粤高教A版九年级全册第四节 指挥你的智能机器人一等奖ppt课件
展开让智能机器人“学走路”
让智能机器人“寻光明”
让智能机器人“看世界”
1、学习编程设计的步骤,理解程序设计的逻辑。2、学习使用编程软件。3、在学习中体会信息的不同形式。
陈佳和她的伙伴了解了与智能机器人沟通的工具后,都跃跃欲试,很想让智能机器人乖乖地听从指示。可是他们还不知道如何编写程序让机器人听话。听以前的同学讲还需要学习计算机的编程,以及了解机器人各个模块的功能后,才能让机器人听自己的话,于是陈佳他们继续学习程序编写,准备控制好机器人听指挥。
(1)怎样让智能机器人行走?(2)什么是光传感器?怎样设置智能机器人的感光模块?(3)什么是顺序结构程序、选择结构程序与循环结构程序?
一、让智能机器人“学走路”
机器人走路主要依赖于其下肢的关节和传感器。机器人的腿和脚由多个关节组成,这些关节可以模仿人类的行走动作。通过精密的电子传感器,机器人可以感知地面的高低起伏,并相应地调整自己的步伐。同时,机器人还可以通过计算机程序来规划行走路线和步伐,从而实现更加准确和高效的移动。但是,由于机器人的复杂性和难度,目前双足直立机器人的实际应用还比较有限。
应该怎样设计,才能让你的机器人走正四边形?
1.编程思路机器人走正四边形就是让机器人完成“前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°”,也就是说机器人完成四个“前进一转弯”,每次走的距离一样就,可以实现走正四边形。这样编写的程序称为顺序结构程序。顺序结构程序是指程序的执行流程是按照指令的排列次序依次执行,如图所示。
2.程序流程图机器人工作程序如下,程序流程图如图所示。
顺序结构程序机器人走正四边形的流程图。
3.程序编写进入“VJC仿真版”的流程图编辑界面。(1)单击左边“执行器模块库”,从中选择“直行”,并将“直行”模块拖到流程图生成区,与主程序相连,接着设置该模块属性,让机器人完成直走,如图所示。
单击“执行器模块库”,将“直行”模块拖到流程图生成区,与主程序相连。
右键单击“前进”模块弹出模块属性对话框。设置“速度”为 100,“前进”为 100,“时间”为 1.500 秒
(2)单击“执行器模块库”,从中选择“转向”,并将“转向”模块拖到流程图生成区,与主程序相连,接着设置该模块属性,使机器人向右转 90°如图所示。
单击“执行器模块库”,将“转向”模块拖到流程图生成区,与主程序相连。
右键单击“右转”模块,弹出模块属性对话框。设置“速度”为 100,“右转为100”为“时间”为 0.250秒。
(3)依上面方法重复导入“直行”模块和“转向”模块 3 次,并设置相同的模块参数,如图所示。
重复导入“直行”模块和“转向”模块 3 次,并设置相同的模块参数
(4)最后在“程序模块库”中导入一个“结束模块”,完成整个流程图设计,如图所示。这样就完成了一个走正四边形的机器人的程序编写。
选择“程序模块库”,将“结束模块”拖到流程图生成区,与主程序相连。
4.程序调试程序编写完毕后,还要对其进行调试并不断修正,以最终达到要求。方法一:程序下载运行。如果手中有智能机器人实物,那么我们先要用数据线将智能机器人与计算机连好,再用鼠标单击菜单栏中的“下载”按钮,就可以将程序下载到智能机器人的“大脑”中了。程序下载完成后,拔下与机器人连接的数据线按下机器人身上的“运行”开关,机器人就开始运行“走正四边形”的程序了。根据机器人实际行走的情况,再修改自己设计的程序,直至达到要求。
方法二:程序仿真调试。如果手中没有智能机器人实物,那我们就要通过 VJC 仿真软件模拟智能机器人运行。再根据机器人实际的情况,修改自己的程序直到达到要求。
请根据机器人走正四边形的思路,尝试画出让机器人走正三角形的程序流程图,并编写程序在真软件上运行调试。
二、让智能机器人“寻光明”
以手电筒为光源,尝试编写一个程序让机器人朝有光源的方向转。
1.编程思路以手电简为光源,当光敏传感器检测到信息后,机器人判断左、右方向光线强弱。若左边光线强,智能机器人就向左转;若右边光线强,智能机器人就向右转。由于智能机器人要判断转的方向,这时就需要进行分支结构程序设置。分支结构程序是指程序的执行流程根据当前程序的运行结果 (条件),从两个或多个程序段中选择一个执行,如图所示。
2.流程图机器人“寻光明”分支程序流程图如图所示。这里要注意的是,光线的亮度越强,传感器测得的光敏值就越小。
左光敏值 < 右光敏值
机器人“寻光明”分支程序流程图
3.程序编写进入“VJC仿真版”的流程图编辑界面。(1)用鼠标单击“传感器模块库”,从中选择两个“亮度检测”模块。将左、右亮度检测的值分别赋给变量一和变量二,如图所示。
(2)将“传感器模块库”中“亮度检测”模块拖到流程图生成区,与主程序相连。设置亮度检测模块的属性框,如图所示。
