第9节仿真坏境下的机器人
《第9节仿真环境下的机器人》作业设计方案-初中信息技术北师大版八年级下册自编模拟
《仿真环境下的机器人》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业旨在让学生掌握以下内容：1. 理解机器人及仿真环境的基本概念；2. 学会使用仿真软件的基本操作；3. 初步尝试编写简单的机器人控制程序。
二、作业内容本课时作业主要包括以下几个部分：1. 理论知识学习：通过课堂讲解和PPT展示，使学生了解机器人的定义、发展历程及在生活中的应用，并学习仿真软件的操作界面及基本功能。
2. 操作实践：学生在教师的指导下，使用仿真软件进行基础操作练习，包括但不限于软件的启动与关闭、界面的基本导航、机器人的创建与删除等。
3. 编程体验：通过示例，学生了解机器人编程的基本思路，尝试编写简单的移动、转向等控制程序，并观察机器人在仿真环境中的反应。
4. 案例分析：分析一个简单的机器人应用案例，如自动扫地机器人等，加深学生对机器人应用的理解。
三、作业要求1. 学生需认真完成理论知识的学习，并做好笔记；2. 在操作实践中，学生需独立完成软件操作练习，并记录下操作过程中的疑问和困难；3. 在编程体验环节，学生需尝试编写至少一个简单的机器人控制程序，并确保程序能在仿真环境中正常运行；4. 案例分析部分，学生需查阅相关资料或网上信息，了解至少一个机器人应用案例的详细信息，并做好记录；5. 作业需在规定时间内提交，逾期不交者按相关规定处理。
四、作业评价1. 评价标准：根据学生的理论知识掌握程度、操作实践的熟练度、编程体验的完成度和案例分析的深度进行综合评价；2. 评价方式：教师根据学生提交的作业及课堂表现进行综合评价，并给出相应的成绩；3. 鼓励学生在作业中提出自己的见解和创新点，对于有突出表现的学生可给予额外加分。
五、作业反馈1. 教师将对每位学生的作业进行认真批改，指出学生在作业中存在的不足和错误，并提供相应的指导和建议；2. 对于共性问题，教师将在课堂上进行集中讲解和纠正；3. 鼓励学生之间互相交流学习心得和经验，共同进步；4. 作业反馈将作为学生后续学习的参考和依据，帮助学生更好地掌握信息技术知识。
仿真机器人教案
第一课：教学机器人概述教学目标：1.了解机器人的概念。
2.了解机器人的分类和用途。
3.培养对机器人的浓厚兴趣。
教学重点：培养对机器人的浓厚兴趣。
教学难点：了解机器人的概念。
教学准备：机器人仿真环境软件。
教学过程：一、问题导入同学们，你们队机器人感兴趣吗？你们队机器人了解多少？二、了解机器人1.讲授机器人概念机器人是一种可编程的多功能智能操作机，或是为了执行不同的任务而具有电脑控制功能、可编程实现动作的专门系统。
它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。
在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。
一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
2.通过图片让同学们了解各种机器人民用机器人娱乐用机器人军事用机器人科研机器人三、练习巩固和同学们一块通过网络了解更多的关于机器人比赛的信息四、布置作业设计一个自己想象中的机器人，画图并用文字说明自己的机器人有什么功能和特点。
第二课：教学机器人和仿真机器人教学教学目标：了解教学机器人的概况。
了解能力风暴教学机器人的身体结构。
了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。
教学重点：了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。
教学难点：了解能力风暴教学机器人的身体结构。
教学准备：机器人仿真环境软件。
教学过程：一、问题导入我们没有购买到机器人怎么办？我们怎么才能够通过其他渠道学习和了解机器人。
二、通过网络展示教学机器人概况随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，对智能机器人的研究越来越多。
