设、专业实践等方面均取得了长足的进步,目前已培养出5个年级的具有光、机、电系统综合知识、具备较强适应能力、能够在相应领域从事科研、开发、管理工作的高级工程技术人才,学生毕业后去向较为理想。
在智能科学与技术专业的课程体系方面,南开大学近年来将“智能技术”课程调整为“机器视觉”“机器智能”两门专业必修课程,分别安排在二年级下学期与三年级上学期,在三年级下学期安排“智能工程”“机器人学导论”专业必修课程,以及“智能移动机器人导论”英文特色选修课程。
为加强学生实践环节与扩大学校的国际交流,从2013年开始南开大学实行夏季小学期,我们所设计与开展的“空地一体化多机器人协调控制”实验已纳入到开设于大三夏季小学期的“智能专业实践”特色课程中,在4周时间里集中进行。此时学生已经掌握自动控制原理、现代控制论、计算机数据结构等自动化、计算机相关课程与机器视觉、机器智能、智能工程、机器人学等智能专业特色课程知识,这些知识的学习与能力的训练为学生进行智能化特色实验奠定了理论与实践基础。
“空地一体化多机器人协调控制”实验能够增强学生对分布式部署的飞行与地面移动机器人系统的控制、通信、规划、协调等相关技术的了解与掌握。学生们可以将该实验课程所掌握的技术进行延伸,既可以与“国家级大学生创新训练计划(国创)”“本科生创新科研百项工程(百项)”等大学生创新项目与“华为杯中国大学生智能设计大赛”等智能专业特色竞赛相结合,也可以在四年级继续进行智能系统方面的本科毕业设计,激发学生的创新性设计与实现的热情。
2 智能化特色实验的内容设置
“空地一体化多机器人协调控制”智能化特色实验主要由飞行与地面移动机器人、网络通信系统、协调控制系统组成。南开大学智能科学与技术专业利用2013年度新专业建设经费采购了8台地面移动机器人平台,利用2014年度新专业建设经费采购了14台多旋翼无人机飞行实验平台,基本上构建起一套能够支持40名本科学生分组研发、联合调试的综合性实验平台。
本试验中学生所要实现的协作机器人系统是由多个具有一定智能的自治机器人组成,机器人之间通过网络通信的方式实现相互间的协作以完成联合探索与建图等复杂的任务。学生首先实现单个飞行或地面移动机器人的飞行控制与视觉检测,然后建
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