新闻首页 | 商都首页

新闻首页 > 河南新闻 > 洛阳综合
深度调查:“玩转”机器人,火辣的“花季梦想”

发布时间: 2007-06-26 08:39:46  来源: 洛阳日报

  

1.点击鼠标左键查看原图  2.鼠标滚轮放大/缩小图片

  核心提示:在市55中,有这样一群少年,他们终于心醉的玩具,是一种叫做“智能机器人”的“高科技玩意儿”。满载着同学们的智慧、激情和梦想的机器人,给他们带来的不仅是快乐和知识的启迪,还有巨大的成就感:市55中智能机器人水平在全省同年龄段领先,频频在国内大赛上摘金夺银,并且代表中国远赴澳大利亚参赛,获得国际奥林匹克机器人竞赛的“最佳设计奖”和“最佳创意奖”。

    机器人怎么玩儿? 在“玩的心跳”的过程中,学生们的思维方式和学习成绩有什么变化?作为“贵族运动”的机器人活动,能否在我市中小学生中普及?带着一连串的疑问,本报记者走进我市唯一开设机器人课程的市55中,进行了独家深度采访。

    “一不留神,玩出个全国冠军!”

    据6月20日《洛阳晚报》报道:本月中旬结束的全国第八届中小学生机器人比赛河南省选拔赛中,市55中(洛阳014中心学校)参赛选手成绩惊人——初中组机器人灭火比赛中,55中学生差点将前五名“包圆”,韩旭同学荣获第一名,陈欣宜等三人分获第三、第四和第五名;机器人足球比赛中,丁然、杨孟天获得第二名,何东豪、梁兆鑫获得第三名。7月25日,韩旭、丁然、杨孟天三名同学将代表河南省参加全国机器人比赛。

    从去年3月起,在“河南省素质教育优秀教师”、“河南省计算机学科带头人”马开生老师的带领下,市55中开设了“机器人科技活动小组”,先后吸引了50名初中生参与。谁也没料到,短短一年多时间,该校学生居然代表了河南省初中生机器人活动的先进水平,频频在全省、全国甚至世界大赛上摘金夺银:2006年8月,在第七届中国智能机器人大赛中,该校学生荣获机器人4枚灭火比赛金牌,4枚足球比赛银牌,2枚创新比赛银牌;2006年10月,在苏州举办的国际奥林匹克机器人竞赛中,该校学生获得机器人障碍赛全国第二名,并夺得代表中国参加世界大赛的“入场券”,马开生被授予“中国智能机器人比赛优秀教练”和“国际奥林匹克机器人竞赛优秀教练”;2006年12月,该校4名学生代表中国队,奔赴澳大利亚的“黄金海岸”,参加国际奥林匹克机器人竞赛,荣获“最佳设计奖”和“最佳创意奖”。

    “开展机器人活动的初衷,是让学生在玩耍的过程中领略高科技的魅力,在紧张的学习中获得身心的放松。”马开生的笑语中充满自豪,“谁也没有想到,一不留神,居然玩出个全国冠军!”

    看机器人比赛,让人紧张得手心出汗

    在市55中教学楼六楼的“机器人实验室”里,记者领略到机器人比赛的火热和刺激:

    “射门,射门!”“顶住,顶住!”…… 在同学们的阵阵助威声中,红方“后卫”一个娴熟的“长传”,将闪闪发光的“足球”塞给“前锋”,“前锋”左冲右突,终于摆脱蓝方“后卫”的围追堵截,将球捅入对方网窝; 

    灭火机器人更为灵敏,它一边在“城市街道”中穿梭,一边敏锐地寻找“失火房间”,只用了27秒,便准确地找到火源,于是,它的“嘴”突然像高压水枪一样喷出一股“水柱”,瞬间将“大火”扑灭。

    记者注意到,机器人的“主人”手里没有我们想象的遥控器,尽管他们紧张得脸上淌着汗水,却只能等待机器人“自力更生”,根据事先设计的电脑程序,完成比赛任务。

    机器人,怎么玩儿?

