每個(gè)人都曾試圖在平淡的學(xué)習(xí)、工作和生活中寫(xiě)一篇文章。寫(xiě)作是培養(yǎng)人的觀察、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。范文書(shū)寫(xiě)有哪些要求呢？我們?cè)鯓硬拍軐?xiě)好一篇范文呢？以下是我為大家搜集的優(yōu)質(zhì)范文，僅供參考，一起來(lái)看看吧
機(jī)器人論文題目篇一
摘要：本文首先概括了測(cè)量機(jī)器人的發(fā)展歷史和特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工程實(shí)踐，對(duì)測(cè)量機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了較深入詳細(xì)的論述，最后測(cè)量機(jī)器人的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵字：測(cè)量機(jī)器人;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)
1引言
隨著我國(guó)各項(xiàng)建設(shè)的快速發(fā)展，各種大型工程項(xiàng)目的建設(shè)和大型工程建筑物越來(lái)越多,因此，對(duì)大型工程建筑物進(jìn)行變形和穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)就愈加重要，有關(guān)變形監(jiān)測(cè)的方法隨著新儀器、新技術(shù)的出現(xiàn)而不斷發(fā)展。測(cè)量機(jī)器人(measurementrobot，或稱(chēng)測(cè)地機(jī)器人，georobot)就是一種能代替人進(jìn)行自動(dòng)搜索、跟蹤、辨識(shí)和精確照準(zhǔn)目標(biāo)并獲取角度、距離、三維坐標(biāo)以及影像等信息的智能型電子全站儀，它可以連續(xù)跟蹤目標(biāo)測(cè)量，或按照已經(jīng)設(shè)定的程序自動(dòng)重復(fù)測(cè)量多個(gè)目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化、智能化。尤其在小尺度局部坐標(biāo)測(cè)量當(dāng)中，測(cè)量精度高、靈活機(jī)動(dòng)、快速便捷、無(wú)接觸等方面，有著其它測(cè)量技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文概要介紹測(cè)量機(jī)器人發(fā)展和應(yīng)用。
2測(cè)量機(jī)器人發(fā)展
測(cè)量機(jī)器人是在電子經(jīng)緯儀和紅外測(cè)距儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其研究與發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段：
20世紀(jì)70年代中期到80年代中期，電子經(jīng)緯儀和紅外測(cè)距儀已走向成熟，并得到迅速推廣和應(yīng)用，但存在生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、非自動(dòng)化等缺點(diǎn)。為提高生產(chǎn)效率，一些研究機(jī)構(gòu)和廠(chǎng)家進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，1983年，教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組成功研制出由視覺(jué)經(jīng)緯儀改制而成的組合式測(cè)量機(jī)器人，用于煤礦的邊坡監(jiān)測(cè)，可同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)幾百個(gè)變形目標(biāo)點(diǎn)，但其集成度不高，精度較低。
20世紀(jì)80年代中期到90年代中期是測(cè)量機(jī)器人的逐步發(fā)展期，leica公司推出了多種系列測(cè)量機(jī)器人，它除集成了電子經(jīng)緯儀、步進(jìn)馬達(dá)、紅外測(cè)距儀、ccd傳感器、微處理器和存儲(chǔ)器以外，最主要的是采用了自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了普通棱鏡的長(zhǎng)距離的自動(dòng)識(shí)別與精確照準(zhǔn)，使測(cè)量機(jī)器人迅速?gòu)氖覂?nèi)的工業(yè)測(cè)量走向了野外工程測(cè)量。
20世紀(jì)90年代以來(lái)則是測(cè)量機(jī)器人全面應(yīng)用與發(fā)展的年代。測(cè)量機(jī)器人配套了測(cè)量軟件系統(tǒng)，并可提供全面的二次開(kāi)發(fā)工具和方法，基于測(cè)量機(jī)器人的各種應(yīng)用與開(kāi)發(fā)在世界范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展和推廣。
3測(cè)量機(jī)器人的特點(diǎn)
測(cè)量機(jī)器人具有無(wú)人值守，全自動(dòng)(定時(shí)或連續(xù))長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)精度高，時(shí)處理，可靠性高等特點(diǎn)。測(cè)量機(jī)器人主要計(jì)算機(jī)與全站儀的通訊模塊、學(xué)習(xí)測(cè)量模塊、自動(dòng)測(cè)量模塊和成果輸出模塊等幾部分構(gòu)成。計(jì)算機(jī)與全站儀的通訊模塊是實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化的一個(gè)最基本的功能模塊，它的主要功能是解決計(jì)算機(jī)與全站儀之間的雙向數(shù)據(jù)通訊，人工操作計(jì)算機(jī)來(lái)向儀器發(fā)出指令，儀器執(zhí)行相應(yīng)的操作后返回給計(jì)算機(jī)一些相應(yīng)的信息，從而來(lái)完成整個(gè)通訊過(guò)程。學(xué)習(xí)測(cè)量模塊使測(cè)量機(jī)器人根據(jù)已有的數(shù)據(jù)，使其具有記憶的功能，將測(cè)量原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并在以后的自動(dòng)測(cè)量中調(diào)用數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化的重復(fù)觀測(cè)，得到不同時(shí)刻觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，該模塊為以后的自動(dòng)測(cè)量模塊提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。自動(dòng)測(cè)量模塊功能主要是根據(jù)用戶(hù)的設(shè)定，根據(jù)學(xué)習(xí)測(cè)量的數(shù)據(jù)，定時(shí)對(duì)特定點(diǎn)位進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，自動(dòng)存儲(chǔ)測(cè)量成果，包括原始數(shù)據(jù)和經(jīng)過(guò)差分改正后的數(shù)據(jù)，從而得到不同變形點(diǎn)位的變形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)多期觀測(cè)值的累積同首期觀測(cè)值之間的比較差值就可以得到不同點(diǎn)在不同周期下的變形趨勢(shì)。成果輸出模塊可以提供變形量報(bào)表、不同周期的變形量趨勢(shì)圖等資料，使得變形成果資料更加生動(dòng)和能夠滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。
4測(cè)量機(jī)器人的應(yīng)用
利用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)跟蹤目標(biāo)、時(shí)時(shí)測(cè)量的特點(diǎn)，在測(cè)繪工程和工業(yè)測(cè)量中等均有重要應(yīng)用。
邊坡(包括自然邊坡和人工邊坡)因受地質(zhì)產(chǎn)狀、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水、人工擾動(dòng)和地震等因素的綜合影響，造成邊坡失穩(wěn)，從而產(chǎn)生滑坡、崩坍、變形失穩(wěn)、泥石流、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，這些地質(zhì)災(zāi)害是目前安全生產(chǎn)的最大隱患，目前廣東、四川等一些雨水較多的省份已經(jīng)利用測(cè)量機(jī)器人成功對(duì)邊坡進(jìn)行有效和精確的變形監(jiān)測(cè)。
在道路路基施工和路面施工中，利用測(cè)量機(jī)器人時(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，可以隨時(shí)得到施工點(diǎn)的平面位置和施工標(biāo)高，而知道該點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，就可以得到該點(diǎn)處的填挖高度，從而使道路施工的動(dòng)態(tài)控制成為可能。大大提高施工效率和精度，減輕測(cè)?咳嗽鋇睦投慷齲?實(shí)現(xiàn)了道路測(cè)量與施工的自動(dòng)化、一體化、程序化。
測(cè)量機(jī)器人己經(jīng)成為大跨度橋梁施工過(guò)程中進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)和控制的主要工具。在大跨度橋梁結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，由于橋梁結(jié)構(gòu)的空間位置隨施工進(jìn)展不斷發(fā)生變化，要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)和多次的體系轉(zhuǎn)換過(guò)程，若同時(shí)考慮到施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)自重、施工荷載以及混凝土材料的收縮、徐變、材質(zhì)特性的不穩(wěn)定性和周?chē)h(huán)境溫度變換等因素的影響，使得施工過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)各個(gè)施工階段的變形不斷發(fā)生變化，這些因素均將在不同程度上影響成橋目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并可能導(dǎo)致橋梁合攏困難、成橋線(xiàn)形與設(shè)計(jì)要求不符等問(wèn)題。所以在其施工階段就需要對(duì)橋梁施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，除保證施工質(zhì)量和安全外，同時(shí)也為橋梁的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)階段的維護(hù)管理留下寶貴的參數(shù)資料。
在地鐵隧道變形監(jiān)測(cè)中，通過(guò)自動(dòng)化測(cè)量機(jī)器人監(jiān)測(cè)設(shè)備系統(tǒng)，把在外力作用下地鐵隧道變化數(shù)據(jù)傳送至控制器或儀器內(nèi)，通過(guò)處理軟件，計(jì)算斷面收斂量，再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，使有關(guān)各方隨時(shí)掌握地鐵隧道收斂情況和規(guī)律，可有效保障地鐵的安全運(yùn)行。
跨斷層連續(xù)變形監(jiān)測(cè)，斷層形變與地震的孕育過(guò)程直接相管，用本系統(tǒng)作跨斷層高精度測(cè)距和變形監(jiān)測(cè)可望作為短臨地震預(yù)報(bào)的一種新的研究和預(yù)報(bào)手段，為防震減災(zāi)作出貢獻(xiàn)。測(cè)量機(jī)器人的多目標(biāo)、高精度、、全自動(dòng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)報(bào)警等全部?jī)?yōu)異性能,在這里可以得到充分的發(fā)揮，再與其他短臨預(yù)報(bào)手段配合，有可能取得積極成果。
測(cè)量機(jī)器人系統(tǒng)也可廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)、造船等部門(mén)的工業(yè)測(cè)量和變形觀測(cè)。如在容量計(jì)量領(lǐng)域，可用于船舶液艙或其它大容量量器的內(nèi)部三維坐標(biāo)點(diǎn)的自動(dòng)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理。
5、國(guó)內(nèi)測(cè)量機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀
我國(guó)國(guó)內(nèi)測(cè)量機(jī)器人的引進(jìn)方面與國(guó)際幾乎同步，但由于經(jīng)濟(jì)和缺乏前期研究等方面的原因，其工程應(yīng)用略落后于國(guó)外，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及大規(guī)模工程建設(shè)的需要，國(guó)內(nèi)購(gòu)買(mǎi)測(cè)量機(jī)器人的單位日益增多，但其應(yīng)用狀況和使用效果有待改善。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
1、測(cè)量機(jī)器人國(guó)外配套軟件價(jià)格較高，且不符合中國(guó)國(guó)家規(guī)范或行業(yè)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，很多單位僅購(gòu)買(mǎi)測(cè)量機(jī)器人，沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)軟件，測(cè)量機(jī)器人不能發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)。因此研究開(kāi)發(fā)符合中國(guó)國(guó)情的測(cè)量機(jī)器人通用系列化自主軟件是目前國(guó)內(nèi)的迫切需要，有較廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。
2、雖然測(cè)量機(jī)器人工程應(yīng)用日益廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，但由于測(cè)量機(jī)器人的出現(xiàn)時(shí)間較短，我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)測(cè)量機(jī)器人應(yīng)用的參照條款較少或比較落后。因此對(duì)測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)化測(cè)量的作業(yè)方法、流程、質(zhì)量控制、成果管理、精度分析等方面要進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，并得出有益的結(jié)論，設(shè)立規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工程生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。
6、測(cè)量機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)
測(cè)量機(jī)器人自進(jìn)入全面應(yīng)用與發(fā)展期以來(lái)，其應(yīng)用研究已比較深入和成熟，但各科研機(jī)構(gòu)和廠(chǎng)家對(duì)測(cè)量機(jī)器人的基礎(chǔ)研究并沒(méi)有停止，生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)測(cè)量機(jī)器人產(chǎn)品也在不斷進(jìn)行革新和改進(jìn)。展望21世紀(jì)，測(cè)量機(jī)器人將在以下方面得到顯著發(fā)展。
測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。未來(lái)的測(cè)量機(jī)器人不需要合作目標(biāo)，將可根據(jù)物體的特征點(diǎn)、紋理、輪廓線(xiàn)，用影像處理的方法進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、匹配和照準(zhǔn)目標(biāo)，采用空間前方交匯的原理獲取物體的三維坐標(biāo)及形狀。測(cè)量機(jī)器人將與gps、gis技術(shù)集成，成為快速獲取被測(cè)物體信息的重要儀器。多傳感器集成系統(tǒng)及混合測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，可望在大區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。
7結(jié)束語(yǔ)
測(cè)量機(jī)器人技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的自動(dòng)化測(cè)量技術(shù),在各種工程監(jiān)測(cè)、地震、地災(zāi)等方面具有高效、快速、省時(shí)省力等諸多優(yōu)勢(shì),是測(cè)繪行業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)方向。再加之具有完備的數(shù)據(jù)處理軟件功能,經(jīng)實(shí)踐證明,測(cè)量機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用前景是非常廣闊的。
參考文獻(xiàn)：
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機(jī)器人論文題目篇二
人工智能(artificial intelligence),英文縮寫(xiě)為ai，也稱(chēng)機(jī)器智能?！叭斯ぶ悄堋币辉~最初是在1956年的dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性學(xué)科。從計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的角度出發(fā)，人工智能是研究如何制造智能機(jī)器或智能系統(tǒng)來(lái)模擬人類(lèi)智能活動(dòng)的能力，以延伸人們智能的科學(xué)。
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能與人類(lèi)智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。人工智能的發(fā)展史是和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的，目前能夠用來(lái)研究人工智能的主要物質(zhì)手段以及能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能技術(shù)的機(jī)器就是計(jì)算機(jī),人工智能在21世紀(jì)必將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類(lèi)生活做出更大的貢獻(xiàn)。
事物的發(fā)展都是曲折的，人工智能的發(fā)展也是如此。人工智能的發(fā)展歷程大致可以劃分為以下五個(gè)階段：
第一階段:20世紀(jì)50年代，人工智能的興起和冷落。人工智能概念在1956年首次提出后，相繼出現(xiàn)了一批顯著的成果，如機(jī)器定理證明、跳棋程序、通用問(wèn)題s求解程序、lisp表處理語(yǔ)言等。但是由于消解法推理能力有限以及機(jī)器翻譯等的失敗，使人工智能走入了低谷。這一階段的特點(diǎn)是重視問(wèn)題求解的方法，而忽視了知識(shí)的重要性。
