探索创新irobotq 3d 虚拟机器人拓展教材

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1、萝卜圈三维机器人拓展教材第1课走近IROBOTQ仿真——IRobotQ基础教学目标：（1）认识机器人的发展史，了解机器人的概念、产生、发展、种类与应用；（2）介绍当前主流的机器人仿真软件，介绍萝卜圈仿真软件的特点；（3）掌握IRobotQ仿真软件界面以及基本操作；在一些关于机器人的科幻影视中，例如《变形金刚》、《我，机器人》等，机器人被设计成类人的样子，如图1-1所示，他们超凡的能力给大家留下了深刻的印象。现实生活中，机器人也正逐渐地影响我们的生活，在几千米深的大洋底部，机器人在连接或修复海底的电缆；在餐厅里，机器人侍者在为顾客提供优质服务；在医院的手术台前，

2、机器人在图1-1科幻机器人为病人做开颅手术……这些并非科学幻想，它们正在或将要成为现实。那么，目前世界上机器人技术在哪些领域得到了应用？我们要学习使用的机器人是什么样子？我们如何控制机器人？今天开始我们一起走进机器人世界去寻找上述问题答案。一、走进机器人世界（一）机器人概念捷克著名剧作家和科幻作家卡雷尔·恰佩克在1920年发表了科幻剧本《Rossum的Robota万能公司》，发明了机器人Robot这个词。在随后的几十年中，机器人的技术一直在不断的发展，新的机器人的形状和功能不断的涌现，以致科学界都很难给机器人下一个准确的定义。时至如今，国际上对机器人的概念才趋

3、近一致。一般来说，图1-2人形机器人人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”-1-萝卜圈三维机器人拓展教材机器人外观上并不都是仿人形的，还有车型、蛇形、圆形、方形等各种不同的形状，它可以根据不同的使用环境和任务需要而采用不同的形状，如图1-2、图1-3所示。（二）机器人学三定律随着科技的发展，机器人具有越来越强的智能和其他能力。为了使机器人能更好地服务人类社会，避免对人类照

4、成伤害，科幻小说家艾萨克·阿西莫夫在他的机器人相关作品和其他机器人相关小说中为机器人设定的行为准则：机器人学三定律（ThreeLawsofRobotics）虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。第一条：机器人不应伤害人类，而且不能忽视机器人伤害人类；第二条：机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；第三条：机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。（三）机器人的分类机器人的种类很多，有不同的分类标准，按用途可分为工业机器人、空间机器人、水下机器人、军用机器人、排险救灾机器人、教学机器人和娱乐机器人等。机器人应用的范围也非常广泛，尤其

5、在一些会对人类健康产生危害的领域，如有毒，高辐射、深海探测等工作环境更是发挥着不可替代的作用，有应用在工业生产中的工业机器人，如焊接机器人；有应用在战场上的军事机器人，如排雷机器人；有运用在服务领域的机器人，如扫地机器人；有运用在娱乐上的机器人，如机器狗。总之，如图1-3所示，现代机器人已经渗透到我们的生活中，在各行各业发挥着重要的作用。图1-3某种排雷机器人某种教育机器人某种军用机器人-2-萝卜圈三维机器人拓展教材（四）虚拟机器人学习机器人技术有利于提高同学们的思维创新能力、程序编写能力、团队合作能力。目前，由于实物机器人设备在价格上相对还比较昂贵，而且也比

6、较容易损坏，我们选择虚拟机器人，让更多的同学参与到机器人技术学习中来，享受机器人带来的乐趣。虚拟仿真机器人平台允许用户在计算机上创设各种不同的场景：搭建机器人，添加各种传感器，编写程序，并模拟运行。虚拟机器人平台使得面向大众的机器人教学成为可能。当前在中小学教学中应用比较普通的机器人虚拟平台主要有以下几种：1．纳英特虚拟机器人平台NSTRSS2．中鸣3D仿真平台3．乐高公司开发的LEGODigitalDesigner4．广州电教的VirtualRobot2虚拟机器人5．IRobotQ3D机器人在线仿真平台IRobotQ3D机器人仿真平台是基于网络互动模式设计，

7、以强大物理引擎作为技术支撑，以机器人为载体的科技创新平台。该平台提供了丰富的场景元素，用户通过简单的堆积组合就能方便构造一个任务场景，场景有点类似游戏中的创意，比较能吸引同学们的兴趣。还提供了物理引擎的支持，任务中的各种元素具有了重量、体积、摩擦、能耗、力等物理属性，任务变得更加贴近真实环境。同时，该平台脱离了硬件的限制，可以提供形态功能更多的机器人组件和传感器，使得任务的设计可以更加丰富。该平台基于网络平台，使得机器人活动的组织变得更加方便，同学们也有了更多竞争交流的平台。当然，还有很多公司开发了一些很优秀的平台，而且在将来，一定会有更多更优秀的平台不断涌现

8、。每个平台都有自己的一些特点。在下面的