    智能机器人,到底该怎么玩儿?马开生介绍:受经济条件制约,我市中学生只能选择轮式机器人。轮式机器人在北京、上海、广州等城市可以买到,一般都是成套出售。虽然厂家提供的机器人各种零部件齐全并自带程序,但要参加比赛,必须依靠同学们的智慧和创造力,进行重新安装和编程,才能根据需要执行灭火、踢球、穿越障碍等具体任务。打个比方,厂家提供的只是机器人的“腿”(轮子)和控制主板(大脑)和一堆零部件。要想随心所欲地操纵机器人,学生要给机器人装上“眼睛”,即红外、灰度、亮度等传感器,可以敏锐地观察周围环境,并通知“大脑”,迅速作出反应;装上“方向盘”,即数字指南针,可以随时控制机器人的活动方向;安装“手臂”,即两个有机玻璃片或长长的吊臂,以推动足球或进行“高空作业”;配备“武器”,如小风扇、水枪,可以执行灭火任务;如果需要,给机器人另外购置“脚”、“武器”和其他配置,制造一个“装备精良”的机器人。当然,机器人也需要“吃饭”,如果你老是忘了给机器人充电,让它饿得“前胸贴后背”,在比赛场上,不给你“罢工”才怪!

    硬件有了,学生还应根据任务需要,在电脑上编制准确无误的程序,将程序下载到控制主板上,形成“大脑”。根据“大脑”的指令,“眼”、“腿”、“手臂”和“武器”等各种硬件各司其职,密切配合,才能顺利完成任务。软件和硬件稍有差池,机器人就“渎职”,无法“交差”或不能夺冠。说着容易,要想“玩转”机器人,难度非常大。同学们只有熟练掌握机器人各个零件的性能,并充分发挥智慧和创造性,将机器人的硬件配备的完备、实用,程序设计的准确无误,才能在比赛中取得好成绩。

    机器人驰骋赛场,学生思维“跳”起来

   “现在的孩子悟性真好!他们一旦‘开窍’,所爆发出来的创新能力是惊人的,连我这个从事了几十年电脑教学的老师,也为之拍案叫绝!”马开生说。

    机器人在进行足球比赛时,前面两个张开的“手臂”(弧形踢球装置),受摩擦力影响,常卡在场地的拐角处出不来,怎么办?这个难题,马开生和学生们尝试了很多办法,都没有找到妥善的解决办法。最后,过去常玩四驱电动车的韩旭、丁然两位同学突发奇想:电动车在轨道上飞驰时,车灯外侧会装两个导向轮减少和轨道内壁的摩擦力,我们为何不在两个“手臂”上装两个轮子?导向轮安装后收到奇效——机器人能够迅速从场地拐角处“杀出”,而且大大提高了比赛效率。

    一般来说,机器人只有三四个“眼”(红外线传感器),用以观察前方情况。丁然、杨孟天却认为:机器人不仅要观察前方,还应该观察“眼观六路,耳听八方”,根据场上对手的情况,及时作出“临场调整”。于是,两人在机器人主板下,密密麻麻地安装了50只“眼”,打造出“千眼机器人”。“眼”明了,才能手快,机器人的应变能力和比赛速度随之成倍提高。

    凭借这些花样百出的“秘密武器”,55中的机器人足球队,在国内外足球比赛中,一直有着很强的战斗力,频频摘金夺银。虽然近年来,这些“绝活”逐渐被对手“盗版”,但同学们并不灰心:“办法总比困难多!只要我们开动脑筋,多多尝试,总会有用之不竭的‘秘密武器’来克敌制胜!”

    高科技理念,在同学们心目中扎下了根

    在玩的过程,一些高科技的知识和理念,逐渐在同学们的心里扎下了根。马开生说,同学们过去根本没有听说过什么传感器,经过玩机器人,他们才知道传感器居然分红外线、灰度、亮度等很多种,其中红外线传感器还分测障、测距等很多种,各自有其独到的用途。经过玩机器人,他们根据自己的理解,各自给家中设计了各式各样的“防盗器”、“节水器”,让高科技知识在现实生活中发挥威力。

    “过去,我们从来不会感到0.1秒和0.001秒有什么区别。”汪忆辰同学说,“在给机器人设计程序时,我才认识到,小数点的微妙变化,机器人的反应速度竟然快上数十倍、数百倍,直接影响我们的比赛成绩。为了夺取冠军,我们必须在数字上精益求精。”

    比起成功的喜悦,失败的惨痛教训更让人印象深刻。在郑州参加全国第八届中小学机器人比赛河南省选拔赛时,足球决赛阶段,丁然、杨孟天这对无坚不摧的“天然组合”,居然出现低级失误——将“后卫”机器人的数字指南针给装反了,结果“后卫”两次莫名其妙地“自摆乌龙”,0:2,让对手糊里糊涂地获得第一名,自己却窝里窝囊屈居第二。“当时,我后悔得牙疼,真自己想往脸上抽两个大耳光!”丁然回忆说,“吃了大亏,我才真切地认识到:细节决定成败!我当时就下定决心,今后,不管在学习中还是科研中,我绝对要慎之又慎,绝对不轻易放过任何一个细节!”