第二階段:60年代末到70年代，專(zhuān)家系統(tǒng)出現(xiàn)，使人工智能研究出現(xiàn)新高潮。dendral化學(xué)質(zhì)譜分析系統(tǒng)、mycin疾病診斷和治療系統(tǒng)、prospectior探礦系統(tǒng)、hearsay-ii語(yǔ)音理解系統(tǒng)等專(zhuān)家系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)，將人工智能引向了實(shí)用化。并且，1969年成立了國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)議(international joint conferences onartificial intelligence 即ijcai)。
第三階段:80年代，隨著第五代計(jì)算機(jī)的研制，人工智能得到了飛速的發(fā)展。日本在1982年開(kāi)始了“第五代計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃”，即“知識(shí)信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)kips”，其目的是使邏輯推理達(dá)到數(shù)值運(yùn)算那么快。雖然此計(jì)劃最終失敗，但它的開(kāi)展形成了一股研究人工智能的熱潮。
第四階段:80年代末，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展,。1987年，美國(guó)召開(kāi)第一次神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議，宣告了這一新學(xué)科的誕生。此后，各國(guó)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的投資逐漸增加，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展起來(lái)。
第五階段:90年代，人工智能出現(xiàn)新的研究高潮。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是國(guó)際互連網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人工智能開(kāi)始由單個(gè)智能主體研究轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式人工智能研究。不僅研究基于同一目標(biāo)的分布式問(wèn)題求解，而且研究多個(gè)智能主體的多目標(biāo)問(wèn)題求解，將人工智能更面向?qū)嵱谩Ａ硗?，由于hopfield多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的提出，使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究與應(yīng)用出現(xiàn)了欣欣向榮的景象。
1、人工智能在管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理的意義主要不在于提高效率,而是用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人們非常需要做,但工業(yè)工程信息技術(shù)是靠人工卻做不了或是很難做到的事情。把人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中,以數(shù)據(jù)管理和處理為中心,圍繞企業(yè)的核心業(yè)務(wù)和主導(dǎo)流程建立若干個(gè)主題數(shù)據(jù)庫(kù),而所有的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該圍繞主題數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)建立和運(yùn)行。也就是說(shuō)，將企業(yè)各部門(mén)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集成管理,搭建人工智能的應(yīng)用平臺(tái),使之成為企業(yè)管理與決策中的關(guān)鍵因子，這些正體現(xiàn)了人工智能在企業(yè)管理中的巨大價(jià)值。
2、人工智能在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用
人工智能在地質(zhì)勘探、石油化工等工程領(lǐng)域也發(fā)揮著非常重要的作用。早在1978年，美國(guó)斯坦福國(guó)際研究所就研發(fā)制成礦藏勘探和評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)“prospector”,該系統(tǒng)用于勘探評(píng)價(jià)、區(qū)域資源估值和鉆井井位選擇等,是工程領(lǐng)域的首個(gè)人工智能專(zhuān)家系統(tǒng),其發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鉬礦沉積,價(jià)值超過(guò)1億美元。
3、人工智能在技術(shù)研究中的應(yīng)用
人工智能在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用可謂由來(lái)已久。隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全已經(jīng)成了人們關(guān)心的重點(diǎn),因此必須在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的改進(jìn)和變更,大力發(fā)展數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工免疫技術(shù)等高效的ai技術(shù),開(kāi)發(fā)更高級(jí)的ai通用與專(zhuān)用語(yǔ)言和應(yīng)用環(huán)境以及開(kāi)發(fā)專(zhuān)用機(jī)器,而人工智能技術(shù)則為其提供了一定的可能。
人工智能的近期研究目標(biāo)在于建造智能計(jì)算機(jī)，用以代替人類(lèi)去從事各種復(fù)雜的腦力勞動(dòng)。正是根據(jù)這一近期研究目標(biāo)，人們才把人工智能理解為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。當(dāng)然，人工智能還有它的遠(yuǎn)期研究目標(biāo)，即探究人類(lèi)智能和機(jī)器智能的基本原理，研究用自動(dòng)機(jī)(automata)模擬人類(lèi)的思維過(guò)程和智能行為。這個(gè)長(zhǎng)期目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇，幾乎涉及自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的所有學(xué)科。如今，人工智能已經(jīng)進(jìn)入了21世紀(jì)，其必將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類(lèi)生活做出更大的貢獻(xiàn)。但是，從人工智能目前的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，其研究也存在一定的問(wèn)題，這些主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
1、宏觀與微觀隔離
一方面是 哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維科學(xué)和 心理學(xué)等學(xué)科所研究的智能層次太高、太抽象;另一方面是人工智能邏輯符號(hào)、神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)和行為主義所研究的智能層次太低。這兩方面之間相距太遠(yuǎn)，中間還有許多層次尚待研究，目前還無(wú)法把宏觀與微觀有機(jī)地結(jié)合起來(lái)和相互滲透。
2、全局與局部割裂
人工智能是腦系統(tǒng)的整體效應(yīng)，有著豐富的層次和多個(gè)側(cè)面。但是，符號(hào)主義只抓住人腦的抽象思維特性;連接主義只模仿人的形象思維特性;行為主義則著眼于人類(lèi)智能行為特性及其進(jìn)化過(guò)程。這就導(dǎo)致了三者之間存在著明顯的局限性。因此，必須從多層次、多因素、多維和全局觀點(diǎn)來(lái)研究人工智能，才能克服上述局限。
3、理論與實(shí)際脫節(jié)
大腦的實(shí)際 工作，在宏觀上已知道不少;但是智能的千姿百態(tài)，變幻莫測(cè)，復(fù)雜的難以理出頭緒。在微觀上，我們對(duì)大腦的工作機(jī)制知之甚少，似是而非，這也使我們難以找出規(guī)律。在這種背景下提出的各種人工智能理論，只 是部分人的主觀猜想，能在某些方面表現(xiàn)出“智能”就已經(jīng)算是相當(dāng)?shù)某晒Α?BR> 人工智能一直處于 計(jì)算機(jī)技術(shù)的前沿，其研究的理論和發(fā)現(xiàn)在很大程度上將決定計(jì)算機(jī)技術(shù)的 發(fā)展方向。人工智能研究與 應(yīng)用雖取得了不少成果，但離全面推廣應(yīng)用還有很大的距離，還有許多問(wèn)題有待解決，且需要多學(xué)科的研究專(zhuān)家共同合作。因此，要想從根本上了解人腦的結(jié)構(gòu)和功能，完成人工智能的研究任務(wù)，就必須去尋找和建立更新的人工智能框架和理論體系，進(jìn)而為人工智能的進(jìn)一步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。我們堅(jiān)信在不久的將來(lái)，人工智能技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展必將會(huì)給人們的生活、工作和 教育等帶來(lái)更大的影響。
機(jī)器人論文題目篇三
【摘要】文章介紹了機(jī)器人的定義，闡述了智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，最后展望了智能機(jī)器人今后的發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】智能機(jī)器人;信息融合;智能控制
自機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，人們就很難對(duì)機(jī)器人下一個(gè)準(zhǔn)確的定義，歐美國(guó)家認(rèn)為機(jī)器人應(yīng)該是“由計(jì)算機(jī)控制的通過(guò)編程具有可以變更的多功能的自動(dòng)機(jī)械”;日本學(xué)者認(rèn)為“機(jī)器人就是任何高級(jí)的自動(dòng)機(jī)械”，我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。”目前國(guó)際上對(duì)機(jī)器人的概念已經(jīng)漸趨一致，聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)(ria：robotinstituteofamerica)于1979年給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的，用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī);或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)系統(tǒng)。”概括說(shuō)來(lái)，機(jī)器人是靠自身動(dòng)和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。
隨著社會(huì)發(fā)展的需要和機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，人們對(duì)智能機(jī)器人的要求也越來(lái)越高。智能機(jī)器人所處的環(huán)境往往是未知的、難以預(yù)測(cè)的，在研究這類(lèi)機(jī)器人的過(guò)程中，主要涉及到以下關(guān)鍵技術(shù)：
(1)多傳感器信息融合。多傳感器信息融合技術(shù)是近年來(lái)十分熱門(mén)的研究課題，它與控制理論、信號(hào)處理、人工智能、概率和統(tǒng)計(jì)相結(jié)合，為機(jī)器人在各種復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、不確定和未知的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)提供了一種技術(shù)解決途徑。機(jī)器人所用的傳感器有很多種，根據(jù)不同用途分為內(nèi)部測(cè)量傳感器和外部測(cè)量傳感器兩大類(lèi)。內(nèi)部測(cè)量傳感器用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人組成部件的內(nèi)部狀態(tài)，包括：特定位置、角度傳感器;任意位置、角度傳感器;速度、角度傳感器;加速度傳感器;傾斜角傳感器;方位角傳感器等。外部傳感器包括：視覺(jué)(測(cè)量、認(rèn)識(shí)傳感器)、觸覺(jué)(接觸、壓覺(jué)、滑動(dòng)覺(jué)傳感器)、力覺(jué)(力、力矩傳感器)、接近覺(jué)(接近覺(jué)、距離傳感器)以及角度傳感器(傾斜、方向、姿式傳感器)。多傳感器信息融合就是指綜合來(lái)自多個(gè)傳感器的感知數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生更可靠、更準(zhǔn)確或更全面的信息。經(jīng)過(guò)融合的多傳感器系統(tǒng)能夠更加完善、精確地反映檢測(cè)對(duì)象的特性，消除信息的不確定性，提高信息的可靠性。融合后的多傳感器信息具有以下特性：冗余性、互補(bǔ)性、實(shí)時(shí)性和低成本性。目前多傳感器信息融合方法主要有貝葉斯估計(jì)、卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換等。
(2)導(dǎo)航與定位。在機(jī)器人系統(tǒng)中，自主導(dǎo)航是一項(xiàng)核心技術(shù)，是機(jī)器人研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。導(dǎo)航的基本任務(wù)有3點(diǎn)：一是基于環(huán)境理解的全局定位：通過(guò)環(huán)境中景物的理解，識(shí)別人為路標(biāo)或具體的實(shí)物，以完成對(duì)機(jī)器人的定位，為路徑規(guī)劃提供素材;二是目標(biāo)識(shí)別和障礙物檢測(cè)：實(shí)時(shí)對(duì)障礙物或特定目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性;三是安全保護(hù)：能對(duì)機(jī)器人工作環(huán)境中出現(xiàn)的障礙和移動(dòng)物體作出分析并避免對(duì)機(jī)器人造成的損傷。機(jī)器人有多種導(dǎo)航方式，根據(jù)環(huán)境信息的完整程度、導(dǎo)航指示信號(hào)類(lèi)型等因素的不同，可以分為基于地圖的導(dǎo)航、基于創(chuàng)建地圖的導(dǎo)航和無(wú)地圖的導(dǎo)航3類(lèi)。根據(jù)導(dǎo)航采用的硬件的不同，可將導(dǎo)航系統(tǒng)分為視覺(jué)導(dǎo)航和非視覺(jué)傳感器組合導(dǎo)航。視覺(jué)導(dǎo)航是利用攝像頭進(jìn)行環(huán)境探測(cè)和辨識(shí)，以獲取場(chǎng)景中絕大部分信息。目前視覺(jué)導(dǎo)航信息處理的內(nèi)容主要包括：視覺(jué)信息的壓縮和濾波、路面檢測(cè)和障礙物檢測(cè)、環(huán)境特定標(biāo)志的識(shí)別、三維信息感知與處理。非視覺(jué)傳感器導(dǎo)航是指采用多種傳感器共同工作，如探針式、電容式、電感式、力學(xué)傳感器、雷達(dá)傳感器、光電傳感器等，用來(lái)探測(cè)環(huán)境，對(duì)機(jī)器人的位置、姿態(tài)、速度和系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控，感知機(jī)器人所處工作環(huán)境的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，使得機(jī)器人相應(yīng)的工作順序和操作內(nèi)容能自然地適應(yīng)工作環(huán)境的變化，有效地獲取內(nèi)外部信息。
(3)路徑規(guī)劃。路徑規(guī)劃技術(shù)是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。最優(yōu)路徑規(guī)劃就是依據(jù)某個(gè)或某些優(yōu)化準(zhǔn)則(如工作代價(jià)最小、行走路線(xiàn)最短、行走時(shí)間最短等)，在機(jī)器人工作空間中找到一條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)、可以避開(kāi)障礙物的最優(yōu)路徑。路徑規(guī)劃方法大致可以分為傳統(tǒng)方法和智能方法兩種。傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法主要有以下幾種：自由空間法、圖搜索法、柵格解耦法、人工勢(shì)場(chǎng)法。大部分機(jī)器人路徑規(guī)劃中的全局規(guī)劃都是基于上述幾種方法進(jìn)行的，但這些方法在路徑搜索效率及路徑優(yōu)化方面有待于進(jìn)一步改善。人工勢(shì)場(chǎng)法是傳統(tǒng)算法中較成熟且高效的規(guī)劃方法，它通過(guò)環(huán)境勢(shì)場(chǎng)模型進(jìn)行路徑規(guī)劃，但是沒(méi)有考察路徑是否最優(yōu)。智能路徑規(guī)劃方法是將遺傳算法、模糊邏輯以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能方法應(yīng)用到路徑規(guī)劃中，來(lái)提高機(jī)器人路徑規(guī)劃的避障精度，加快規(guī)劃速度，滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需要。其中應(yīng)用較多的算法主要有模糊方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、q學(xué)習(xí)及混合算法等，這些方法在障礙物環(huán)境已知或未知情況下均已取得一定的研究成果。
(4)機(jī)器人視覺(jué)。視覺(jué)系統(tǒng)是自主機(jī)器人的重要組成部分，一般由攝像機(jī)、圖像采集卡和計(jì)算機(jī)組成。機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的工作包括圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出和顯示，核心任務(wù)是特征提取、圖像分割和圖像辨識(shí)。而如何精確高效的處理視覺(jué)信息是視覺(jué)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題。目前視覺(jué)信息處理逐步細(xì)化，包括視覺(jué)信息的壓縮和濾波、環(huán)境和障礙物檢測(cè)、特定環(huán)境標(biāo)志的識(shí)別、三維信息感知與處理等。其中環(huán)境和障礙物檢測(cè)是視覺(jué)信息處理中最重要、也是最困難的過(guò)程。機(jī)器人視覺(jué)是其智能化最重要的標(biāo)志之一，對(duì)機(jī)器人智能及控制都具有非常重要的意義。目前國(guó)內(nèi)外都在大力研究，并且已經(jīng)有一些系統(tǒng)投入使用。