右键单击该模块设置属性框。在对话框中设置“检测完成后,进行条件判断”,再设置“亮度变量一”小于“亮度变量二”。
(3)将“转向”模块拖到流程图生成区,与主程序相连。设置相应参数,如图所示。
单击“执行模块库”,将“转白”模块拖到流程图生成区与主程序相连.右键单击“转向”模块,设置“速度和“时间”。
(4)最后在“程序模块库”中导人一个“结束模块”,完成整个流程设计,如图所示。
单击“程序模块库”,将“结束模块” 拖到流程图生成区与主程序相连。
4.程序下载与调试按照前面所学的程序下载方式,连接好数据线,单击菜单栏中的“下载按钮,等出现“下载成功!”字样时,单击“关闭”即可,这时程序已经下载到机器人中了。拔下数据连接线,按下机器人身上的“运行”开关,再在房间用手电筒模拟情景,看看你的机器人会不会转向光亮的方向,
三、让智能机器人“看世界”
设计一个程序让你的机器人早晨提醒人起床。
1.编程思路通常,机器人都装有多个光敏传感器用来检测不同方位的光的亮度,为了比较准确地检测到天亮,我们可以取多个光敏传感器测得的光的平均值作为判断天亮的比较值。如果经判断,天已经亮了,那么就让机器人发出声音叫人起床;如果经判断,天还没有亮,则要继续测量光强弱的值,然后再进行判断,直到机器人判断天亮了为止。因此,这个判断过程必须重复进行多次。故需要进行循环设置。循环结构是指重复执行某个公共程序段若干次,直到满足某个条件才结束操作的一种程序结构,如图所示。
检测光敏平均值< = 判断标准值
机器人叫人起床的流程图
3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。(1)单击“控制模块库”,将“永远循环”模块拖到流程图生成区,与主程序相连,如图1所示。
单击“控制模块库”将“永远循环”模块拖到流程图生成区,与主程序相连
3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。(2)选择“传感器模块库”中“亮度检测”模块,将模块拖到流程图生成区,与主程序相连,并设置相应参数,如图2所示。
(1)单击“传感器模块库”将“亮度检测”模块拖到流程图生成区,与主程序相连
(2)右键单击流程图生成区中“亮度检测模块,并设置其属性。设置方式为“平均”,选择“检测完成后,进行条件判断”,并设置“亮度变量一”值小于 200
3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。(3)选择“执行器模块库”中的“发音”模块,将模块拖到流程图生成区,并设置相应参数,如图3所示。
(1)单击“执行器模块库”将“发音”模块拖到流程图生成区,与主程序相连
(2)右键单击流程图生成区中“发音”模块,并设置其属性。设置“时间”为 0.250,“音频”设置为 523.200,四分之一音符
3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。(4)从“程序模块库”中选择“结束模块”,将此模块拖到流程图生成区,与主程序相连,就完成了一个简易叫人起床的智能机器人的流程图设计,如图4所示。
单击“程序模块库”,将“结束模块”拖到流程图生成区与主程序相连
4.程序下载与调试按照前面所学的程序下载方式,将程序下载到机器人中。拔下数据连接线,按下机器人身上的“运行”开关。这时在房间用灯光模拟一个夜晚到白天的过程,看看你的机器人会不会叫你起床。
如果智能机器人提醒你的时间太早或太晚,想想那是为什么,如何修改。再试试看!
打开VJC软件,找到机器人闹钟设置功能。在闹钟设置界面,找到你要修改的闹钟任务。修改闹钟任务的触发时间,确保时间设置为你希望醒来的时间。确认修改并保存设置。这样,你的智能机器人就会按照你设置的时间提醒你。请注意,具体的操作步骤可能会因不同的机器人软件而有所不同,你可以参考软件的使用说明来操作。
请尝试画出街道路灯自动照明系统程序流程图,并与同学们交流。
智能机器人走正四边形程序的优化要让机器人走正四边形,其实有多种程序设计方法,前面学习的机器人学走路的应用程序设计是一种顺序结构程序。我们还有一个简便的方法,就是使用循环结构,让直走和转弯重复 4 次,机器人就能够走完一个正四边形了。
本次课堂,同学们学习了程序编写的步骤,通过编写的程序来指挥机器人的行为。更好地体会信息的多元化。伴随着IT行业的迅速发展,人工智能这一新兴科技正在改变我们的世界、丰富着我们的生活,但这仅仅只是个开始,相信人工智能将在未来的各个领域发挥重要作用。
指挥你的智能机器人1、让智能机器人“学走路”2、让智能机器人“寻光明”3、让智能机器人“看世界”4、感受科技带来的生活
和同学一起尝试画出街道路灯自动照明系统程序流程图。
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