  “和机器人的吸引力相比,网络游戏简直就是‘小儿科’!”

  初二(一)班的韩旭同学,早在小学时期,就曾在同学们中间组织“游戏五人组”,对电脑游戏迷恋得一塌糊涂,成天研究“游戏秘籍”和“攻关武器”。

   去年3月,自从韩旭加入机器人科研小组后,成天把机器人和螺丝刀、尖嘴钳等安装工具揣在书包里,就连课间短短的十分钟时间,他也要拿出来鼓捣一阵子。由于他张嘴闭嘴不离机器人,被同学们戏称为“机器人”。自从迷上玩机器人,游戏几乎从韩旭的生活中消失。原因很简单——“和机器人相比,简单重复的游戏太低级了。”

   在玩机器人的过程中,韩旭学会了电脑编程。他偶尔兴起,常会应邀改变同学们正在玩的“流星蝴蝶剑”、“仙剑奇侠传”等游戏的程序,这样,同学们的游戏不是“怎么也打不死”,就是“增加了‘战斧’导弹,游戏更刺激了”。这手“绝活”,不少“游戏迷”成了他的“骨灰级粉丝”。就连汪忆辰等一些成绩优秀的“乖乖娃”,也迷上了机器人。“平常,老师、家长的命令,我们不得不一一照办,太憋屈了;现在,有个机器人,成天‘诚惶诚恐’地执行我的命令,不但过瘾,而且很有成就感!”汪忆辰笑着说。

    心理学研究表明,8岁~14岁的儿童由于生理心理尚未成熟,天性贪玩好动。开展机器人活动有助于培养注意力、想象力、动手能力、创新能力和探索科学的兴趣,把积极的心理品质转移到生活学习等各个方面,对孩子的身心发展具有不同程度的益处。市55中校长刘振跃说:心灵手巧是相辅相成的,先“手巧”,其后才能“心灵”。机器人活动,最大的好处就是让学生的动手与动脑相结合,开拓思维、激发智慧潜能,这些,才是创新和创意的基础。

  玩机器人,学习成绩不降反升

  毋庸讳言,由于“应试教育”思维在绝大多数家长和学校心目中仍占主导地位,这使得一些家长产生担心:这样“疯玩”,机器人就等同于“游戏”,学习成绩肯定会一落千丈。就连市55中的校领导和老师们也不免担心:尽管机器人能够大幅度地提高学生实际能力,但一旦出现玩机器人影响学生成绩的情况,家长就毫不犹豫地对孩子“亮红牌”。

    事实却恰恰相反。马开生说,经过一年多的观察,玩机器人不但不影响学习成绩,而且能提高成绩,而且,越是经常在国内外比赛中获奖的“机器人好手”,其成绩增长越快。以代表中国赴澳大利亚参加国际比赛的4名队员为例:在上学期期末考试中,韩旭在全年级的总名次,比上一学期进步了78名,何东豪的总名次进步了62名,杨孟天进步了49名,三人均获得了学校的“学习进步奖”。只有汪忆辰的名次“丝毫没有进步”,那是因为她连续三个学期蝉联全年级第一名!这是为什么呢?成绩进步最快的韩旭同学说:像我们这个年龄段的孩子,往往好动、注意力不集中是通病,“机器人好玩”,为了攻克程序设计的难关,常常逼着我们神情专注地长时间钻研,这种全力以赴“攻关”的劲头用在学习上,使学习效率大大提高;考试时的“粗心失误”少了,因为“稍一马虎,我的机器人就会前功尽弃”,使得我们不得不关注每一个细节;学习劲头也大了,因为“玩转机器人就得懂好多知识”,为了弄明白一个原理,不但需要学好英语、数学、物理课,而且常常提前学习高中甚至大学课程;电脑游戏也不怎么玩了,因为“跟机器人比起来,游戏简直是‘小儿科’!”