(5)智能控制。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于無(wú)法精確解析建模的物理對(duì)象以及信息不足的病態(tài)過(guò)程，傳統(tǒng)控制理論暴露出缺點(diǎn)，近年來(lái)許多學(xué)者提出了各種不同的機(jī)器人智能控制系統(tǒng)。機(jī)器人的智能控制方法有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、智能控制技術(shù)的融合(模糊控制和變結(jié)構(gòu)控制的融合;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和變結(jié)構(gòu)控制的融合;模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的融合;智能融合技術(shù)還包括基于遺傳算法的模糊控制方法)等。近幾年，機(jī)器人智能控制在理論和應(yīng)用方面都有較大的進(jìn)展。在模糊控制方面，y等人論證了模糊系統(tǒng)的逼近特性，首次將模糊理論用于一臺(tái)實(shí)際機(jī)器人。模糊系統(tǒng)在機(jī)器人的建模控制、對(duì)柔性臂的控制、模糊補(bǔ)償控制以及移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。在機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方面，cmca(cere-bellamodelcontrollerarticulation)應(yīng)用較早的一種控制方法，其最大特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性強(qiáng)，尤其適用于多自由度操作臂的控制。
(6)人機(jī)接口技術(shù)。智能機(jī)器人的研究目標(biāo)并不是完全取代人，復(fù)雜的智能機(jī)器人系統(tǒng)僅僅依靠計(jì)算機(jī)來(lái)控制目前是有一定困難的，即使可以做到，也由于缺乏對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力而并不實(shí)用。智能機(jī)器人系統(tǒng)還不能完全排斥人的作用，而是需要借助人機(jī)協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。因此，設(shè)計(jì)良好的人機(jī)接口就成為智能機(jī)器人研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。人機(jī)接口技術(shù)是研究如何使人方便自然地與計(jì)算機(jī)交流。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，除了最基本的要求機(jī)器人控制器有1個(gè)友好的、靈活方便的人機(jī)界面之外，還要求計(jì)算機(jī)能夠看懂文字、聽(tīng)懂語(yǔ)言、說(shuō)話(huà)表達(dá)，甚至能夠進(jìn)行不同語(yǔ)言之間的翻譯，而這些功能的實(shí)現(xiàn)又依賴(lài)于知識(shí)表示方法的研究。因此，研究人機(jī)接口技術(shù)既有巨大的應(yīng)用價(jià)值，又有基礎(chǔ)理論意義。目前，人機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)取得了顯著成果，文字識(shí)別、語(yǔ)音合成與識(shí)別、圖像識(shí)別與處理、機(jī)器翻譯等技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)用化。另外，人機(jī)接口裝置和交互技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程操作技術(shù)、通訊技術(shù)等也是人機(jī)接口技術(shù)的重要組成部分，其中遠(yuǎn)程操作技術(shù)是一個(gè)重要的研究方向。
機(jī)器人是自動(dòng)化領(lǐng)域的主題之一，人們幾十年來(lái)對(duì)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)和研究，使機(jī)器人技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步。隨著人工智能、智能控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域必將不斷擴(kuò)大，性能不斷提高，在未來(lái)的生產(chǎn)、生活、科研當(dāng)中會(huì)發(fā)揮更重要的作用。
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機(jī)器人論文題目篇四
[摘要]隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,世界各國(guó)都認(rèn)識(shí)到,培養(yǎng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與操作人才的重要性。因此,紛紛出臺(tái)政策加強(qiáng)對(duì)中小學(xué)生的機(jī)器人教育?？萍拣^作為重要的校外教育機(jī)構(gòu),也有必要在此領(lǐng)域發(fā)揮自己的作用。通過(guò)分析認(rèn)為,科技館的機(jī)器人教育應(yīng)定位于中小學(xué)機(jī)器人校內(nèi)教育的補(bǔ)充與提高,提出在建構(gòu)主義教育理論的指導(dǎo)下,以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的模式,開(kāi)展機(jī)器人俱樂(lè)部、夏令營(yíng)及機(jī)器人比賽等形式的中小學(xué)生機(jī)器人教育。
[關(guān)鍵詞]科技館中小學(xué)機(jī)器人教育建構(gòu)主義項(xiàng)目學(xué)習(xí)
自上世紀(jì)50年代以來(lái),隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也發(fā)生了日新月異的變化。雖然其初衷是為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域服務(wù),但隨著技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)需求的發(fā)展,它已對(duì)普通公眾的生活產(chǎn)生了潛移默化的影響,在醫(yī)療、教育、娛樂(lè)、交通等領(lǐng)域都能看到機(jī)器人“身影”,這也使人們愈來(lái)愈認(rèn)識(shí)到,培養(yǎng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與操作人才對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。因此,目前很多中小學(xué)校和校外機(jī)構(gòu)都開(kāi)設(shè)了機(jī)器人教育及培訓(xùn)課程,這對(duì)機(jī)器人人才儲(chǔ)備而言具有重大意義。而作為校外教育不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié),科技館在中小學(xué)機(jī)器人教育體系中理應(yīng)占據(jù)一席之地,發(fā)揮出自己的作用。那么,如何發(fā)揮呢?筆者認(rèn)為,應(yīng)在明確機(jī)器人教育的概念、厘清其發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合科學(xué)教育理論,確定合適的教育模式并加以實(shí)施。
一、機(jī)器人教育的概念
1920年,當(dāng)捷克斯洛伐克作家卡雷爾?恰佩克在他的科幻小說(shuō)《羅薩姆的機(jī)器人萬(wàn)能公司》中創(chuàng)造出“機(jī)器人(robot)”這個(gè)詞的時(shí)候,他肯定沒(méi)料到在近一個(gè)世紀(jì)之后,其小說(shuō)中讓機(jī)器人代替人類(lèi)勞動(dòng)的情節(jié)已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí),并且它們還對(duì)公眾生活產(chǎn)生了巨大的影響。
伴隨著“機(jī)器人”這個(gè)詞的誕生,社會(huì)各界一直對(duì)它的定義爭(zhēng)論不已,但是一般說(shuō)來(lái),人們都可以接受這種說(shuō)法,即機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義:“一種可編程和多功能的,用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī);或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)系統(tǒng)?！?BR> 那么,什么是“機(jī)器人教育”呢?根據(jù)目前被廣泛采用的彭紹東教授的定義,“機(jī)器人教育”就是學(xué)習(xí)、利用機(jī)器人,優(yōu)化教育效果及師生勞動(dòng)方式的理論與實(shí)踐。
彭教授根據(jù)機(jī)器人在教學(xué)中扮演的角色,把機(jī)器人教育分為五大類(lèi):
(1)機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(robotsubjectinstruction,簡(jiǎn)稱(chēng)rsi);
(2)機(jī)器人輔助教學(xué)(robot―assistedinstruction,簡(jiǎn)稱(chēng)rai);
(3)機(jī)器人管理教學(xué)(robot――managedinstruction,簡(jiǎn)稱(chēng)rmi);
(4)機(jī)器人代理(師生)事務(wù)(robot―representedroutine,簡(jiǎn)稱(chēng)rrr);
(5)機(jī)器人主持教學(xué)(robot――directedinstruction,簡(jiǎn)稱(chēng)rdi)。
國(guó)內(nèi)外目前所開(kāi)展的主要是前兩個(gè)類(lèi)型,即機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(rsi)和機(jī)器人輔助教學(xué)(rai)。前者是指以機(jī)器人為對(duì)象進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的內(nèi)容是“機(jī)器人學(xué)科”;而后者指的是以機(jī)器人為工具進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的內(nèi)容是“自然科學(xué)的各個(gè)學(xué)科”。由于國(guó)內(nèi)外情況的差異,我國(guó)中小學(xué)目前所開(kāi)展的機(jī)器人教育以“機(jī)器人學(xué)科教學(xué)”為主,而國(guó)外則兩種教育類(lèi)型發(fā)展較為平均,并無(wú)特殊偏重。
二、國(guó)內(nèi)外中小學(xué)機(jī)器人教育的現(xiàn)狀
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,機(jī)器人教育已經(jīng)成為中小學(xué)教育的熱點(diǎn)。在美國(guó),一般通過(guò)機(jī)器人技術(shù)課程、機(jī)器人輔助教學(xué)課程、課外活動(dòng)及機(jī)器人主題夏令營(yíng)等定期活動(dòng)來(lái)對(duì)中小學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人教育。比如,美國(guó)加利福尼亞州高中工程與技術(shù)聯(lián)盟在為高中生開(kāi)設(shè)的工程與技術(shù)選修課程中,提供了robotics課程,主要介紹機(jī)器人技術(shù)歷史,基礎(chǔ),術(shù)語(yǔ),微控制,傳感器,程序控制等方面的知識(shí);美國(guó)國(guó)家自然基金支持的項(xiàng)目“k―12教育中的機(jī)器人技術(shù)”,目的是幫助k―12教師以及其他教育者開(kāi)發(fā)或改進(jìn)以機(jī)器人作為一種工具,來(lái)教授stem的課程和開(kāi)發(fā)機(jī)器人技術(shù)課程;印地安那州的purdue大學(xué)與lafayette學(xué)校合作,在5至8年級(jí)學(xué)生課外活動(dòng)中開(kāi)展的robotics項(xiàng)目;carnegiemellon大學(xué)提供的針對(duì)高中生的robocamp暑期機(jī)器人
計(jì)劃
,通過(guò)八星期的課程,使學(xué)生懂得一些基本的與機(jī)器人有關(guān)的電子,機(jī)械和計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)。
在日本,其機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)超過(guò)了歐美各國(guó),這與他們對(duì)機(jī)器人教育的高度重視密不可分。他們不光在各個(gè)大學(xué)設(shè)立了機(jī)器人研究專(zhuān)業(yè),并且在中小學(xué)的教學(xué)大綱中也加進(jìn)了機(jī)器人課程。每年定期舉辦針對(duì)不同層次學(xué)生的機(jī)器人設(shè)計(jì)和制作大賽,各個(gè)學(xué)校也會(huì)在假期舉辦機(jī)器人研習(xí)營(yíng),從而形成了一個(gè)多角度、全覆蓋的機(jī)器人教育體系。
此外,英國(guó)、俄羅斯、巴西、新加坡等國(guó)也早已出臺(tái)了多項(xiàng)措施推進(jìn)本國(guó)的中小學(xué)機(jī)器人教育發(fā)展。
而我國(guó)的中小學(xué)機(jī)器人教育則起步較晚,且覆蓋面較小。2000年,北京景山學(xué)校以科研課題的形式將機(jī)器人普及教育納入到信息技術(shù)課程中,在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了中小學(xué)機(jī)器人課程教學(xué)。2001年,上海市西南位育中學(xué)、盧灣高級(jí)中學(xué)等學(xué)校開(kāi)始以“校本課程”的形式進(jìn)行機(jī)器人活動(dòng)進(jìn)課堂的探索和嘗試。2005年,哈爾濱市正式將機(jī)器人引入課堂教學(xué),在哈爾濱師大附小、60中、省實(shí)驗(yàn)中學(xué)等41所學(xué)校開(kāi)設(shè)了“人工智能與機(jī)器人”課程,用必修課形式對(duì)中小學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人科學(xué)方面的教育。
除了這些進(jìn)行正規(guī)課堂教學(xué)的學(xué)校外,有些中小學(xué)則采用興趣班、培訓(xùn)班的形式開(kāi)展機(jī)器人教育。
慶幸的是,我國(guó)政府已經(jīng)意識(shí)到中小學(xué)機(jī)器人教育的重要性,并在“課標(biāo)”中有所體現(xiàn)。如教育部在2003年4月正式頒布的《普通高中技術(shù)課程(實(shí)驗(yàn))標(biāo)準(zhǔn)》中,首次在“通用技術(shù)”科目中設(shè)立了“簡(jiǎn)易機(jī)器人制作”模塊,它是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)的平臺(tái)、將機(jī)械傳動(dòng)與單片機(jī)的應(yīng)用有機(jī)組合的一個(gè)選修課程模塊。現(xiàn)在,新的高中課程標(biāo)準(zhǔn)在“信息技術(shù)”科目中也已設(shè)立了“人工智能初步”選修模塊,這是我國(guó)高中階段開(kāi)展人工智能教育邁出的第一步。
不過(guò)值得注意的是,在我國(guó)中小學(xué)機(jī)器人教育體系中,科技館所占比例幾可忽略。我們認(rèn)為作為青少年科普的重要陣地,科技館理應(yīng)在中小學(xué)機(jī)器人教育中發(fā)揮更大的作用。
三、科技館與中小學(xué)機(jī)器人教育
1.科技館在中小學(xué)機(jī)器人教育中的定位
作為校外科普機(jī)構(gòu),科技館不可能將完成“課標(biāo)”為己任,而是應(yīng)定位于中小學(xué)機(jī)器人校內(nèi)教育的補(bǔ)充與提高。就中國(guó)的情況而言,我們認(rèn)為,補(bǔ)充的內(nèi)容應(yīng)該是校內(nèi)教育極少涉及的機(jī)器人輔助教學(xué)(rai),而提高的內(nèi)容是校內(nèi)教育已有一定基礎(chǔ)的機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(rsi)。
2.科技館在中小學(xué)機(jī)器人教育中可采用的指導(dǎo)理論
在杜威“做中學(xué)”、皮亞杰的“發(fā)生認(rèn)識(shí)論”以及維果斯基“心理發(fā)展的文化歷史學(xué)說(shuō)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的建構(gòu)主義教育理論(本文的討論范圍不包括激進(jìn)的建構(gòu)主義〈radicalconstructionism〉),近年來(lái)已經(jīng)在科學(xué)教育領(lǐng)域中產(chǎn)生了巨大影響。
建構(gòu)主義認(rèn)為,世界是客觀存在的,但世界的意義卻是由人建構(gòu)的。它強(qiáng)調(diào)知識(shí)的動(dòng)態(tài)發(fā)展性,并認(rèn)為知識(shí)不是通過(guò)教師傳授得到的,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境(即社會(huì)文化背景下),借助其他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得。由于學(xué)習(xí)是在一定的情境(即社會(huì)文化背景下),借助其他人的幫助(即通過(guò)人際間的協(xié)作活動(dòng))而實(shí)現(xiàn)的意義建構(gòu)過(guò)程,因此建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“情境”、“協(xié)作”、“交流”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素。
在學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)習(xí)者處于中心地位,是信息加工的主體,要主動(dòng)對(duì)意義進(jìn)行建構(gòu);而教師則是意義建構(gòu)的幫助者,而非知識(shí)的灌輸者。故在此理念下,整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生要充分發(fā)揮自己的主動(dòng)性,使用探究的方式,以自己已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),努力構(gòu)建屬于自己的新知識(shí);他們需要主動(dòng)搜集、分析相關(guān)信息、資料,并對(duì)要學(xué)習(xí)的問(wèn)題提出假設(shè)并加以驗(yàn)證。而教師的任務(wù)則是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,創(chuàng)設(shè)符合學(xué)習(xí)內(nèi)容的情境,提示新舊知識(shí)之間聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生之間的協(xié)作、對(duì)話(huà),從而幫助學(xué)生完成新知識(shí)的構(gòu)建。