在教育领域，许多学校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程或开设了兴趣实践小组。
为了满足这些需要，人们专门研制出来了各种适合于教学用的机器人。
三、介绍能力风暴教学机器人情况在VJC1.5中，有五种型号的机器人：AS-M、AS-MII、AS-UII、AS-InfoX 和AS-InfoM。
虚拟机器人的身体结构跟真实的能力风暴智能机器人是相似的。
机器人建模与仿真
机器人建模与仿真机器人技术作为一种重要的智能系统应用，近年来得到了广泛的关注和研究。
随着人工智能、自动控制和机械工程等领域的迅速发展，机器人在生产制造、服务业、医疗健康等领域的应用也越来越广泛。
作为机器人研究的重要组成部分，对于提高机器人的性能、降低开发成本、缩短研发周期具有重要意义。
机器人建模是指通过建立机器人的物理模型、数学模型和控制模型，描述机器人的结构、运动规律、感知能力、决策逻辑等方面的特性。
通过建模可以更好地理解机器人的工作原理，优化机器人的设计和控制策略，提高机器人的性能和稳定性。
同时，建模还可以帮助工程师们预测机器人在不同环境下的表现，指导机器人的开发和调试工作。
机器人仿真是指利用计算机软件对机器人进行虚拟实验和测试，模拟机器人在不同场景下的运动轨迹、感知行为、决策过程等。
通过仿真可以快速评估机器人的设计方案，优化机器人的控制算法，验证机器人的可靠性和稳定性，降低机器人的试错成本和风险。
同时，仿真还可以帮助研究人员探索机器人的潜在能力，开拓机器人在未来领域的应用前景。
在机器人建模与仿真领域，研究人员们主要关注以下几个方面的内容：一是机器人的结构建模，包括机器人的物理结构、传感器和执行器等部件的建模；二是机器人的运动学建模，研究机器人的运动规律、姿态变化和路径规划等问题；三是机器人的动力学建模，分析机器人的力学特性、惯性特性和控制特性；四是机器人的感知建模，研究机器人的环境感知、目标识别和路径规划等问题；五是机器人的决策建模，探讨机器人的自主决策、规划执行和协作交互等问题。
近年来，随着人工智能、深度学习等技术的快速发展，机器人建模与仿真领域也取得了许多重要进展。
例如，基于虚拟现实技术的机器人仿真平台可以实现真实环境下的虚拟实验和测试，提高机器人的设计和测试效率；基于机器学习的机器人建模方法可以实现自动化建模和优化，提高机器人的智能化水平和自适应能力；基于云计算和大数据的机器人仿真技术可以实现多机器人系统的协同仿真和分布式优化，拓展机器人在多领域的应用领域。
《第9节 仿真环境下的机器人》教学设计教学反思-2023-2024学年初中信息技术北师大版八年级下册
《仿真环境下的机器人》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：学生能够了解机器人的基本观点和分类，掌握仿真环境下的机器人操作方法。
2. 过程与方法：通过实践操作，学生能够掌握机器人的基本操作技巧，并能够进行简单的编程。
3. 情感态度价值观：培养学生的创新认识和实践能力，激发学生对机器人的兴趣和热爱。
二、教学重难点1. 教学重点：学生能够掌握仿真环境下的机器人操作方法，并进行简单的编程。
2. 教学难点：学生对机器人的理解水平和实践操作能力存在差别，如何引导学生自主探究、合作学习是本节课的难点。
三、教学准备1. 准备教学用具：计算机、仿真软件、机器人模型等。
2. 制作课件和教案：包括机器人的基础知识、操作指南、实践操作等。
3. 安排教学内容：分为理论讲解和实践操作两个部分，每个部分大约2小时。
4. 确定学生人数和分组：将学生分成若干小组，每组分配一台计算机和机器人模型。
四、教学过程：本节课是《仿真环境下的机器人》教学的第一课时，教学过程包括导入、讲解、实践、评判和总结五个环节。
1. 导入：起首，通过展示一些机器人应用的视频和图片，引导学生进入机器人的世界，激发学生对机器人的兴趣和好奇心。
2. 讲解：接下来，针对本节课的教学内容，详细介绍机器人的基础知识，包括机器人的种类、功能、应用途景等。
同时，通过仿真环境下的机器人软件界面，引导学生了解如何应用该软件进行机器人的搭建和编程。
3. 实践：在讲解的基础上，让学生亲自进行实践操作。
教师提供一些简单的机器人模型和组件，引导学生根据教材或教师提供的步骤，进行机器人的搭建和编程。