  大赛上获奖,有机会直接保送名牌大学

    2004年,湖北孝感一中毕业生刘小鼎,因获得全国机器人足球赛第一名,被保送清华大学,成为湖北考生的“新偶像”。让马开生和他的学生们兴奋的是:根据教育部的最新高考保送政策,只要在全国中小学生电脑制作竞赛中获得一等奖或二等奖的应届高中生,可以直接向高等院校申请保送。近年来,由于机器人大赛获奖而被保送进入名牌大学的高中生屡见不鲜,在很多城市掀起一轮又一轮的“机器人热”。

  机器人比赛=“贵族运动”?

    毋庸讳言,玩机器人,尤其是参加国际比赛,目前在我市还是一项“贵族运动”。市55中校长刘振跃说:在014中心的帮助下,学校购买了11台机器人,每台3000多元,共耗资3万多元;建设实验室,定制标准场地、添置实验设备,尽管多方节衣缩食,也花了7万多元。庞大的资金投入,让绝大部分学校望而却步。作为我市唯一开展机器人活动的中学,市55中初期依仗014中心的资金支持,才将机器人活动开展起来;企业学校社会化以后,学校得到的资金投入明显降低,常常连空调费、水电费也难以支付,机器人活动一度举步维艰。学生个人的负担也不少。根据55中的规定:学生如果只根据学校安排,想参与机器人活动,不用支付购机费用;如果想参加比赛,就需要自费购置机器人。买一套智能机器人零部件,最少也需要3000元,性能更好的机器人,价格都在6000元以上。     马开生说:去年,我们去澳大利亚参加了15天的国际比赛,光飞机票、食宿费等费用,每个学生都需要花费2万多元。巨额的资金投入,曾经让一些家境贫寒的优秀学子被迫放弃比赛机会。今年,柳州市文惠小学两名学生一路过关斩将,辛辛苦苦夺得在美国举行的青少年机器人足球世界杯比赛的“入场券”,却因资金困难,不得不忍痛放弃宝贵的比赛机会。有关人士担心:长此以往,玩机器人,将成为一项“贵族运动”,很多有兴趣、有才华的贫寒学子虽然在机器人项目上大有前途,却不得不被迫放弃进一步的学习机会,造成机器人教育的不平等。

  普及机器人,前途不是梦

    最近,《网易科技周刊》开展了一场“大国崛起·机器人时代”的大讨论,旗帜鲜明地提出:“人类已经进入了机器人时代!”专家指出:继计算机和网络给世界带来一场信息革命之后,下一波翻天覆地的变化很可能就从机器人开始。机器人的数量和研发水平也渐渐成为衡量一个国家科技实力的标准之一,机器人项目成就,将成为决定一个大国能否崛起的因素之一。

    马开生介绍,我省一些教育界权威人士提出:在大多数学校,每名学生每学期都要向学校缴纳信息技术教育费,如果从中解决一部分,那么,资金困难则有望缓解。刘振跃说,长沙、长春和山东一些中等城市的经济发展水平和城市规模,和我市情况相仿,但他们采取了有效的办法地克服资金困难。这几个的办法很简单——学校开展机器人活动时,产生的参赛费、器材费,将由政府、科协和学校分担:学校提前向所在城市的科学技术协会申请机器人立项,申请科研经费支持;教育部门不但在制定高招、中招政策时,对获奖学生予以保送或加分,而且拨出相关教育经费予以支持;学校拿出部分教学经费,大幅降低学生家庭的投资。

    有关人士认为:“他山之石,可以攻玉”。如果我们借鉴外地先进经验,再加上本地企业的赞助和支持,相信机器人活动,将能在更多的学校开展,让更多的中小学生不需要花钱,就能体验高科技的无穷魅力,为祖国和家乡,培养更多的创新型人才。(本报记者 程奇 文 记者 王振华 图)

    (编辑  马春晖)


编辑: 洛阳
相关专题:
[an error occurred while processing this directive]
  ◎ 焦点推荐
  ◎ 精彩图文
  ◎ 热点推荐
  ◎ 新闻相关链接
新闻搜索

热点专题
 

 

 

联系电话:69180665 24小时值班电话:69180100
地址:郑州市北环路40号 中国网通(集团)有限公司河南省分公司宽带应用中心商都网
版权所有 Copyright (c) 2000 商都 allright reserved
Copyright (c) 2000 商都 allright reserved