建構(gòu)主義教育理論與科技館教育的教育特點(diǎn)非常契合。因?yàn)椤翱萍拣^教育的本質(zhì)特點(diǎn)在于它模擬再現(xiàn)了科研和生產(chǎn)活動(dòng)的實(shí)踐過(guò)程,并且不是簡(jiǎn)單地模擬再現(xiàn),而是以學(xué)習(xí)為目的、經(jīng)過(guò)改造的模擬再現(xiàn),創(chuàng)造了引導(dǎo)觀眾進(jìn)入探索與發(fā)現(xiàn)科學(xué)過(guò)程的條件。科技館提供的‘從實(shí)踐中學(xué)習(xí)’的途徑不僅成為它與其他教育、傳播機(jī)構(gòu)及傳統(tǒng)博物館的最大區(qū)別,而且是科技館生存與發(fā)展的價(jià)值所在。”也就是說(shuō),科技館的教育需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,引導(dǎo)觀眾自己進(jìn)行意義建構(gòu),并且在此過(guò)程中,可能伴有觀眾與科技館員工或觀眾之間的交流,這恰恰正是一個(gè)完整的建構(gòu)主義者所提倡的教育過(guò)程。
3.科技館在中小學(xué)機(jī)器人教育中可采用的模式
1918年,著名教育學(xué)家克伯屈(williamheardkilpatrick)在他名為《項(xiàng)目(設(shè)計(jì))教學(xué)法:在教育過(guò)程中有目的活動(dòng)的應(yīng)用》的文章中,首次提出了“項(xiàng)目學(xué)習(xí)(project-basedlearning)”的概念,用以說(shuō)明有目的的設(shè)計(jì)行為對(duì)教育的重要性及其在教育過(guò)程中的應(yīng)用。它讓“學(xué)生自己
計(jì)劃
、運(yùn)用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)自己的操作,在具體的情境中解決實(shí)際問(wèn)題”。它是“一套能使教師指導(dǎo)兒童對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行深入研究的課程活動(dòng),它在真實(shí)世界中讓學(xué)生借助多種資源開(kāi)展探究活動(dòng),并在一定時(shí)間內(nèi)解決一系列相互關(guān)聯(lián)著的問(wèn)題的一種新型的探究性的學(xué)習(xí),具體表現(xiàn)為構(gòu)想、驗(yàn)證、完善、制造出某種東西,它可以是有形的由學(xué)生制作的物體,如書(shū)、劇本或一項(xiàng)發(fā)明等?！?0世紀(jì)二三十年代,項(xiàng)目教學(xué)法已經(jīng)在美國(guó)一些學(xué)校的低年級(jí)中得到了運(yùn)用,到20世紀(jì)八九十年代,則在廣大中小學(xué)中得到了普遍推廣。
我們認(rèn)為,項(xiàng)目學(xué)習(xí)法正是在科技館中進(jìn)行機(jī)器人教育所可以采用的模式。不論是機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(rsi),還是機(jī)器人輔助教學(xué)(rai),都可以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的模式開(kāi)展。而可采用的活動(dòng)形式有機(jī)器人俱樂(lè)部、夏令營(yíng)、機(jī)器人比賽等。
選定項(xiàng)目后,就需要組織學(xué)生對(duì)主題的探究活動(dòng)。這一階段一般都以學(xué)習(xí)小組或團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行。學(xué)生首先要對(duì)項(xiàng)目的主題進(jìn)行調(diào)查、討論,提出解決問(wèn)題的假設(shè);然后收集相關(guān)信息,對(duì)它們進(jìn)行處理和分析,再驗(yàn)證或推翻之前的假設(shè),最終得出問(wèn)題的解決方案。在整個(gè)探究過(guò)程中,為有利于學(xué)生自我知識(shí)的建構(gòu),應(yīng)對(duì)他們的一切探索和決定都持鼓勵(lì)態(tài)度,而毋須規(guī)定出唯一正確的答案。
四、結(jié)論
科技館作為重要的校外教育機(jī)構(gòu),也有必要在此領(lǐng)域發(fā)揮自己的作用。本文通過(guò)分析認(rèn)為,科技館的機(jī)器人教育應(yīng)定位于中小學(xué)機(jī)器人校內(nèi)教育的補(bǔ)充與提高,補(bǔ)充的內(nèi)容應(yīng)該是校內(nèi)教育極少涉及的機(jī)器人輔助教學(xué)(rai),而提高的內(nèi)容是校內(nèi)教育已有一定基礎(chǔ)的機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(rsi)。具體應(yīng)在建構(gòu)主義教育理論的指導(dǎo)下,以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的模式,開(kāi)展機(jī)器人俱樂(lè)部、夏令營(yíng)及機(jī)器人比賽等形式的中小學(xué)生機(jī)器人教育。
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機(jī)器人論文題目篇五
[摘要]經(jīng)濟(jì)全球化形勢(shì)下，英語(yǔ)教學(xué)需求增長(zhǎng)，尤其對(duì)于高校教育機(jī)構(gòu)而言，傳統(tǒng)英語(yǔ)教學(xué)模式的局限性弊端已逐漸顯露，新型教學(xué)技術(shù)的引入與應(yīng)用成為大勢(shì)所趨。人工智能技術(shù)作為現(xiàn)代科技的重要產(chǎn)物，于近年來(lái)開(kāi)始被嘗試應(yīng)用于教學(xué)工作當(dāng)中，在語(yǔ)言類(lèi)教學(xué)課堂中發(fā)揮著尤為重要的輔助作用?；诟咝Ｓ⒄Z(yǔ)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)需求，如何構(gòu)建有益于提升教學(xué)實(shí)效性的教學(xué)模式，并由此實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在英語(yǔ)教學(xué)課堂中的有效利用，成為亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。現(xiàn)由人工智能視野出發(fā)，嘗試在高校英語(yǔ)教學(xué)中擬建混合式課堂，以期實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率及質(zhì)量的優(yōu)化。
[關(guān)鍵詞]人工智能;高校英語(yǔ);混合式教學(xué);構(gòu)建策略
從高校教育階段的英語(yǔ)教學(xué)目的來(lái)看，其核心主要在于語(yǔ)言應(yīng)用能力的培養(yǎng)，要達(dá)成這一目標(biāo)，僅僅依靠單一的課堂內(nèi)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在缺乏課外訓(xùn)練的情況下容易導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)語(yǔ)義理解、口語(yǔ)表達(dá)方面的短板，不利于全面應(yīng)用能力的構(gòu)建。因此，以“線(xiàn)上+線(xiàn)下”為特征的混合式教學(xué)模式在高校英語(yǔ)課堂逐漸興起，在很大程度上彌補(bǔ)了以往單一性教學(xué)模式的不足，也更有利于為人工智能等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的引入與應(yīng)用擴(kuò)大空間。但由于長(zhǎng)期受傳統(tǒng)教學(xué)模式影響，人工智能與混合式教學(xué)模式在高校英語(yǔ)課堂中的融合構(gòu)建容易受阻，需要以科學(xué)合理的策略加以推進(jìn)，現(xiàn)提出相應(yīng)
方案
。
(一)人工智能的概念及主要功能人工智能技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)信息處理基礎(chǔ)上的一種智能化技術(shù)，能夠?qū)θ祟?lèi)行為邏輯、方式及習(xí)慣做出相應(yīng)的解析與模仿，使機(jī)器的運(yùn)作能夠在智能程序的驅(qū)使下更貼合人類(lèi)的交互需求[1]。基于這一應(yīng)用方向，人工智能技術(shù)主要由理論研究與工程研究?jī)蓚€(gè)方面共同推進(jìn)完整體系的構(gòu)建，其中，理論研究工作旨在為后續(xù)工程研究的實(shí)踐奠定基礎(chǔ)，重點(diǎn)一般放在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)探索、對(duì)相關(guān)理論體系的整合提煉等方向;工程研究工作則旨在利用現(xiàn)有人工智能技術(shù)獨(dú)立完成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，重點(diǎn)一般放在人工智能系統(tǒng)與設(shè)備的應(yīng)用、新產(chǎn)品的研發(fā)實(shí)驗(yàn)與調(diào)整改進(jìn)等。從人工智能目前的主要功能來(lái)看，大致可分為以下三類(lèi)：一是通過(guò)智能系統(tǒng)完成信息的存儲(chǔ)、提取及內(nèi)部處理;二是通過(guò)智能化能力完成信息的符號(hào)化處理;三是建立與人類(lèi)行為邏輯相近的程序邏輯，并利用這一能力對(duì)人類(lèi)提出的問(wèn)題予以解答或處理[2]。從語(yǔ)言學(xué)習(xí)的視角來(lái)看，人工智能的功能呈現(xiàn)更為具體，如語(yǔ)言解析技術(shù)、語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)、語(yǔ)言翻譯技術(shù)等均較為常見(jiàn)，隨著人工智能普及率的增長(zhǎng)，這些技術(shù)在語(yǔ)言教學(xué)課堂中的利用也更為廣泛，且目前仍處于不斷升級(jí)的進(jìn)程當(dāng)中，為語(yǔ)言教育方式的革新轉(zhuǎn)變帶來(lái)了巨大的契機(jī)。
(二)混合式教學(xué)模式的應(yīng)用價(jià)值結(jié)合混合式教學(xué)模式在高校英語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，其教學(xué)價(jià)值大致體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是優(yōu)勢(shì)整合價(jià)值。語(yǔ)言學(xué)習(xí)中，傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)信息課堂所能夠提供的支持效果各不相同，且各有優(yōu)勢(shì)與短板。通過(guò)應(yīng)用混合式教學(xué)模式能夠有效提取并整合兩種教學(xué)狀態(tài)下的主要優(yōu)勢(shì)，使其相互補(bǔ)充、相互作用，進(jìn)而發(fā)揮“1+1>2”的更優(yōu)教學(xué)效果。二是范圍拓展價(jià)值。語(yǔ)言類(lèi)科目不僅對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)體系具有較高要求，同時(shí)也有著明顯的實(shí)踐需求，而單一的課堂教學(xué)模式很難將教學(xué)范圍進(jìn)行有效拓展[3]。在混合式教學(xué)模式支持下，這一問(wèn)題得以解決，通過(guò)利用龐大的線(xiàn)上資源來(lái)突破線(xiàn)下教學(xué)范圍的局限性，能夠達(dá)到開(kāi)辟新渠道、鞏固認(rèn)知結(jié)構(gòu)的教學(xué)目的，有助于為學(xué)生跨文化交際能力的提升奠定基礎(chǔ)。三是推進(jìn)教學(xué)改革?；旌鲜浇虒W(xué)模式的深入開(kāi)展，有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的多元化和豐富性。充分借助于線(xiàn)上教學(xué)與線(xiàn)下教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用多樣化的教學(xué)手段，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容的要求來(lái)選擇合適的混合式教學(xué)手法，這不僅可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)提供良好的支持，同時(shí)還有助于調(diào)節(jié)課堂教學(xué)氛圍，讓教學(xué)實(shí)效性得以大大增強(qiáng)。
(一)聽(tīng)力訓(xùn)練———應(yīng)用語(yǔ)料庫(kù)完成自動(dòng)化資源匹配及交互聽(tīng)力訓(xùn)練屬于英語(yǔ)教學(xué)中的基礎(chǔ)性部分，對(duì)于學(xué)生英語(yǔ)應(yīng)用能力的構(gòu)建有著決定性影響，且聽(tīng)力資源的廣度及與學(xué)習(xí)需求的匹配度在很大程度上決定著學(xué)習(xí)效果。因此，在構(gòu)建高校英語(yǔ)混合式教學(xué)模式時(shí)，可將人工智能技術(shù)作為打開(kāi)聽(tīng)力訓(xùn)練資源廣度的關(guān)鍵渠道，借助其特有的語(yǔ)料庫(kù)儲(chǔ)備來(lái)完成自動(dòng)化匹配、交互，使學(xué)生能夠快速在龐大的英語(yǔ)聽(tīng)力素材中獲取與自身學(xué)習(xí)需求相符的聽(tīng)力資料，并根據(jù)資料內(nèi)容，與人工智能設(shè)備展開(kāi)具有針對(duì)性的自動(dòng)化練習(xí)[4]。首先，學(xué)生可在線(xiàn)上人工智能系統(tǒng)中錄入自己的年齡、學(xué)段、英語(yǔ)聽(tīng)力基礎(chǔ)、重點(diǎn)訓(xùn)練方向等基本資料，由系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)資料自動(dòng)篩選、匹配相應(yīng)的聽(tīng)力材料，從而省略手動(dòng)搜集資料的繁瑣工序。另外，為進(jìn)一步增強(qiáng)線(xiàn)下課堂學(xué)習(xí)與情境的交互性，還可進(jìn)一步利用人工智能的自動(dòng)識(shí)別功能，由學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)需求，隨機(jī)選取某物體進(jìn)行掃描，再由系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別出的物品類(lèi)別篩選出相關(guān)的聽(tīng)力練習(xí)資料，使學(xué)生能夠在自動(dòng)且隨機(jī)的語(yǔ)言場(chǎng)景中獲得更良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。例如，當(dāng)學(xué)生選擇“手機(jī)”這一物品進(jìn)行識(shí)別后，語(yǔ)料庫(kù)便可自動(dòng)篩選出與“手機(jī)”有關(guān)的聽(tīng)力材料，整理出類(lèi)似主題：therelevanceofmobilephonesandmodernlife，學(xué)生再根據(jù)聽(tīng)力內(nèi)容展開(kāi)自主練習(xí)，從而規(guī)避千篇一律的重復(fù)訓(xùn)練。
(二)寫(xiě)作指導(dǎo)———應(yīng)用自動(dòng)批改功能完成查漏補(bǔ)缺英語(yǔ)教學(xué)中，寫(xiě)作是用于鍛煉學(xué)生詞句表述水平、語(yǔ)法運(yùn)用水平的重要環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)英語(yǔ)寫(xiě)作教學(xué)課堂常受困于題材范圍狹窄、批改過(guò)于主觀等因素，既不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的發(fā)揮，也容易導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于自身英語(yǔ)寫(xiě)作的優(yōu)缺點(diǎn)難以客觀把握[5]。因此，在利用人工智能技術(shù)展開(kāi)英語(yǔ)寫(xiě)作指導(dǎo)時(shí)，同樣可由線(xiàn)上、線(xiàn)下兩個(gè)不同角度出發(fā)，分別借助框架搭建功能與自動(dòng)批改功能完成的自我審視與查漏補(bǔ)缺，進(jìn)一步夯實(shí)英語(yǔ)書(shū)面表述能力。線(xiàn)上教學(xué)中，首先可由教師向?qū)W生布置以某一話(huà)題或某一詞匯為主題的寫(xiě)作任務(wù)，如“economicglobalization”，學(xué)生根據(jù)自身思路，在人工智能技術(shù)支持下的作文系統(tǒng)中進(jìn)行寫(xiě)作，系統(tǒng)則由此發(fā)揮框架搭建功能，結(jié)合主題與基本思路提供大致的框架模板，以及用作參考的相關(guān)詞匯、句式，使學(xué)生能夠跟隨框架的指導(dǎo)，形成更為清晰的寫(xiě)作邏輯鏈條，達(dá)到深化表達(dá)的訓(xùn)練目的。線(xiàn)下教學(xué)中，首先可針對(duì)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)批改后的寫(xiě)作內(nèi)容與批改意見(jiàn)進(jìn)行回顧，找出系統(tǒng)評(píng)測(cè)下的亮點(diǎn)與不足所在，梳理出寫(xiě)作過(guò)程中的存疑之處，通過(guò)與他人交流和詢(xún)問(wèn)教師的形式找出解決辦法，并于課堂上完成習(xí)作修改，最后由教師根據(jù)寫(xiě)作主題，給出主觀意見(jiàn)，從而達(dá)到主客觀相結(jié)合的綜合評(píng)定目的，使反饋成果更具輔助改進(jìn)意義。
(三)翻譯練習(xí)———應(yīng)用云平臺(tái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)重難點(diǎn)突破英語(yǔ)翻譯是以足夠的詞句積累、聽(tīng)力練習(xí)為基礎(chǔ)的語(yǔ)言轉(zhuǎn)換過(guò)程，對(duì)于學(xué)習(xí)者的語(yǔ)法運(yùn)用水平、實(shí)時(shí)解析能力、組織表達(dá)能力都具有較高要求，因此學(xué)習(xí)過(guò)程中的重、難點(diǎn)也相對(duì)更多，如何提高翻譯精準(zhǔn)性成為教學(xué)過(guò)程中的重要問(wèn)題[6]。人工智能支持下的云平臺(tái)應(yīng)用能夠?yàn)橛⒄Z(yǔ)翻譯教學(xué)帶來(lái)新的渠道，一方面可通過(guò)創(chuàng)設(shè)翻譯情境來(lái)使學(xué)生快速投入到語(yǔ)言環(huán)境當(dāng)中，另一方面也可透過(guò)知識(shí)模塊拆分功能來(lái)理順語(yǔ)句間的聯(lián)系，從而使得翻譯精確性提升。首先，可在線(xiàn)下課堂當(dāng)中借助人工智能技術(shù)來(lái)營(yíng)造身臨其境的語(yǔ)言氛圍，如通過(guò)追蹤文本內(nèi)容，自動(dòng)化匹配并呈現(xiàn)與之相關(guān)的場(chǎng)景，給人以身臨其境之感，如在進(jìn)行“foratime，theweatherchangedsud-denly，heavyrainandthunder，pedestriansontheroadwerelookingforeavestoavoid.”一句的翻譯時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)提取“thunderstorm”這一關(guān)鍵詞，并在設(shè)備中播放關(guān)于“暴雨雷鳴”的音像，將學(xué)生引入語(yǔ)言情境當(dāng)中[7]。在情景背景下完成翻譯練習(xí)后，學(xué)生可各自將翻譯成果上傳至線(xiàn)上云平臺(tái)，由云平臺(tái)根據(jù)翻譯內(nèi)容，出具動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)鏈條，對(duì)翻譯結(jié)果進(jìn)行量化評(píng)定，使學(xué)生更快地從中厘清重點(diǎn)、難點(diǎn)，并結(jié)合不同的知識(shí)模塊展開(kāi)針對(duì)性補(bǔ)充練習(xí)。