在此过程中，教师进行巡回指导，及时解答学生的疑问，确保学生能够正确应用软件进行操作。
4. 评判：在学生实践操作结束后，组织学生进行自我评判和互相评判。
学生需要说明自己在操作过程中的收获和不足，以及如何改进和提高。
教师根据学生的表现进行评判和反馈，给予相应的建议和指导。
5. 总结：最后，对本节课的教学内容进行总结，强调机器人的重要性和应用前景，鼓励学生继续探索和学习机器人的相关知识。
机器人模拟仿真技术详解
机器人模拟仿真技术详解机器人模拟仿真技术是一种用计算机来模拟机器人操作和环境的技术。
它可以模拟机器人在现实环境中的行为，并且可以对机器人进行测试和优化。
本文将详细介绍机器人模拟仿真技术的相关知识。
一、机器人模拟仿真技术的基本概念机器人模拟仿真技术是一种通过计算机软件模拟机器人的行为和环境，以便对机器人系统进行测试、开发和调试的技术。
简单来说，它是利用计算机对机器人进行虚拟仿真和测试，以提高机器人的设计和操作效率。
现代机器人模拟仿真技术可以生成真实的环境和物理模型，以验证机器人系统在不同情况下的运行效果。
二、机器人模拟仿真技术的优势机器人模拟仿真技术有许多优势，包括：1. 成本低廉：与实际部署机器人相比，机器人模拟仿真技术减少了物理部署和运行成本，仅需使用计算机即可。
2. 安全性高：机器人模拟仿真技术可以在虚拟环境中对机器人进行测试，以确保其性能和稳定性，避免在现实环境中发生损坏或人员受伤的风险。
3. 精度高：机器人模拟仿真技术可以提供精确的模拟环境，并精确测量机器人传感器的数据，以模拟真实世界场景，从而提供更准确的操作和运行数据。
4. 灵活性强：机器人模拟仿真技术具有灵活性和可重复性。
在虚拟环境中，可以对机器人系统进行多次测试和调整，以便提高运行效率和优化设计。
三、机器人模拟仿真技术的应用机器人模拟仿真技术在各个领域都有广泛的应用，如：1. 工业自动化：机器人在工业自动化中的应用越来越广泛，利用机器人模拟仿真技术可以对机器人的定位、路径规划等进行测试和优化，以提高工业自动化的效率和精度。
2. 医疗保健：机器人在医疗保健领域中广泛应用，如手术机器人等。
利用机器人模拟仿真技术可以对手术机器人进行模拟操作和测试，以提高手术效率和减少风险。
3. 农业：机器人在农业领域中也有很多应用，如农业机器人和无人机等。
通过机器人模拟仿真技术，可以对农业机器人进行测试和优化，提高农业生产力和效率。
四、机器人模拟仿真技术的未来发展随着技术的不断进步，未来机器人模拟仿真技术有望取得更大的发展和创新。
第09课《扫地机器人》教学设计
动
设计意图
编写机器人沿线走的程序，按照前面的学习
创设活动，在竞赛
内容，编写机器人沿线走的程序，让机器人能完 的氛围中，理解机器人
成沿线走的动作。
扫地的几种不同的情
编写扫地动作的程序，加入计次循环控件， 况，并得出结论。
接在机器人沿线走的程序之后。将计次循环设为
适合的数字。在循环内部加入伺服电机，并设置
延时控件。
编写停止扫地的程序。
继续加入一个伺服电机模块，并设置为伺服
电机转到 90 度位置，程序跳转到主循环处执行
下一次循环。
编写停止扫地的程序。
练习机器人扫地程
继续加入一个伺服电机模块，并设置为伺服 序，并在机器人小组的
电机转到 90 度位置，程序跳转到主循环处执行 中进行竞赛合作，让学
生：讨论机器人清扫可以分为几个动作过
程。
师：今天，就让我们来学习扫地机器人的
方法吧！
（板书：第 9 课 扫地机器人）
项目分析：
涉及本课的难点内
扫地机器人模拟家庭中的扫帚，在设定好 容，要求能够讲解仔细，
的路线上行驶，并同时将需清扫的物体清理至 帮 助 学 生 克 服 学 习 障
指定地点，通过外加伺服电机和适当的搭建模 碍，解决难点问题。
块，来实现基本的清扫功能。
机器人扫地的程序流程图如下：
开始
沿线一段时间
清扫
（学生实验、教师辅导）
学习过程
巩固： 搭建机器人
教师与学生活动
设计意图
搭建扫地机器人模块：
进入到较为复杂的
扫地机器人由伺服电机加一些拓展模块所 程序中，让学生可以在
组成，它们共同完成机器人扫地的动作。
实际的环境中理解程序
仿真机器人教案范文
仿真机器人教案范文教案标题：仿真机器人教学教学目标：1.了解什么是仿真机器人，学会操作仿真机器人硬件和软件。
