3-2 智能机器人的工作过程 智能机器人控制与人机交互教案 清华大学版信息科技六年级下册.pdf

第二课教案

《智能机器人的工作过程——智能机器人控制与人机交互》

教学时间2024.xx.xx教学班级六年级

智能机器人的工作过程——智能机

课程名称课时1课时

器人控制与人机交互

一、知识与技能

1.了解人工智能技术；

2.理解智能机器人的工作原理；

3.常见智能机器人的工作过程。

教学目标

二、过程与方法

1.通过小组合作的方式，让学生理解智能机器人的工作原理。

三、情感态度与价值观

1.通过本节课学习，增强学习信息科技知识的趣味和自信心。

重点1．理解智能机器人的工作原理。

难点1.理解智能机器人的工作过程。

教具WPS软件、教学视频。

教学方法教学展示、小组讨论、兴趣驱动。

教师学生

一、导入（5分钟）

（思考提问）快递分拣机器人能安全快速地将包裹运往正

教学过程确的分拣口，工厂里的机械臂能灵活地操作零件组装流水线学生思考并回

上的产品。这些机器人为什么可以如此智能呢？背后蕴含着答问题

哪些人工智能的技术？这节课就一起了解一下智能机器人的

工作过程。

二、知识讲解（20—30分钟）

（一）智能机器人的工作原理

1.智能控制过程小组合作探究

智能机器人主要由传感系统、控制系统和机械系统组成。

相应地，其智能控制过程分为感知、处理和行动三个阶段。

（1）感知。智能机器人的传感系统是机器人与外界进行信

息交换的主要窗口。为了适应复杂的环境，获取多样化的环境

信息，智能机器人通常配备了多种类型的传感器，使得它们能

像人一样拥有视觉、听觉和触觉等感知能力，同时，还有“激

光测距”“GPS定位”等机器人所特有、人类不具备的感知功

能。

（2）处理。传感系统将获取到的环境信息反馈给智能控制

系统进行处理。控制系统对下一步要做出什么样的动作，哪种

动作的效果最好等问题进行计算和分析判断，也就是所谓的

“思考”。如图所示，机器人要判断往哪边走才能躲开障碍物，

腿如何运动才能把球踢进球门。

（3）行动。智能机器人的控制系统可以计算得出各个关节

协调运动的参数，然后会输出控制信号给伺服电机等动力装

置，各个关节按照设计好的规律，运动到指定位置，机器人就

完成了一次行动。实施行动后，一些具有学习能力的机器人还

会分析刚才所做的动作是否实现了预期结果。例如，假设它以

某种方式移动腿部没有顺利绕过障碍物，机器人就存储这个信

息并记下补偿或偏差值，当它下次遇到相同的情景时，便会尝

试做出可以成功应对的动作。

2.人机交互

智能机器人在人们的工作和生活中扮演着越来越重要的

角色，作为人类重要的“搭档”，智能机器人系统还不能完

全排斥人的作用，而是需要借助人机协调来实现系统控制。

使人与机器以更自然的方式交流，是“人机交互”技术的研

究目标。主要技术有：语音交互技术、图像识别技术、AR和

VR、体感交互技术。

有些机器人能根据人类的面部表情调整其回应。比如，

人表现出沮丧，机器人会通过讲笑话逗人开心。机器人也可

以对人的行为姿态进行理解和预测，继而理解人的意图。当

意识到人需要它接住水杯放到桌子上等，机器人将采取相应

的动作完成任务，这无疑会使人与机器人之间的互动变得更

为简单，如图所示。

（课堂活动）请同学们上网查找资料或翻阅相关图书，

看一看机器人感知外界信息的类型有哪些，使用到的传感器

是什么，以及有哪些应用？将你们查找到的信息填写在表中，

并与其他同学分享交流一下。

感知类型