(四)口語(yǔ)對(duì)話(huà)———應(yīng)用人工智能機(jī)器人展開(kāi)一對(duì)一對(duì)話(huà)高校教育階段，英語(yǔ)教學(xué)的最終訴求在于實(shí)際語(yǔ)言應(yīng)用能力的構(gòu)建，因此，口語(yǔ)對(duì)話(huà)練習(xí)成為貫穿教學(xué)始終的必要環(huán)節(jié)，關(guān)系著學(xué)生最終能否將課堂學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化為語(yǔ)言應(yīng)用基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，在很大程度上打破了以往英語(yǔ)課堂中對(duì)話(huà)組織困難的僵局，學(xué)生可通過(guò)與人工智能機(jī)器人建立起一對(duì)一的對(duì)話(huà)關(guān)系，來(lái)解決師資有限而同學(xué)指導(dǎo)能力不足的問(wèn)題，同時(shí)取得訓(xùn)練成效與查漏補(bǔ)缺成效。學(xué)生在進(jìn)行線(xiàn)上自主練習(xí)時(shí)，可根據(jù)想要練習(xí)的方向設(shè)置關(guān)鍵詞或主題，再將人工智能機(jī)器人作為對(duì)話(huà)對(duì)象，圍繞主題展開(kāi)聊天式對(duì)話(huà)，從而達(dá)到口語(yǔ)訓(xùn)練目的，同時(shí)還可避免與真人對(duì)話(huà)時(shí)羞于啟齒的情況，有助于在放松狀態(tài)下激發(fā)出更良好的表達(dá)水平[8]。線(xiàn)下課堂教學(xué)中，同樣可利用人工智能機(jī)器人來(lái)催化練習(xí)效果，例如，在組織小組口語(yǔ)練習(xí)時(shí)，為避免話(huà)題匱乏、接話(huà)困難的情況，可利用智能機(jī)器人來(lái)提供一些固定的框架或句式搭配，并根據(jù)不同成員的薄弱點(diǎn)，對(duì)對(duì)話(huà)的層級(jí)與難度進(jìn)行適當(dāng)智能化調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)話(huà)練習(xí)效果的提升。
(一)完善教學(xué)管理系統(tǒng)，拓寬混合式教學(xué)范圍無(wú)論是人工智能技術(shù)還是混合式教學(xué)模式的利用，都需要以完善的教學(xué)管理系統(tǒng)作為依托，才能夠最大限度發(fā)揮其價(jià)值與成效，真正在教育工作中起到支持作用。因此，在構(gòu)建高校英語(yǔ)混合式教學(xué)模式的同時(shí)，還需要緊密結(jié)合內(nèi)部教學(xué)需求與教學(xué)現(xiàn)狀，組織校內(nèi)各部門(mén)共同參與到教學(xué)管理工作中來(lái)，積極發(fā)揮監(jiān)督與合作職能，在尋求改革發(fā)展契機(jī)的同時(shí)進(jìn)一步拓寬混合式教學(xué)的應(yīng)用范圍[9]。一方面，打造以融入人工智能技術(shù)為核心的混合式教學(xué)
方案
，將其應(yīng)用于英語(yǔ)教學(xué)工作當(dāng)中，動(dòng)態(tài)化觀察各階段教學(xué)成果，并用作后期修改教學(xué)管理方向的依據(jù)，同時(shí)積極舉辦教學(xué)比賽及教學(xué)研討會(huì)議，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)方案中的問(wèn)題所在;另一方面，將混合教學(xué)范圍逐步擴(kuò)大，如嘗試通過(guò)校外拓展實(shí)踐來(lái)探索人工智能的新應(yīng)用渠道，同時(shí)建立綜合線(xiàn)上、線(xiàn)下兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)指標(biāo)的教學(xué)反饋體系，以便于及時(shí)由反饋體系當(dāng)中獲取新的教學(xué)動(dòng)向，并由此探索更利于發(fā)展的新模式?？梢哉f(shuō)，人工智能背景下的英語(yǔ)混合式教學(xué)，是以完善的教學(xué)管理系統(tǒng)為先導(dǎo)的，必須要不斷地對(duì)教學(xué)管理系統(tǒng)進(jìn)行完善，有效地拓展并延伸混合教學(xué)范圍，才能夠最大化地提升混合式英語(yǔ)教學(xué)的實(shí)際意義，真正促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升，為學(xué)生的成長(zhǎng)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(二)優(yōu)化課件制作體系，突出合作互動(dòng)功能除混合式教學(xué)方法的應(yīng)用外，英語(yǔ)教學(xué)課件的制作也直接影響著最終教學(xué)成效。為突出人工智能技術(shù)的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，在后期英語(yǔ)混合式教學(xué)課件的制作中，可進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程中的合作與互動(dòng)，通過(guò)留置更大的交互空間來(lái)激發(fā)個(gè)體的主觀能動(dòng)性，從而達(dá)到強(qiáng)化訓(xùn)練效果的目的。一方面，高?？山M建精于網(wǎng)課制作的教師隊(duì)伍，在分析人工智能教學(xué)數(shù)據(jù)、總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，盡可能地豐富素材、去粗取精，使學(xué)生在線(xiàn)上學(xué)習(xí)中獲得更優(yōu)體驗(yàn);積極打造線(xiàn)上精品網(wǎng)課，帶給學(xué)生專(zhuān)業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容，使之可以從中收獲知識(shí)的積累和能力的提升，此外還可以將精品網(wǎng)課作為范本在其他高校進(jìn)行推廣，這既可以進(jìn)行課程推廣還能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)術(shù)交流，以此來(lái)更好地強(qiáng)化課件制作效果;另一方面，在線(xiàn)下課件的制作中，更多地增加由學(xué)生作為主導(dǎo)的實(shí)踐板塊，如互動(dòng)對(duì)話(huà)環(huán)節(jié)、實(shí)時(shí)翻譯環(huán)節(jié)等，從根源上提高學(xué)生在混合式課堂中的參與度[10]?？偠灾谌斯ぶ悄鼙尘跋拢e極開(kāi)展英語(yǔ)混合式教學(xué)，必須要以?xún)?yōu)質(zhì)課件制作體系為先導(dǎo)，以課件優(yōu)勢(shì)來(lái)促進(jìn)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的吸收，這樣有助于最大化發(fā)揮混合式英語(yǔ)教學(xué)的意義，強(qiáng)化教學(xué)實(shí)效性。
(三)重建教學(xué)評(píng)價(jià)制度，設(shè)置多元考核指標(biāo)在混合式教學(xué)模式踐行基礎(chǔ)上，可通過(guò)重建教學(xué)評(píng)價(jià)制度、設(shè)置多元化考核指標(biāo)來(lái)進(jìn)一步倒逼教學(xué)質(zhì)量的提升。例如，除了平時(shí)表現(xiàn)，期末考試成績(jī)作為基礎(chǔ)考核以外，可另外增加線(xiàn)上教學(xué)評(píng)價(jià)板塊，即將學(xué)生在線(xiàn)資源學(xué)習(xí)情況、線(xiàn)上線(xiàn)下課堂活躍度以及師生互動(dòng)情況等都納入評(píng)價(jià)考核范圍。借助人工智能技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將學(xué)生的學(xué)習(xí)情況細(xì)化為多個(gè)考核內(nèi)容，如聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)能力的構(gòu)建情況等，從而保證考核結(jié)果更加公正、有效，能夠真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及英語(yǔ)應(yīng)用水平，并幫助學(xué)生完成針對(duì)性改進(jìn)。此外，為了進(jìn)一步延伸教學(xué)評(píng)價(jià)效果，可以通過(guò)線(xiàn)上師生互評(píng)、學(xué)生互評(píng)、小組評(píng)價(jià)、學(xué)生自我評(píng)價(jià)等方式來(lái)實(shí)施多元化評(píng)價(jià)，這樣通過(guò)多維度、多元化的混合式評(píng)價(jià)，有助于實(shí)現(xiàn)最真實(shí)、最客觀、最全面的教學(xué)評(píng)價(jià)，能夠全面衡量教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，以便于為后續(xù)的教學(xué)改進(jìn)創(chuàng)造基礎(chǔ)。
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作者：王欣 單位：陜西警官職業(yè)學(xué)院
機(jī)器人論文題目篇一
摘要：本文首先概括了測(cè)量機(jī)器人的發(fā)展歷史和特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工程實(shí)踐，對(duì)測(cè)量機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了較深入詳細(xì)的論述，最后測(cè)量機(jī)器人的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵字：測(cè)量機(jī)器人;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)
1引言
隨著我國(guó)各項(xiàng)建設(shè)的快速發(fā)展，各種大型工程項(xiàng)目的建設(shè)和大型工程建筑物越來(lái)越多,因此，對(duì)大型工程建筑物進(jìn)行變形和穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)就愈加重要，有關(guān)變形監(jiān)測(cè)的方法隨著新儀器、新技術(shù)的出現(xiàn)而不斷發(fā)展。測(cè)量機(jī)器人(measurementrobot，或稱(chēng)測(cè)地機(jī)器人，georobot)就是一種能代替人進(jìn)行自動(dòng)搜索、跟蹤、辨識(shí)和精確照準(zhǔn)目標(biāo)并獲取角度、距離、三維坐標(biāo)以及影像等信息的智能型電子全站儀，它可以連續(xù)跟蹤目標(biāo)測(cè)量，或按照已經(jīng)設(shè)定的程序自動(dòng)重復(fù)測(cè)量多個(gè)目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化、智能化。尤其在小尺度局部坐標(biāo)測(cè)量當(dāng)中，測(cè)量精度高、靈活機(jī)動(dòng)、快速便捷、無(wú)接觸等方面，有著其它測(cè)量技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文概要介紹測(cè)量機(jī)器人發(fā)展和應(yīng)用。
2測(cè)量機(jī)器人發(fā)展
測(cè)量機(jī)器人是在電子經(jīng)緯儀和紅外測(cè)距儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其研究與發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段：
20世紀(jì)70年代中期到80年代中期，電子經(jīng)緯儀和紅外測(cè)距儀已走向成熟，并得到迅速推廣和應(yīng)用，但存在生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、非自動(dòng)化等缺點(diǎn)。為提高生產(chǎn)效率，一些研究機(jī)構(gòu)和廠(chǎng)家進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，1983年，教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組成功研制出由視覺(jué)經(jīng)緯儀改制而成的組合式測(cè)量機(jī)器人，用于煤礦的邊坡監(jiān)測(cè)，可同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)幾百個(gè)變形目標(biāo)點(diǎn)，但其集成度不高，精度較低。
20世紀(jì)80年代中期到90年代中期是測(cè)量機(jī)器人的逐步發(fā)展期，leica公司推出了多種系列測(cè)量機(jī)器人，它除集成了電子經(jīng)緯儀、步進(jìn)馬達(dá)、紅外測(cè)距儀、ccd傳感器、微處理器和存儲(chǔ)器以外，最主要的是采用了自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了普通棱鏡的長(zhǎng)距離的自動(dòng)識(shí)別與精確照準(zhǔn)，使測(cè)量機(jī)器人迅速?gòu)氖覂?nèi)的工業(yè)測(cè)量走向了野外工程測(cè)量。
20世紀(jì)90年代以來(lái)則是測(cè)量機(jī)器人全面應(yīng)用與發(fā)展的年代。測(cè)量機(jī)器人配套了測(cè)量軟件系統(tǒng)，并可提供全面的二次開(kāi)發(fā)工具和方法，基于測(cè)量機(jī)器人的各種應(yīng)用與開(kāi)發(fā)在世界范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展和推廣。
3測(cè)量機(jī)器人的特點(diǎn)
測(cè)量機(jī)器人具有無(wú)人值守，全自動(dòng)(定時(shí)或連續(xù))長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)精度高，時(shí)處理，可靠性高等特點(diǎn)。測(cè)量機(jī)器人主要計(jì)算機(jī)與全站儀的通訊模塊、學(xué)習(xí)測(cè)量模塊、自動(dòng)測(cè)量模塊和成果輸出模塊等幾部分構(gòu)成。計(jì)算機(jī)與全站儀的通訊模塊是實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化的一個(gè)最基本的功能模塊，它的主要功能是解決計(jì)算機(jī)與全站儀之間的雙向數(shù)據(jù)通訊，人工操作計(jì)算機(jī)來(lái)向儀器發(fā)出指令，儀器執(zhí)行相應(yīng)的操作后返回給計(jì)算機(jī)一些相應(yīng)的信息，從而來(lái)完成整個(gè)通訊過(guò)程。學(xué)習(xí)測(cè)量模塊使測(cè)量機(jī)器人根據(jù)已有的數(shù)據(jù)，使其具有記憶的功能，將測(cè)量原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并在以后的自動(dòng)測(cè)量中調(diào)用數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化的重復(fù)觀測(cè)，得到不同時(shí)刻觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，該模塊為以后的自動(dòng)測(cè)量模塊提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。自動(dòng)測(cè)量模塊功能主要是根據(jù)用戶(hù)的設(shè)定，根據(jù)學(xué)習(xí)測(cè)量的數(shù)據(jù)，定時(shí)對(duì)特定點(diǎn)位進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，自動(dòng)存儲(chǔ)測(cè)量成果，包括原始數(shù)據(jù)和經(jīng)過(guò)差分改正后的數(shù)據(jù)，從而得到不同變形點(diǎn)位的變形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)多期觀測(cè)值的累積同首期觀測(cè)值之間的比較差值就可以得到不同點(diǎn)在不同周期下的變形趨勢(shì)。成果輸出模塊可以提供變形量報(bào)表、不同周期的變形量趨勢(shì)圖等資料，使得變形成果資料更加生動(dòng)和能夠滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。
4測(cè)量機(jī)器人的應(yīng)用
利用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)跟蹤目標(biāo)、時(shí)時(shí)測(cè)量的特點(diǎn)，在測(cè)繪工程和工業(yè)測(cè)量中等均有重要應(yīng)用。
邊坡(包括自然邊坡和人工邊坡)因受地質(zhì)產(chǎn)狀、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水、人工擾動(dòng)和地震等因素的綜合影響，造成邊坡失穩(wěn)，從而產(chǎn)生滑坡、崩坍、變形失穩(wěn)、泥石流、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，這些地質(zhì)災(zāi)害是目前安全生產(chǎn)的最大隱患，目前廣東、四川等一些雨水較多的省份已經(jīng)利用測(cè)量機(jī)器人成功對(duì)邊坡進(jìn)行有效和精確的變形監(jiān)測(cè)。
在道路路基施工和路面施工中，利用測(cè)量機(jī)器人時(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，可以隨時(shí)得到施工點(diǎn)的平面位置和施工標(biāo)高，而知道該點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，就可以得到該點(diǎn)處的填挖高度，從而使道路施工的動(dòng)態(tài)控制成為可能。大大提高施工效率和精度，減輕測(cè)?咳嗽鋇睦投慷齲?實(shí)現(xiàn)了道路測(cè)量與施工的自動(dòng)化、一體化、程序化。
測(cè)量機(jī)器人己經(jīng)成為大跨度橋梁施工過(guò)程中進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)和控制的主要工具。在大跨度橋梁結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，由于橋梁結(jié)構(gòu)的空間位置隨施工進(jìn)展不斷發(fā)生變化，要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)和多次的體系轉(zhuǎn)換過(guò)程，若同時(shí)考慮到施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)自重、施工荷載以及混凝土材料的收縮、徐變、材質(zhì)特性的不穩(wěn)定性和周?chē)h(huán)境溫度變換等因素的影響，使得施工過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)各個(gè)施工階段的變形不斷發(fā)生變化，這些因素均將在不同程度上影響成橋目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并可能導(dǎo)致橋梁合攏困難、成橋線(xiàn)形與設(shè)計(jì)要求不符等問(wèn)題。所以在其施工階段就需要對(duì)橋梁施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，除保證施工質(zhì)量和安全外，同時(shí)也為橋梁的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)階段的維護(hù)管理留下寶貴的參數(shù)資料。