2.学会设计和实现基本的仿真机器人动作和功能。
3.培养学生的逻辑思维能力、动手能力和合作能力。
教学内容：1.什么是仿真机器人：简单介绍仿真机器人的定义和用途。
2.仿真机器人硬件：介绍常见的仿真机器人硬件，如机械臂、舵机、传感器等。
3.仿真机器人软件：介绍常用的仿真机器人软件，如ROS（机器人操作系统）、V-REP（虚拟机器人实验平台）等。
4.仿真机器人编程：介绍基本的仿真机器人编程知识，如控制舵机转动、读取传感器数据等。
5.仿真机器人动作设计：教授学生设计和实现基本的仿真机器人动作，如抓取、行走等。
6.仿真机器人应用案例：介绍一些实际应用中的仿真机器人案例，如工业自动化、医疗机器人等。
教学流程：1.简单介绍仿真机器人的定义和用途，激发学生的兴趣。
2.介绍常见的仿真机器人硬件，如机械臂、舵机、传感器等，让学生了解仿真机器人的基本组成。
3.介绍常用的仿真机器人软件，如ROS、V-REP等，让学生了解仿真机器人的基本开发环境。
4.介绍基本的仿真机器人编程知识，如控制舵机转动、读取传感器数据等，进行简单的编程练习。
5.指导学生设计和实现基本的仿真机器人动作，如抓取、行走等，进行实际操作练习。
6.介绍一些实际应用中的仿真机器人案例，如工业自动化、医疗机器人等，激发学生的创新思维。
7.分组进行仿真机器人应用案例设计，让学生运用所学知识设计自己的仿真机器人应用方案。
8.学生展示自己设计的仿真机器人应用案例，进行评价和讨论。
9.总结课程内容，回答学生提出的问题，鼓励学生继续研究和探索。
教学方法：1.演示法：通过展示仿真机器人的硬件和软件，激发学生的兴趣和学习动力。
2.实践法：让学生亲自操作仿真机器人，进行编程和动作设计，培养其实际动手能力。
3.合作学习法：分组进行仿真机器人应用案例设计，培养学生的合作和团队精神。
9节仿真坏境下的机器人
第9节仿真坏境下的机器人目前有很多教学用机器人都开发了虚拟环境，在电脑中就可以模拟机器人的活动情况，并且和真的机罪人发生的动作几乎一样。
我的问题1．我们要学习的虚拟环境是什么?2．如何在仿真环境下让机器人运动?3．我们可以让机器人做什么?活动建议1．熟悉VJCl．5仿真环境的主程序窗口和仿真窗口。
2．在仿真环境下通过程序控制机器人直行与转向。
3．掌握直行模块与转向模块中的速度与时间的关系。
4．利用“直行模块”与“转向模块”，让机器人在仿真环境下画一些简单的图形。
操作指南一、认识VJCl．5仿真环境下面让我们来认识一下VJCl．5仿真环境，井在仿真环境下调用“走六边形．flw”的程序，让机器人走“六边形”。
1．启动VJCI．5仿真软件执行“开始’一“程序”、“VJCl．5仿真版”一“VJCl．5仿真版”命令。
2．认识主程序窗口（如图2—6所示)’，·．·：(1)打开“走六边形”程序。
执行“文件”- “打开”命令，找到VJCl．5仿真版，安装目录下的“例程”文件夹中的“走六边形．nw”文件。
这时我们就可以看到走六边形的程序了(如图2—7所示)。
(2)进入仿真环境。
执行“工具”呻“仿真当前程序”命令，或者单击工具栏中的“仿真”按钮B，进入仿真环境(如图2-8所示).(3)仿真运行。
单击仿真窗口界面左下角的“运行”按钮后会出现仿真机器人(如图2-9所示)，用鼠标拖动机器人到运行显示区相应位置后单击鼠标左键，机器人就开始运行了(如图2-10所示)。
(4)返回主程序窗口。
单击仿真窗口左上角的“退出”按铆p可回到主程序窗口。
二、机器人画正方形1.机器人直行(1)在主程序窗口单击“执行器模块库”中的“直行”模块(如图2—11(a)所示)。
(2)将“前进”模块拖到流程图生成区并与“主程序”模块链接。
注：要想将两个模块相连，必须把“前进”模块拖到“主程序”模块的正下方且靠近它的位置，这时系统会自动生成一个箭头将两个模块相连(如图2—11(b)所示)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第9节仿真坏境下的机器人
目前有很多教学用机器人都开发了虚拟环境，在电脑中就可以模拟机器人的活动情况，并且和真的机罪人发生的动作几乎一样。
我的问题
1．我们要学习的虚拟环境是什么?
