一种新型人工智能机械手教具.pdfVIP

StudentProjects

TeacherProjects

八九点钟

科教展台

一种新型人工智能机械手教具

高 山/北京市第二中学

学生都是一项挑战。在课堂中，教统，采用Python语言进行程序设计。

教具研发背景师需以生动、形象的方式向学生讲最终完成系统与百度智能云平台资

2020年修订版《普通高中信授人工智能课程，但因教学平台的源的对接，实现智能化手势识别和

息技术课程标准》提出，要通过典局限性，使得中小学的人工智能课语音识别。

型的应用实例，了解数据采集、分程仍以计算机编程为基础，缺乏生

研发过程

析和可视化表达的基本方法。基于动有趣的情境和项目，教学易脱离

新课程标准，以开源硬件树莓派作生活，导致学生逐渐失去兴趣。目Â机械手结构设计方案讨论

为控制系统，研发一套基于人工前，中小学还没有系统的、专业的”方案1.线控机械手

智能技术的机械手教具；同时，利人工智能教学平台，虽然一些学校手指运动依靠电机控制丝线完

用Arduino开源硬件控制舵机的工尝试使用智能硬件进行教学，但整成（图１）。线控机械手结构简单，

作，从而控制机械手的动作。使用体上还无法满足学生的需求。因此，易控制，但在使用中容易脱线松动，

Python语言编程可实现机械手手指本教具将从学生学段特点和教师特长时间使用易损坏，因此，未选用

及手臂转动，并通过图像或语音识点出发，开发适合中小学人工智能此种方案。

别技术实现对机械手的控制。本教教育教学的技术平台。这一平台将”方案2.舵机连杆直驱结构

具以机械手为平台，让学生在解决利用人工智能机械手培养学生对于通过连杆结构控制手指的伸直

问题的过程中，将所思、所想在机人工智能技术的兴趣，帮助他们掌与弯曲，利用舵机实现手指的不同

械手平台上进行操作，通过问题提握人工智能知识。弯曲角度，可高质量模仿人手的动

出与问题分析，最终实现智能机械作，而且实现起来简单、耐用，可

设计目标

手的控制，提高学生的人工智能学使用3D打印技术打印结构件。

习质量，培养学生的创新思维能力，通过三维设计软件设计手掌和平面连杆机构机器人的动力主

提升学生利用数字技术解决实际问手指零件，并进行零件模型的装配要来自于电机或舵机，电机或舵机

题的能力。和3D打印，验证手部结构的合理性；的运动是圆周运动，很多时候机器

控制系统采用树莓派4B，驱动部分人要做上下或左右的往复运动，这

问题提出选用Arduino开源硬件控制舵机的时就要利用连杆机构，将圆周运动

人工智能教育对中小学教师和运动；使用开源的Linux图形化系转变为上下或左右的往复运动。

图1 线控机械手图2 三维设计手指图3 智能机械手结构