在地鐵隧道變形監(jiān)測(cè)中，通過(guò)自動(dòng)化測(cè)量機(jī)器人監(jiān)測(cè)設(shè)備系統(tǒng)，把在外力作用下地鐵隧道變化數(shù)據(jù)傳送至控制器或儀器內(nèi)，通過(guò)處理軟件，計(jì)算斷面收斂量，再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，使有關(guān)各方隨時(shí)掌握地鐵隧道收斂情況和規(guī)律，可有效保障地鐵的安全運(yùn)行。
跨斷層連續(xù)變形監(jiān)測(cè)，斷層形變與地震的孕育過(guò)程直接相管，用本系統(tǒng)作跨斷層高精度測(cè)距和變形監(jiān)測(cè)可望作為短臨地震預(yù)報(bào)的一種新的研究和預(yù)報(bào)手段，為防震減災(zāi)作出貢獻(xiàn)。測(cè)量機(jī)器人的多目標(biāo)、高精度、、全自動(dòng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)報(bào)警等全部?jī)?yōu)異性能,在這里可以得到充分的發(fā)揮，再與其他短臨預(yù)報(bào)手段配合，有可能取得積極成果。
測(cè)量機(jī)器人系統(tǒng)也可廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)、造船等部門(mén)的工業(yè)測(cè)量和變形觀測(cè)。如在容量計(jì)量領(lǐng)域，可用于船舶液艙或其它大容量量器的內(nèi)部三維坐標(biāo)點(diǎn)的自動(dòng)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理。
5、國(guó)內(nèi)測(cè)量機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀
我國(guó)國(guó)內(nèi)測(cè)量機(jī)器人的引進(jìn)方面與國(guó)際幾乎同步，但由于經(jīng)濟(jì)和缺乏前期研究等方面的原因，其工程應(yīng)用略落后于國(guó)外，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及大規(guī)模工程建設(shè)的需要，國(guó)內(nèi)購(gòu)買(mǎi)測(cè)量機(jī)器人的單位日益增多，但其應(yīng)用狀況和使用效果有待改善。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
1、測(cè)量機(jī)器人國(guó)外配套軟件價(jià)格較高，且不符合中國(guó)國(guó)家規(guī)范或行業(yè)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，很多單位僅購(gòu)買(mǎi)測(cè)量機(jī)器人，沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)軟件，測(cè)量機(jī)器人不能發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)。因此研究開(kāi)發(fā)符合中國(guó)國(guó)情的測(cè)量機(jī)器人通用系列化自主軟件是目前國(guó)內(nèi)的迫切需要，有較廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。
2、雖然測(cè)量機(jī)器人工程應(yīng)用日益廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，但由于測(cè)量機(jī)器人的出現(xiàn)時(shí)間較短，我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)測(cè)量機(jī)器人應(yīng)用的參照條款較少或比較落后。因此對(duì)測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)化測(cè)量的作業(yè)方法、流程、質(zhì)量控制、成果管理、精度分析等方面要進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，并得出有益的結(jié)論，設(shè)立規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工程生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。
6、測(cè)量機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)
測(cè)量機(jī)器人自進(jìn)入全面應(yīng)用與發(fā)展期以來(lái)，其應(yīng)用研究已比較深入和成熟，但各科研機(jī)構(gòu)和廠(chǎng)家對(duì)測(cè)量機(jī)器人的基礎(chǔ)研究并沒(méi)有停止，生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)測(cè)量機(jī)器人產(chǎn)品也在不斷進(jìn)行革新和改進(jìn)。展望21世紀(jì)，測(cè)量機(jī)器人將在以下方面得到顯著發(fā)展。
測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。未來(lái)的測(cè)量機(jī)器人不需要合作目標(biāo)，將可根據(jù)物體的特征點(diǎn)、紋理、輪廓線(xiàn)，用影像處理的方法進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、匹配和照準(zhǔn)目標(biāo)，采用空間前方交匯的原理獲取物體的三維坐標(biāo)及形狀。測(cè)量機(jī)器人將與gps、gis技術(shù)集成，成為快速獲取被測(cè)物體信息的重要儀器。多傳感器集成系統(tǒng)及混合測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，可望在大區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。
7結(jié)束語(yǔ)
測(cè)量機(jī)器人技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的自動(dòng)化測(cè)量技術(shù),在各種工程監(jiān)測(cè)、地震、地災(zāi)等方面具有高效、快速、省時(shí)省力等諸多優(yōu)勢(shì),是測(cè)繪行業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)方向。再加之具有完備的數(shù)據(jù)處理軟件功能,經(jīng)實(shí)踐證明,測(cè)量機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用前景是非常廣闊的。
參考文獻(xiàn)：
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機(jī)器人論文題目篇二
人工智能(artificial intelligence),英文縮寫(xiě)為ai，也稱(chēng)機(jī)器智能?！叭斯ぶ悄堋币辉~最初是在1956年的dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性學(xué)科。從計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的角度出發(fā)，人工智能是研究如何制造智能機(jī)器或智能系統(tǒng)來(lái)模擬人類(lèi)智能活動(dòng)的能力，以延伸人們智能的科學(xué)。
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能與人類(lèi)智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。人工智能的發(fā)展史是和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的，目前能夠用來(lái)研究人工智能的主要物質(zhì)手段以及能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能技術(shù)的機(jī)器就是計(jì)算機(jī),人工智能在21世紀(jì)必將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類(lèi)生活做出更大的貢獻(xiàn)。
事物的發(fā)展都是曲折的，人工智能的發(fā)展也是如此。人工智能的發(fā)展歷程大致可以劃分為以下五個(gè)階段：
第一階段:20世紀(jì)50年代，人工智能的興起和冷落。人工智能概念在1956年首次提出后，相繼出現(xiàn)了一批顯著的成果，如機(jī)器定理證明、跳棋程序、通用問(wèn)題s求解程序、lisp表處理語(yǔ)言等。但是由于消解法推理能力有限以及機(jī)器翻譯等的失敗，使人工智能走入了低谷。這一階段的特點(diǎn)是重視問(wèn)題求解的方法，而忽視了知識(shí)的重要性。
第二階段:60年代末到70年代，專(zhuān)家系統(tǒng)出現(xiàn)，使人工智能研究出現(xiàn)新高潮。dendral化學(xué)質(zhì)譜分析系統(tǒng)、mycin疾病診斷和治療系統(tǒng)、prospectior探礦系統(tǒng)、hearsay-ii語(yǔ)音理解系統(tǒng)等專(zhuān)家系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)，將人工智能引向了實(shí)用化。并且，1969年成立了國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)議(international joint conferences onartificial intelligence 即ijcai)。
第三階段:80年代，隨著第五代計(jì)算機(jī)的研制，人工智能得到了飛速的發(fā)展。日本在1982年開(kāi)始了“第五代計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃”，即“知識(shí)信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)kips”，其目的是使邏輯推理達(dá)到數(shù)值運(yùn)算那么快。雖然此計(jì)劃最終失敗，但它的開(kāi)展形成了一股研究人工智能的熱潮。
第四階段:80年代末，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展,。1987年，美國(guó)召開(kāi)第一次神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議，宣告了這一新學(xué)科的誕生。此后，各國(guó)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的投資逐漸增加，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展起來(lái)。
第五階段:90年代，人工智能出現(xiàn)新的研究高潮。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是國(guó)際互連網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人工智能開(kāi)始由單個(gè)智能主體研究轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式人工智能研究。不僅研究基于同一目標(biāo)的分布式問(wèn)題求解，而且研究多個(gè)智能主體的多目標(biāo)問(wèn)題求解，將人工智能更面向?qū)嵱谩Ａ硗?，由于hopfield多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的提出，使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究與應(yīng)用出現(xiàn)了欣欣向榮的景象。
1、人工智能在管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理的意義主要不在于提高效率,而是用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人們非常需要做,但工業(yè)工程信息技術(shù)是靠人工卻做不了或是很難做到的事情。把人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中,以數(shù)據(jù)管理和處理為中心,圍繞企業(yè)的核心業(yè)務(wù)和主導(dǎo)流程建立若干個(gè)主題數(shù)據(jù)庫(kù),而所有的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該圍繞主題數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)建立和運(yùn)行。也就是說(shuō)，將企業(yè)各部門(mén)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集成管理,搭建人工智能的應(yīng)用平臺(tái),使之成為企業(yè)管理與決策中的關(guān)鍵因子，這些正體現(xiàn)了人工智能在企業(yè)管理中的巨大價(jià)值。
2、人工智能在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用
人工智能在地質(zhì)勘探、石油化工等工程領(lǐng)域也發(fā)揮著非常重要的作用。早在1978年，美國(guó)斯坦福國(guó)際研究所就研發(fā)制成礦藏勘探和評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)“prospector”,該系統(tǒng)用于勘探評(píng)價(jià)、區(qū)域資源估值和鉆井井位選擇等,是工程領(lǐng)域的首個(gè)人工智能專(zhuān)家系統(tǒng),其發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鉬礦沉積,價(jià)值超過(guò)1億美元。
3、人工智能在技術(shù)研究中的應(yīng)用
人工智能在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用可謂由來(lái)已久。隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全已經(jīng)成了人們關(guān)心的重點(diǎn),因此必須在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的改進(jìn)和變更,大力發(fā)展數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工免疫技術(shù)等高效的ai技術(shù),開(kāi)發(fā)更高級(jí)的ai通用與專(zhuān)用語(yǔ)言和應(yīng)用環(huán)境以及開(kāi)發(fā)專(zhuān)用機(jī)器,而人工智能技術(shù)則為其提供了一定的可能。
人工智能的近期研究目標(biāo)在于建造智能計(jì)算機(jī)，用以代替人類(lèi)去從事各種復(fù)雜的腦力勞動(dòng)。正是根據(jù)這一近期研究目標(biāo)，人們才把人工智能理解為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。當(dāng)然，人工智能還有它的遠(yuǎn)期研究目標(biāo)，即探究人類(lèi)智能和機(jī)器智能的基本原理，研究用自動(dòng)機(jī)(automata)模擬人類(lèi)的思維過(guò)程和智能行為。這個(gè)長(zhǎng)期目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇，幾乎涉及自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的所有學(xué)科。如今，人工智能已經(jīng)進(jìn)入了21世紀(jì)，其必將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類(lèi)生活做出更大的貢獻(xiàn)。但是，從人工智能目前的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，其研究也存在一定的問(wèn)題，這些主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
1、宏觀與微觀隔離
一方面是 哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維科學(xué)和 心理學(xué)等學(xué)科所研究的智能層次太高、太抽象;另一方面是人工智能邏輯符號(hào)、神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)和行為主義所研究的智能層次太低。這兩方面之間相距太遠(yuǎn)，中間還有許多層次尚待研究，目前還無(wú)法把宏觀與微觀有機(jī)地結(jié)合起來(lái)和相互滲透。
2、全局與局部割裂
人工智能是腦系統(tǒng)的整體效應(yīng)，有著豐富的層次和多個(gè)側(cè)面。但是，符號(hào)主義只抓住人腦的抽象思維特性;連接主義只模仿人的形象思維特性;行為主義則著眼于人類(lèi)智能行為特性及其進(jìn)化過(guò)程。這就導(dǎo)致了三者之間存在著明顯的局限性。因此，必須從多層次、多因素、多維和全局觀點(diǎn)來(lái)研究人工智能，才能克服上述局限。
3、理論與實(shí)際脫節(jié)
大腦的實(shí)際 工作，在宏觀上已知道不少;但是智能的千姿百態(tài)，變幻莫測(cè)，復(fù)雜的難以理出頭緒。在微觀上，我們對(duì)大腦的工作機(jī)制知之甚少，似是而非，這也使我們難以找出規(guī)律。在這種背景下提出的各種人工智能理論，只 是部分人的主觀猜想，能在某些方面表現(xiàn)出“智能”就已經(jīng)算是相當(dāng)?shù)某晒Α?BR> 人工智能一直處于 計(jì)算機(jī)技術(shù)的前沿，其研究的理論和發(fā)現(xiàn)在很大程度上將決定計(jì)算機(jī)技術(shù)的 發(fā)展方向。人工智能研究與 應(yīng)用雖取得了不少成果，但離全面推廣應(yīng)用還有很大的距離，還有許多問(wèn)題有待解決，且需要多學(xué)科的研究專(zhuān)家共同合作。因此，要想從根本上了解人腦的結(jié)構(gòu)和功能，完成人工智能的研究任務(wù)，就必須去尋找和建立更新的人工智能框架和理論體系，進(jìn)而為人工智能的進(jìn)一步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。我們堅(jiān)信在不久的將來(lái)，人工智能技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展必將會(huì)給人們的生活、工作和 教育等帶來(lái)更大的影響。
機(jī)器人論文題目篇三
【摘要】文章介紹了機(jī)器人的定義，闡述了智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，最后展望了智能機(jī)器人今后的發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】智能機(jī)器人;信息融合;智能控制
自機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，人們就很難對(duì)機(jī)器人下一個(gè)準(zhǔn)確的定義，歐美國(guó)家認(rèn)為機(jī)器人應(yīng)該是“由計(jì)算機(jī)控制的通過(guò)編程具有可以變更的多功能的自動(dòng)機(jī)械”;日本學(xué)者認(rèn)為“機(jī)器人就是任何高級(jí)的自動(dòng)機(jī)械”，我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。”目前國(guó)際上對(duì)機(jī)器人的概念已經(jīng)漸趨一致，聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)(ria：robotinstituteofamerica)于1979年給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的，用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī);或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)系統(tǒng)。”概括說(shuō)來(lái)，機(jī)器人是靠自身動(dòng)和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。
