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童程童美少兒編程教育

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少兒編程 > 新聞活動 > 一節(jié)小學(xué)生也能聽懂的專業(yè)課:機器人和物聯(lián)網(wǎng)是怎么協(xié)同工作的?

一節(jié)小學(xué)生也能聽懂的專業(yè)課:機器人和物聯(lián)網(wǎng)是怎么協(xié)同工作的?

童程童美 2019-08-12

8月6日,由童程童美智能機器人編程教研總監(jiān)孫善明老師為大家分享了《機器人物聯(lián)網(wǎng)的工作原理》。孫老師深入淺出地介紹了機器人、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理以及它們之間的關(guān)系,讓家長和學(xué)員們受益良多。

摘要

8月6日,由童程童美智能機器人編程教研總監(jiān)孫善明老師為大家分享了《機器人物聯(lián)網(wǎng)的工作原理。這是第二屆中國少兒編程節(jié)的第五期大咖講座,孫老師從機器人的定義和概念入手,深入淺出地介紹了機器人、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理以及它們之間的關(guān)系,幫助大家對人工智能這一領(lǐng)域有了更為深刻的認識,讓家長和學(xué)員們受益良多。

一節(jié)小學(xué)生也能聽懂的專業(yè)課:機器人和物聯(lián)網(wǎng)是怎么協(xié)同工作的?

孫善明老師在直播間

★ 講座精華 ★

① 機器人的定義、分類、組成

② 傳感器原理

③ 執(zhí)行器件(電機)原理

④ 控制系統(tǒng)原理

⑤ 物聯(lián)網(wǎng)概念、常見物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工作原理

看完講座精華概要,相信您一定對本次講座的內(nèi)容非常期待了,下面就為您奉上講座的完整版視頻,請點擊觀看

下面是本次講座的精華提煉,希望能通過細致的文字,幫助大家起到溫故知新的作用。

機器人的定義、分類、組成

機器人是一種自動化的機器,具有感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力。具體如何理解呢?以人類舉例來說,當嬰兒看到奶瓶后會流口水,這是由于奶瓶會向人的眼睛發(fā)射光信號,再傳遞到大腦,隨后大腦控制唾液腺分泌口水,這就生物是感知功能。其中,眼睛是感覺器官,大腦是決策中心,唾液腺是執(zhí)行器官。

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同理,如果一臺機器也具備這樣的三個“器官”,并且配合彼此實現(xiàn)類似的感知功能,就可以稱之為機器人,而對應(yīng)的三個“器官”分別為傳感器、智能芯片、執(zhí)行器件。

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如果說人類是由軀體和思想組成的,那么機器人則是由軀體和程序(也就是我們說的編程)構(gòu)成的,傳感器、智能芯片、執(zhí)行器件是機器人的硬件,程序是機器人的軟件

機器人可以從用途上分為工業(yè)機器人、農(nóng)業(yè)機器人、軍用機器人、醫(yī)用機器人、教育機器人等。

傳感器原理

傳感器就是將日常信號(溫度、壓力、距離、光線強度等)轉(zhuǎn)化為電信號,再交由智能芯片處理。下圖為較常見的傳感器:

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下面以最簡單的溫度傳感器舉例,讓大家更好的理解傳感器的工作原理。

溫度傳感器的本質(zhì)是利用不同金屬的熱膨脹系數(shù)不同,熱脹冷縮。當室溫升高,金屬片由于受熱變彎曲,接通電源,則冰箱開始制冷。

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執(zhí)行器件原理

關(guān)于執(zhí)行器件原理,就要從丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)說起。他在做實驗時發(fā)現(xiàn),通電導(dǎo)線中可以產(chǎn)生磁場,而磁場又與小磁針相互作用,同性相斥、異性相吸。

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理解了這一點后,我們就能弄清楚電動機的原理了。電動機的通電線圈產(chǎn)生磁場,與固定磁鐵的磁場相互作用,進而推動線圈繞軸轉(zhuǎn)動,所以電機只要通電就會一直轉(zhuǎn)下去。

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智能芯片原理

CPU、GPU、NPU……智能芯片也分為很多種,但它們都是由很多開關(guān)組成的,我們可以把開關(guān)理解為水龍頭,當打開水龍頭,就會有水流和水壓通過;同理,當打開晶體管開關(guān)時,就會有電流和電壓。

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芯片是由眾多晶體管開關(guān)組成的,輸入二進制電信號,就能經(jīng)過這些開關(guān)的處理,而開關(guān)處理電信號的過程就是機器人思考的過程。

物聯(lián)網(wǎng)概念及應(yīng)用

從互聯(lián)網(wǎng)到移動互聯(lián)網(wǎng),再到冰箱、彩電等智能家居的接入,我們稱之為物聯(lián)網(wǎng)。

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以智能家居為例,想要達到“室內(nèi)溫度大于25度后,當人進入房間時,空調(diào)自動制冷”這一目的,具體工作原理是什么呢?

這句話中有兩個條件,一是溫度、二是人進入房間,所以對應(yīng)的需要溫度傳感器接收溫度信號,紅外傳感器接收紅外信號感知是否是人類,然后傳遞給芯片用程序處理,之后控制電機開始制冷。

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生活中,物聯(lián)網(wǎng)影響著我們生活的方方面面(如下圖所示),而學(xué)習(xí)機器人編程能幫我們更好的看透智能世界。

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★ 大咖講座在繼續(xù) ★

以上精彩內(nèi)容,便是由童程童美智能機器人編程教研總監(jiān)孫善明老師為大家?guī)淼牡谖迤诖罂еv座《機器人物聯(lián)網(wǎng)的工作原理》,很多家長在看完之后表示受益匪淺。

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