师:大家好,今天我们一起来学习六年级下册第三单元第11课“能感知的机器人”。本节课我们依据以下学习目标,一同研究机器人的传感器,相信同学们会有所收获。接下来,我们先观看一段视频。
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师:在2019年世界机器人大会上,Anybots公司展示了一款四足机器人Anymal c,它的亮相惊艳全场。据了解,Anymal c配备了多种传感器,包括视觉红外线热影像仪、麦克风、气体检测仪,还搭载了深度摄影镜头。它能提供360度的机器人视角,还可辨认评估物体特性。其设计核心具备强大的可控力,举制动器能够承受超过100万次的循环压力。并且Anymal c搭载了英特尔I7 - 6核心处理器,可为运动控制、实时绘图与自动导航提供高性能计算支持。最重要的是,这款足形式机器人完全防水防尘,可代替工作人员在各种高危环境下工作,为市场自动化工业检测提供高可用性、安全性和可靠性。随着信息时代的到来,各行各业都要经历科技变革。Anymal c的出现,将助力我们走向未来。
这里是中国快递业最大的智能分拣工厂,要确保包裹在3个半小时内全部发出,离不开这些不知疲倦的“小黄人”。过去,完成这个分拣量至少需要100名熟练工人。2000平方米的作业面积可产生3000亿条路径。怎样迅速找到最佳路径,又避免与其他“小黄人”相撞,这得益于一个厉害的“大脑”。
(视频播放结束)
师:通过刚刚的视频,我们认识了各类机器人。在日常生活中,它们能接收外界不同信息。比如常见的扫地机器人,工作时能自动躲避障碍物,就像长了一双眼睛。你们知道它的“眼睛”在哪吗?
生:它的“眼睛”就是神奇的传感器。
师:对,传感器是一种检测装置,是机器人感受外界信息的重要部件。它的功能类似人类的眼睛、耳朵、皮肤等感觉器官,能让机器人看到、听到、接触到外界环境。接下来,我们再观看一段介绍机器人传感器的视频。
(播放视频)
师:机器人是怎样感知世界的?人类能感觉并认识外部世界,是因为有眼睛、鼻子、耳朵、舌头、皮肤等感觉器官,可通过它们接收外界信息。那么机器人能感觉这个世界吗?
生:能。
师:没错,科学家根据机器人的不同功能安装了电脑处理器和各种传感器,如温度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器等等,这些传感器相当于人的眼睛和耳朵等器官。机器人通过传感器接收周围环境信息,比如雷达传感器可将物体的运动速度、静止距离、所处角度等转化成电信号传递给电脑处理器,让机器人了解物体位置和运动趋势。机器人还能用话筒和摄像头接收声音和图像数据,再由机器人大脑中的计算机处理这些数据,提取声音和图像中的信息。通过这一系列动作,机器人就能听到、看到外界情况了。不仅如此,机器人还能品尝酸甜苦辣。舌头是人的味觉器官,舌面上的味蕾接触食物后,会将味感刺激传递给味觉神经,再输入大脑的味觉中枢,让人领略食物滋味。机器人的“味蕾”就是味觉传感器,它能感知各种食物,并将其浓度转化为电信号。机器人通过大脑处理这些电信号,就能判定食物味道。当然,这种判定标准是人类给机器人大脑设定的,没有人类操控,机器人难以感知世界。
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师:通过观看刚刚的视频,同学们结合身边实际,说说你们了解的传感器有哪些?
生:进商场或超市大门时,门自动打开,用到了红外线传感器,它也常用于无接触温度测温。
生:进学校大门,老师用额温枪测温,也用到了温度传感器。
生:回家走进楼梯间,发出声音灯就亮,过一会没声音灯自动熄灭,用到了声音传感器。
师:非常好。我们了解的传感器,其功能与人类哪些感觉器官功能相似呢?人类常见感觉器官分为视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉,传感器也可据此分类。哪些传感器能让机器人看到障碍物或颜色呢?
生:灰度传感器、红外传感器等。