隨著社會(huì)發(fā)展的需要和機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，人們對(duì)智能機(jī)器人的要求也越來(lái)越高。智能機(jī)器人所處的環(huán)境往往是未知的、難以預(yù)測(cè)的，在研究這類(lèi)機(jī)器人的過(guò)程中，主要涉及到以下關(guān)鍵技術(shù)：
(1)多傳感器信息融合。多傳感器信息融合技術(shù)是近年來(lái)十分熱門(mén)的研究課題，它與控制理論、信號(hào)處理、人工智能、概率和統(tǒng)計(jì)相結(jié)合，為機(jī)器人在各種復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、不確定和未知的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)提供了一種技術(shù)解決途徑。機(jī)器人所用的傳感器有很多種，根據(jù)不同用途分為內(nèi)部測(cè)量傳感器和外部測(cè)量傳感器兩大類(lèi)。內(nèi)部測(cè)量傳感器用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人組成部件的內(nèi)部狀態(tài)，包括：特定位置、角度傳感器;任意位置、角度傳感器;速度、角度傳感器;加速度傳感器;傾斜角傳感器;方位角傳感器等。外部傳感器包括：視覺(jué)(測(cè)量、認(rèn)識(shí)傳感器)、觸覺(jué)(接觸、壓覺(jué)、滑動(dòng)覺(jué)傳感器)、力覺(jué)(力、力矩傳感器)、接近覺(jué)(接近覺(jué)、距離傳感器)以及角度傳感器(傾斜、方向、姿式傳感器)。多傳感器信息融合就是指綜合來(lái)自多個(gè)傳感器的感知數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生更可靠、更準(zhǔn)確或更全面的信息。經(jīng)過(guò)融合的多傳感器系統(tǒng)能夠更加完善、精確地反映檢測(cè)對(duì)象的特性，消除信息的不確定性，提高信息的可靠性。融合后的多傳感器信息具有以下特性：冗余性、互補(bǔ)性、實(shí)時(shí)性和低成本性。目前多傳感器信息融合方法主要有貝葉斯估計(jì)、卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換等。
(2)導(dǎo)航與定位。在機(jī)器人系統(tǒng)中，自主導(dǎo)航是一項(xiàng)核心技術(shù)，是機(jī)器人研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。導(dǎo)航的基本任務(wù)有3點(diǎn)：一是基于環(huán)境理解的全局定位：通過(guò)環(huán)境中景物的理解，識(shí)別人為路標(biāo)或具體的實(shí)物，以完成對(duì)機(jī)器人的定位，為路徑規(guī)劃提供素材;二是目標(biāo)識(shí)別和障礙物檢測(cè)：實(shí)時(shí)對(duì)障礙物或特定目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性;三是安全保護(hù)：能對(duì)機(jī)器人工作環(huán)境中出現(xiàn)的障礙和移動(dòng)物體作出分析并避免對(duì)機(jī)器人造成的損傷。機(jī)器人有多種導(dǎo)航方式，根據(jù)環(huán)境信息的完整程度、導(dǎo)航指示信號(hào)類(lèi)型等因素的不同，可以分為基于地圖的導(dǎo)航、基于創(chuàng)建地圖的導(dǎo)航和無(wú)地圖的導(dǎo)航3類(lèi)。根據(jù)導(dǎo)航采用的硬件的不同，可將導(dǎo)航系統(tǒng)分為視覺(jué)導(dǎo)航和非視覺(jué)傳感器組合導(dǎo)航。視覺(jué)導(dǎo)航是利用攝像頭進(jìn)行環(huán)境探測(cè)和辨識(shí)，以獲取場(chǎng)景中絕大部分信息。目前視覺(jué)導(dǎo)航信息處理的內(nèi)容主要包括：視覺(jué)信息的壓縮和濾波、路面檢測(cè)和障礙物檢測(cè)、環(huán)境特定標(biāo)志的識(shí)別、三維信息感知與處理。非視覺(jué)傳感器導(dǎo)航是指采用多種傳感器共同工作，如探針式、電容式、電感式、力學(xué)傳感器、雷達(dá)傳感器、光電傳感器等，用來(lái)探測(cè)環(huán)境，對(duì)機(jī)器人的位置、姿態(tài)、速度和系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控，感知機(jī)器人所處工作環(huán)境的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，使得機(jī)器人相應(yīng)的工作順序和操作內(nèi)容能自然地適應(yīng)工作環(huán)境的變化，有效地獲取內(nèi)外部信息。
(3)路徑規(guī)劃。路徑規(guī)劃技術(shù)是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。最優(yōu)路徑規(guī)劃就是依據(jù)某個(gè)或某些優(yōu)化準(zhǔn)則(如工作代價(jià)最小、行走路線(xiàn)最短、行走時(shí)間最短等)，在機(jī)器人工作空間中找到一條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)、可以避開(kāi)障礙物的最優(yōu)路徑。路徑規(guī)劃方法大致可以分為傳統(tǒng)方法和智能方法兩種。傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法主要有以下幾種：自由空間法、圖搜索法、柵格解耦法、人工勢(shì)場(chǎng)法。大部分機(jī)器人路徑規(guī)劃中的全局規(guī)劃都是基于上述幾種方法進(jìn)行的，但這些方法在路徑搜索效率及路徑優(yōu)化方面有待于進(jìn)一步改善。人工勢(shì)場(chǎng)法是傳統(tǒng)算法中較成熟且高效的規(guī)劃方法，它通過(guò)環(huán)境勢(shì)場(chǎng)模型進(jìn)行路徑規(guī)劃，但是沒(méi)有考察路徑是否最優(yōu)。智能路徑規(guī)劃方法是將遺傳算法、模糊邏輯以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能方法應(yīng)用到路徑規(guī)劃中，來(lái)提高機(jī)器人路徑規(guī)劃的避障精度，加快規(guī)劃速度，滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需要。其中應(yīng)用較多的算法主要有模糊方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、q學(xué)習(xí)及混合算法等，這些方法在障礙物環(huán)境已知或未知情況下均已取得一定的研究成果。
(4)機(jī)器人視覺(jué)。視覺(jué)系統(tǒng)是自主機(jī)器人的重要組成部分，一般由攝像機(jī)、圖像采集卡和計(jì)算機(jī)組成。機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的工作包括圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出和顯示，核心任務(wù)是特征提取、圖像分割和圖像辨識(shí)。而如何精確高效的處理視覺(jué)信息是視覺(jué)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題。目前視覺(jué)信息處理逐步細(xì)化，包括視覺(jué)信息的壓縮和濾波、環(huán)境和障礙物檢測(cè)、特定環(huán)境標(biāo)志的識(shí)別、三維信息感知與處理等。其中環(huán)境和障礙物檢測(cè)是視覺(jué)信息處理中最重要、也是最困難的過(guò)程。機(jī)器人視覺(jué)是其智能化最重要的標(biāo)志之一，對(duì)機(jī)器人智能及控制都具有非常重要的意義。目前國(guó)內(nèi)外都在大力研究，并且已經(jīng)有一些系統(tǒng)投入使用。
(5)智能控制。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于無(wú)法精確解析建模的物理對(duì)象以及信息不足的病態(tài)過(guò)程，傳統(tǒng)控制理論暴露出缺點(diǎn)，近年來(lái)許多學(xué)者提出了各種不同的機(jī)器人智能控制系統(tǒng)。機(jī)器人的智能控制方法有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、智能控制技術(shù)的融合(模糊控制和變結(jié)構(gòu)控制的融合;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和變結(jié)構(gòu)控制的融合;模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的融合;智能融合技術(shù)還包括基于遺傳算法的模糊控制方法)等。近幾年，機(jī)器人智能控制在理論和應(yīng)用方面都有較大的進(jìn)展。在模糊控制方面，y等人論證了模糊系統(tǒng)的逼近特性，首次將模糊理論用于一臺(tái)實(shí)際機(jī)器人。模糊系統(tǒng)在機(jī)器人的建模控制、對(duì)柔性臂的控制、模糊補(bǔ)償控制以及移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。在機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方面，cmca(cere-bellamodelcontrollerarticulation)應(yīng)用較早的一種控制方法，其最大特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性強(qiáng)，尤其適用于多自由度操作臂的控制。
(6)人機(jī)接口技術(shù)。智能機(jī)器人的研究目標(biāo)并不是完全取代人，復(fù)雜的智能機(jī)器人系統(tǒng)僅僅依靠計(jì)算機(jī)來(lái)控制目前是有一定困難的，即使可以做到，也由于缺乏對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力而并不實(shí)用。智能機(jī)器人系統(tǒng)還不能完全排斥人的作用，而是需要借助人機(jī)協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。因此，設(shè)計(jì)良好的人機(jī)接口就成為智能機(jī)器人研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。人機(jī)接口技術(shù)是研究如何使人方便自然地與計(jì)算機(jī)交流。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，除了最基本的要求機(jī)器人控制器有1個(gè)友好的、靈活方便的人機(jī)界面之外，還要求計(jì)算機(jī)能夠看懂文字、聽(tīng)懂語(yǔ)言、說(shuō)話(huà)表達(dá)，甚至能夠進(jìn)行不同語(yǔ)言之間的翻譯，而這些功能的實(shí)現(xiàn)又依賴(lài)于知識(shí)表示方法的研究。因此，研究人機(jī)接口技術(shù)既有巨大的應(yīng)用價(jià)值，又有基礎(chǔ)理論意義。目前，人機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)取得了顯著成果，文字識(shí)別、語(yǔ)音合成與識(shí)別、圖像識(shí)別與處理、機(jī)器翻譯等技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)用化。另外，人機(jī)接口裝置和交互技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程操作技術(shù)、通訊技術(shù)等也是人機(jī)接口技術(shù)的重要組成部分，其中遠(yuǎn)程操作技術(shù)是一個(gè)重要的研究方向。
機(jī)器人是自動(dòng)化領(lǐng)域的主題之一，人們幾十年來(lái)對(duì)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)和研究，使機(jī)器人技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步。隨著人工智能、智能控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域必將不斷擴(kuò)大，性能不斷提高，在未來(lái)的生產(chǎn)、生活、科研當(dāng)中會(huì)發(fā)揮更重要的作用。
參考文獻(xiàn)
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機(jī)器人論文題目篇四
[摘要]隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,世界各國(guó)都認(rèn)識(shí)到,培養(yǎng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與操作人才的重要性。因此,紛紛出臺(tái)政策加強(qiáng)對(duì)中小學(xué)生的機(jī)器人教育?？萍拣^作為重要的校外教育機(jī)構(gòu),也有必要在此領(lǐng)域發(fā)揮自己的作用。通過(guò)分析認(rèn)為,科技館的機(jī)器人教育應(yīng)定位于中小學(xué)機(jī)器人校內(nèi)教育的補(bǔ)充與提高,提出在建構(gòu)主義教育理論的指導(dǎo)下,以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的模式,開(kāi)展機(jī)器人俱樂(lè)部、夏令營(yíng)及機(jī)器人比賽等形式的中小學(xué)生機(jī)器人教育。
[關(guān)鍵詞]科技館中小學(xué)機(jī)器人教育建構(gòu)主義項(xiàng)目學(xué)習(xí)
自上世紀(jì)50年代以來(lái),隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也發(fā)生了日新月異的變化。雖然其初衷是為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域服務(wù),但隨著技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)需求的發(fā)展,它已對(duì)普通公眾的生活產(chǎn)生了潛移默化的影響,在醫(yī)療、教育、娛樂(lè)、交通等領(lǐng)域都能看到機(jī)器人“身影”,這也使人們愈來(lái)愈認(rèn)識(shí)到,培養(yǎng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與操作人才對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。因此,目前很多中小學(xué)校和校外機(jī)構(gòu)都開(kāi)設(shè)了機(jī)器人教育及培訓(xùn)課程,這對(duì)機(jī)器人人才儲(chǔ)備而言具有重大意義。而作為校外教育不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié),科技館在中小學(xué)機(jī)器人教育體系中理應(yīng)占據(jù)一席之地,發(fā)揮出自己的作用。那么,如何發(fā)揮呢?筆者認(rèn)為,應(yīng)在明確機(jī)器人教育的概念、厘清其發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合科學(xué)教育理論,確定合適的教育模式并加以實(shí)施。
一、機(jī)器人教育的概念
1920年,當(dāng)捷克斯洛伐克作家卡雷爾?恰佩克在他的科幻小說(shuō)《羅薩姆的機(jī)器人萬(wàn)能公司》中創(chuàng)造出“機(jī)器人(robot)”這個(gè)詞的時(shí)候,他肯定沒(méi)料到在近一個(gè)世紀(jì)之后,其小說(shuō)中讓機(jī)器人代替人類(lèi)勞動(dòng)的情節(jié)已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí),并且它們還對(duì)公眾生活產(chǎn)生了巨大的影響。
伴隨著“機(jī)器人”這個(gè)詞的誕生,社會(huì)各界一直對(duì)它的定義爭(zhēng)論不已,但是一般說(shuō)來(lái),人們都可以接受這種說(shuō)法,即機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義:“一種可編程和多功能的,用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī);或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)系統(tǒng)?！?BR> 那么,什么是“機(jī)器人教育”呢?根據(jù)目前被廣泛采用的彭紹東教授的定義,“機(jī)器人教育”就是學(xué)習(xí)、利用機(jī)器人,優(yōu)化教育效果及師生勞動(dòng)方式的理論與實(shí)踐。
彭教授根據(jù)機(jī)器人在教學(xué)中扮演的角色,把機(jī)器人教育分為五大類(lèi):
(1)機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(robotsubjectinstruction,簡(jiǎn)稱(chēng)rsi);
(2)機(jī)器人輔助教學(xué)(robot―assistedinstruction,簡(jiǎn)稱(chēng)rai);
(3)機(jī)器人管理教學(xué)(robot――managedinstruction,簡(jiǎn)稱(chēng)rmi);
(4)機(jī)器人代理(師生)事務(wù)(robot―representedroutine,簡(jiǎn)稱(chēng)rrr);
(5)機(jī)器人主持教學(xué)(robot――directedinstruction,簡(jiǎn)稱(chēng)rdi)。
國(guó)內(nèi)外目前所開(kāi)展的主要是前兩個(gè)類(lèi)型,即機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(rsi)和機(jī)器人輔助教學(xué)(rai)。前者是指以機(jī)器人為對(duì)象進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的內(nèi)容是“機(jī)器人學(xué)科”;而后者指的是以機(jī)器人為工具進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的內(nèi)容是“自然科學(xué)的各個(gè)學(xué)科”。由于國(guó)內(nèi)外情況的差異,我國(guó)中小學(xué)目前所開(kāi)展的機(jī)器人教育以“機(jī)器人學(xué)科教學(xué)”為主,而國(guó)外則兩種教育類(lèi)型發(fā)展較為平均,并無(wú)特殊偏重。
二、國(guó)內(nèi)外中小學(xué)機(jī)器人教育的現(xiàn)狀