2．如何在仿真环境下让机器人运动?
3．我们可以让机器人做什么?
活动建议
1．熟悉VJCl．5仿真环境的主程序窗口和仿真窗口。
2．在仿真环境下通过程序控制机器人直行与转向。
3．掌握直行模块与转向模块中的速度与时间的关系。
4．利用“直行模块”与“转向模块”，让机器人在仿真环境下画一些简单的图形。
操作指南
一、认识VJCl．5仿真环境
下面让我们来认识一下VJCl．5仿真环境，井在仿真环境下调用“走六边形．flw”的程序，让机器人走“六边形”。
1．启动VJCI．5仿真软件
执行“开始’一“程序”、“VJCl．5仿真版”一“VJCl．5仿真版”命令。
2．认识主程序窗口（如图2—6所示)
’，·．·：
(1)打开“走六边形”程序。
执行“文件”- “打开”命令，找到VJCl．5仿真版，安装目录下的“例程”文件夹中的“走六边形．nw”文件。
这时我们就可以看到走六边形的程序了(如图2—7所示)。
(2)进入仿真环境。
执行“工具”呻“仿真当前程序”命令，或者单击工具栏中的“仿真”按钮B，进入仿真环境(如图2-8所示).
(3)仿真运行。
单击仿真窗口界面左下角的“运行”按钮后会出现仿真机器人(如图2-9所示)，用鼠标拖动机器人到运行显示区相应位置后单击鼠标左键，机器人就开始运行了(如图2-10所示)。
(4)返回主程序窗口。
单击仿真窗口左上角的“退出”按铆p可回到主程序窗口。
二、机器人画正方形
1.机器人直行
(1)在主程序窗口单击“执行器模块库”中的“直行”模块(如图2—11(a)所示)。
(2)将“前进”模块拖到流程图生成区并与“主程序”模块链接。
注：要想将两个模块相连，必须把“前进”模块拖到“主程序”模块的正下方且靠近它的位置，这时系统会自动生成一个箭头将两个模块相连(如图2—11(b)所示)。
如果一个模块没有与程序的各个模块相连(如图2—11(c)所示)，那么这个模块对程序不起作用。
(3)把“程序模块库”中的“结束”模块拖到流程图生成区，并与“前进”模块链接。
(4)按照前面介绍过的友沽进入仿真环境运行。
这时第一个程序就完成了，它可以控制机器人前进—段距离。
(5)保存程序(注意文件类型即扩展名)。
通过调试，“直行”模块速度值为______时机器人后退，机器人的速度取值范围是_______。
改变机器人的行驶速度可以通过调整速度值来实现，改变机器人直行的距离可以通过调整_______或______来实现。
2.机器人转向
(1)新建一个程序。
(2)添加“转向”模块。
’
(3)添加“结束”模块。
(4)在仿真环境下运行。
调整“转向”模块参数，改变“速度”与“时间”的值，并到仿真环境中调试。
提示：调整“转向‘模块参数与调整“直行”模块参数的操作方法相同。
“转向”模块速度值为_________时机器人左转，机器人转动角度的大小与_______和_______有关。
当转动的速度一定时，_______转动的角度越大，当转动的时间一定时，转动速度越快________。
根据调试，至少写出3个你可以让机器人转90度角的速度与时间值：___________,__________,___________.
3．机器人画正方形
我们已经知道了让机器人直行与转向的模块，利用这两个模块让机器人画一个正方形(如图2-15所示)，应该怎么做呢?自己完成程序的设计并在仿真环境下调试。
探索与尝试
利用JVC仿真机器人完成下面三个任务：
(1)让机器人画一个长方形。
(2)让机器人画一个平行四边形。
(3)让机器人画一个等边三角形。
提示：想一想机器人所转的角是图形的内角还是外角?。