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,機(jī)器人教育已經(jīng)成為中小學(xué)教育的熱點(diǎn)。在美國(guó),一般通過(guò)機(jī)器人技術(shù)課程、機(jī)器人輔助教學(xué)課程、課外活動(dòng)及機(jī)器人主題夏令營(yíng)等定期活動(dòng)來(lái)對(duì)中小學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人教育。比如,美國(guó)加利福尼亞州高中工程與技術(shù)聯(lián)盟在為高中生開(kāi)設(shè)的工程與技術(shù)選修課程中,提供了robotics課程,主要介紹機(jī)器人技術(shù)歷史,基礎(chǔ),術(shù)語(yǔ),微控制,傳感器,程序控制等方面的知識(shí);美國(guó)國(guó)家自然基金支持的項(xiàng)目“k―12教育中的機(jī)器人技術(shù)”,目的是幫助k―12教師以及其他教育者開(kāi)發(fā)或改進(jìn)以機(jī)器人作為一種工具,來(lái)教授stem的課程和開(kāi)發(fā)機(jī)器人技術(shù)課程;印地安那州的purdue大學(xué)與lafayette學(xué)校合作,在5至8年級(jí)學(xué)生課外活動(dòng)中開(kāi)展的robotics項(xiàng)目;carnegiemellon大學(xué)提供的針對(duì)高中生的robocamp暑期機(jī)器人
計(jì)劃
,通過(guò)八星期的課程,使學(xué)生懂得一些基本的與機(jī)器人有關(guān)的電子,機(jī)械和計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)。
在日本,其機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)超過(guò)了歐美各國(guó),這與他們對(duì)機(jī)器人教育的高度重視密不可分。他們不光在各個(gè)大學(xué)設(shè)立了機(jī)器人研究專(zhuān)業(yè),并且在中小學(xué)的教學(xué)大綱中也加進(jìn)了機(jī)器人課程。每年定期舉辦針對(duì)不同層次學(xué)生的機(jī)器人設(shè)計(jì)和制作大賽,各個(gè)學(xué)校也會(huì)在假期舉辦機(jī)器人研習(xí)營(yíng),從而形成了一個(gè)多角度、全覆蓋的機(jī)器人教育體系。
此外,英國(guó)、俄羅斯、巴西、新加坡等國(guó)也早已出臺(tái)了多項(xiàng)措施推進(jìn)本國(guó)的中小學(xué)機(jī)器人教育發(fā)展。
而我國(guó)的中小學(xué)機(jī)器人教育則起步較晚,且覆蓋面較小。2000年,北京景山學(xué)校以科研課題的形式將機(jī)器人普及教育納入到信息技術(shù)課程中,在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了中小學(xué)機(jī)器人課程教學(xué)。2001年,上海市西南位育中學(xué)、盧灣高級(jí)中學(xué)等學(xué)校開(kāi)始以“校本課程”的形式進(jìn)行機(jī)器人活動(dòng)進(jìn)課堂的探索和嘗試。2005年,哈爾濱市正式將機(jī)器人引入課堂教學(xué),在哈爾濱師大附小、60中、省實(shí)驗(yàn)中學(xué)等41所學(xué)校開(kāi)設(shè)了“人工智能與機(jī)器人”課程,用必修課形式對(duì)中小學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人科學(xué)方面的教育。
除了這些進(jìn)行正規(guī)課堂教學(xué)的學(xué)校外,有些中小學(xué)則采用興趣班、培訓(xùn)班的形式開(kāi)展機(jī)器人教育。
慶幸的是,我國(guó)政府已經(jīng)意識(shí)到中小學(xué)機(jī)器人教育的重要性,并在“課標(biāo)”中有所體現(xiàn)。如教育部在2003年4月正式頒布的《普通高中技術(shù)課程(實(shí)驗(yàn))標(biāo)準(zhǔn)》中,首次在“通用技術(shù)”科目中設(shè)立了“簡(jiǎn)易機(jī)器人制作”模塊,它是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)的平臺(tái)、將機(jī)械傳動(dòng)與單片機(jī)的應(yīng)用有機(jī)組合的一個(gè)選修課程模塊。現(xiàn)在,新的高中課程標(biāo)準(zhǔn)在“信息技術(shù)”科目中也已設(shè)立了“人工智能初步”選修模塊,這是我國(guó)高中階段開(kāi)展人工智能教育邁出的第一步。
不過(guò)值得注意的是,在我國(guó)中小學(xué)機(jī)器人教育體系中,科技館所占比例幾可忽略。我們認(rèn)為作為青少年科普的重要陣地,科技館理應(yīng)在中小學(xué)機(jī)器人教育中發(fā)揮更大的作用。
三、科技館與中小學(xué)機(jī)器人教育
1.科技館在中小學(xué)機(jī)器人教育中的定位
作為校外科普機(jī)構(gòu),科技館不可能將完成“課標(biāo)”為己任,而是應(yīng)定位于中小學(xué)機(jī)器人校內(nèi)教育的補(bǔ)充與提高。就中國(guó)的情況而言,我們認(rèn)為,補(bǔ)充的內(nèi)容應(yīng)該是校內(nèi)教育極少涉及的機(jī)器人輔助教學(xué)(rai),而提高的內(nèi)容是校內(nèi)教育已有一定基礎(chǔ)的機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(rsi)。
2.科技館在中小學(xué)機(jī)器人教育中可采用的指導(dǎo)理論
在杜威“做中學(xué)”、皮亞杰的“發(fā)生認(rèn)識(shí)論”以及維果斯基“心理發(fā)展的文化歷史學(xué)說(shuō)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的建構(gòu)主義教育理論(本文的討論范圍不包括激進(jìn)的建構(gòu)主義〈radicalconstructionism〉),近年來(lái)已經(jīng)在科學(xué)教育領(lǐng)域中產(chǎn)生了巨大影響。
建構(gòu)主義認(rèn)為,世界是客觀存在的,但世界的意義卻是由人建構(gòu)的。它強(qiáng)調(diào)知識(shí)的動(dòng)態(tài)發(fā)展性,并認(rèn)為知識(shí)不是通過(guò)教師傳授得到的,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境(即社會(huì)文化背景下),借助其他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得。由于學(xué)習(xí)是在一定的情境(即社會(huì)文化背景下),借助其他人的幫助(即通過(guò)人際間的協(xié)作活動(dòng))而實(shí)現(xiàn)的意義建構(gòu)過(guò)程,因此建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“情境”、“協(xié)作”、“交流”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素。
在學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)習(xí)者處于中心地位,是信息加工的主體,要主動(dòng)對(duì)意義進(jìn)行建構(gòu);而教師則是意義建構(gòu)的幫助者,而非知識(shí)的灌輸者。故在此理念下,整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生要充分發(fā)揮自己的主動(dòng)性,使用探究的方式,以自己已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),努力構(gòu)建屬于自己的新知識(shí);他們需要主動(dòng)搜集、分析相關(guān)信息、資料,并對(duì)要學(xué)習(xí)的問(wèn)題提出假設(shè)并加以驗(yàn)證。而教師的任務(wù)則是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,創(chuàng)設(shè)符合學(xué)習(xí)內(nèi)容的情境,提示新舊知識(shí)之間聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生之間的協(xié)作、對(duì)話(huà),從而幫助學(xué)生完成新知識(shí)的構(gòu)建。
建構(gòu)主義教育理論與科技館教育的教育特點(diǎn)非常契合。因?yàn)椤翱萍拣^教育的本質(zhì)特點(diǎn)在于它模擬再現(xiàn)了科研和生產(chǎn)活動(dòng)的實(shí)踐過(guò)程,并且不是簡(jiǎn)單地模擬再現(xiàn),而是以學(xué)習(xí)為目的、經(jīng)過(guò)改造的模擬再現(xiàn),創(chuàng)造了引導(dǎo)觀眾進(jìn)入探索與發(fā)現(xiàn)科學(xué)過(guò)程的條件。科技館提供的‘從實(shí)踐中學(xué)習(xí)’的途徑不僅成為它與其他教育、傳播機(jī)構(gòu)及傳統(tǒng)博物館的最大區(qū)別,而且是科技館生存與發(fā)展的價(jià)值所在。”也就是說(shuō),科技館的教育需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,引導(dǎo)觀眾自己進(jìn)行意義建構(gòu),并且在此過(guò)程中,可能伴有觀眾與科技館員工或觀眾之間的交流,這恰恰正是一個(gè)完整的建構(gòu)主義者所提倡的教育過(guò)程。
3.科技館在中小學(xué)機(jī)器人教育中可采用的模式
1918年,著名教育學(xué)家克伯屈(williamheardkilpatrick)在他名為《項(xiàng)目(設(shè)計(jì))教學(xué)法:在教育過(guò)程中有目的活動(dòng)的應(yīng)用》的文章中,首次提出了“項(xiàng)目學(xué)習(xí)(project-basedlearning)”的概念,用以說(shuō)明有目的的設(shè)計(jì)行為對(duì)教育的重要性及其在教育過(guò)程中的應(yīng)用。它讓“學(xué)生自己
計(jì)劃
、運(yùn)用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)自己的操作,在具體的情境中解決實(shí)際問(wèn)題”。它是“一套能使教師指導(dǎo)兒童對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行深入研究的課程活動(dòng),它在真實(shí)世界中讓學(xué)生借助多種資源開(kāi)展探究活動(dòng),并在一定時(shí)間內(nèi)解決一系列相互關(guān)聯(lián)著的問(wèn)題的一種新型的探究性的學(xué)習(xí),具體表現(xiàn)為構(gòu)想、驗(yàn)證、完善、制造出某種東西,它可以是有形的由學(xué)生制作的物體,如書(shū)、劇本或一項(xiàng)發(fā)明等?！?0世紀(jì)二三十年代,項(xiàng)目教學(xué)法已經(jīng)在美國(guó)一些學(xué)校的低年級(jí)中得到了運(yùn)用,到20世紀(jì)八九十年代,則在廣大中小學(xué)中得到了普遍推廣。
我們認(rèn)為,項(xiàng)目學(xué)習(xí)法正是在科技館中進(jìn)行機(jī)器人教育所可以采用的模式。不論是機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(rsi),還是機(jī)器人輔助教學(xué)(rai),都可以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的模式開(kāi)展。而可采用的活動(dòng)形式有機(jī)器人俱樂(lè)部、夏令營(yíng)、機(jī)器人比賽等。
選定項(xiàng)目后,就需要組織學(xué)生對(duì)主題的探究活動(dòng)。這一階段一般都以學(xué)習(xí)小組或團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行。學(xué)生首先要對(duì)項(xiàng)目的主題進(jìn)行調(diào)查、討論,提出解決問(wèn)題的假設(shè);然后收集相關(guān)信息,對(duì)它們進(jìn)行處理和分析,再驗(yàn)證或推翻之前的假設(shè),最終得出問(wèn)題的解決方案。在整個(gè)探究過(guò)程中,為有利于學(xué)生自我知識(shí)的建構(gòu),應(yīng)對(duì)他們的一切探索和決定都持鼓勵(lì)態(tài)度,而毋須規(guī)定出唯一正確的答案。
四、結(jié)論
科技館作為重要的校外教育機(jī)構(gòu),也有必要在此領(lǐng)域發(fā)揮自己的作用。本文通過(guò)分析認(rèn)為,科技館的機(jī)器人教育應(yīng)定位于中小學(xué)機(jī)器人校內(nèi)教育的補(bǔ)充與提高,補(bǔ)充的內(nèi)容應(yīng)該是校內(nèi)教育極少涉及的機(jī)器人輔助教學(xué)(rai),而提高的內(nèi)容是校內(nèi)教育已有一定基礎(chǔ)的機(jī)器人學(xué)科教學(xué)(rsi)。具體應(yīng)在建構(gòu)主義教育理論的指導(dǎo)下,以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的模式,開(kāi)展機(jī)器人俱樂(lè)部、夏令營(yíng)及機(jī)器人比賽等形式的中小學(xué)生機(jī)器人教育。
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機(jī)器人論文題目篇五
[摘要]經(jīng)濟(jì)全球化形勢(shì)下，英語(yǔ)教學(xué)需求增長(zhǎng)，尤其對(duì)于高校教育機(jī)構(gòu)而言，傳統(tǒng)英語(yǔ)教學(xué)模式的局限性弊端已逐漸顯露，新型教學(xué)技術(shù)的引入與應(yīng)用成為大勢(shì)所趨。人工智能技術(shù)作為現(xiàn)代科技的重要產(chǎn)物，于近年來(lái)開(kāi)始被嘗試應(yīng)用于教學(xué)工作當(dāng)中，在語(yǔ)言類(lèi)教學(xué)課堂中發(fā)揮著尤為重要的輔助作用?；诟咝Ｓ⒄Z(yǔ)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)需求，如何構(gòu)建有益于提升教學(xué)實(shí)效性的教學(xué)模式，并由此實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在英語(yǔ)教學(xué)課堂中的有效利用，成為亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。現(xiàn)由人工智能視野出發(fā)，嘗試在高校英語(yǔ)教學(xué)中擬建混合式課堂，以期實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率及質(zhì)量的優(yōu)化。
[關(guān)鍵詞]人工智能;高校英語(yǔ);混合式教學(xué);構(gòu)建策略
從高校教育階段的英語(yǔ)教學(xué)目的來(lái)看，其核心主要在于語(yǔ)言應(yīng)用能力的培養(yǎng)，要達(dá)成這一目標(biāo)，僅僅依靠單一的課堂內(nèi)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在缺乏課外訓(xùn)練的情況下容易導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)語(yǔ)義理解、口語(yǔ)表達(dá)方面的短板，不利于全面應(yīng)用能力的構(gòu)建。因此，以“線(xiàn)上+線(xiàn)下”為特征的混合式教學(xué)模式在高校英語(yǔ)課堂逐漸興起，在很大程度上彌補(bǔ)了以往單一性教學(xué)模式的不足，也更有利于為人工智能等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的引入與應(yīng)用擴(kuò)大空間。但由于長(zhǎng)期受傳統(tǒng)教學(xué)模式影響，人工智能與混合式教學(xué)模式在高校英語(yǔ)課堂中的融合構(gòu)建容易受阻，需要以科學(xué)合理的策略加以推進(jìn)，現(xiàn)提出相應(yīng)
方案
。
(一)人工智能的概念及主要功能人工智能技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)信息處理基礎(chǔ)上的一種智能化技術(shù)，能夠?qū)θ祟?lèi)行為邏輯、方式及習(xí)慣做出相應(yīng)的解析與模仿，使機(jī)器的運(yùn)作能夠在智能程序的驅(qū)使下更貼合人類(lèi)的交互需求[1]。基于這一應(yīng)用方向，人工智能技術(shù)主要由理論研究與工程研究?jī)蓚€(gè)方面共同推進(jìn)完整體系的構(gòu)建，其中，理論研究工作旨在為后續(xù)工程研究的實(shí)踐奠定基礎(chǔ)，重點(diǎn)一般放在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)探索、對(duì)相關(guān)理論體系的整合提煉等方向;工程研究工作則旨在利用現(xiàn)有人工智能技術(shù)獨(dú)立完成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，重點(diǎn)一般放在人工智能系統(tǒng)與設(shè)備的應(yīng)用、新產(chǎn)品的研發(fā)實(shí)驗(yàn)與調(diào)整改進(jìn)等。從人工智能目前的主要功能來(lái)看，大致可分為以下三類(lèi)：一是通過(guò)智能系統(tǒng)完成信息的存儲(chǔ)、提取及內(nèi)部處理;二是通過(guò)智能化能力完成信息的符號(hào)化處理;三是建立與人類(lèi)行為邏輯相近的程序邏輯，并利用這一能力對(duì)人類(lèi)提出的問(wèn)題予以解答或處理[2]。從語(yǔ)言學(xué)習(xí)的視角來(lái)看，人工智能的功能呈現(xiàn)更為具體，如語(yǔ)言解析技術(shù)、語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)、語(yǔ)言翻譯技術(shù)等均較為常見(jiàn)，隨著人工智能普及率的增長(zhǎng)，這些技術(shù)在語(yǔ)言教學(xué)課堂中的利用也更為廣泛，且目前仍處于不斷升級(jí)的進(jìn)程當(dāng)中，為語(yǔ)言教育方式的革新轉(zhuǎn)變帶來(lái)了巨大的契機(jī)。
(二)混合式教學(xué)模式的應(yīng)用價(jià)值結(jié)合混合式教學(xué)模式在高校英語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，其教學(xué)價(jià)值大致體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是優(yōu)勢(shì)整合價(jià)值。語(yǔ)言學(xué)習(xí)中，傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)信息課堂所能夠提供的支持效果各不相同，且各有優(yōu)勢(shì)與短板。通過(guò)應(yīng)用混合式教學(xué)模式能夠有效提取并整合兩種教學(xué)狀態(tài)下的主要優(yōu)勢(shì)，使其相互補(bǔ)充、相互作用，進(jìn)而發(fā)揮“1+1>2”的更優(yōu)教學(xué)效果。二是范圍拓展價(jià)值。語(yǔ)言類(lèi)科目不僅對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)體系具有較高要求，同時(shí)也有著明顯的實(shí)踐需求，而單一的課堂教學(xué)模式很難將教學(xué)范圍進(jìn)行有效拓展[3]。在混合式教學(xué)模式支持下，這一問(wèn)題得以解決，通過(guò)利用龐大的線(xiàn)上資源來(lái)突破線(xiàn)下教學(xué)范圍的局限性，能夠達(dá)到開(kāi)辟新渠道、鞏固認(rèn)知結(jié)構(gòu)的教學(xué)目的，有助于為學(xué)生跨文化交際能力的提升奠定基礎(chǔ)。三是推進(jìn)教學(xué)改革?；旌鲜浇虒W(xué)模式的深入開(kāi)展，有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的多元化和豐富性。充分借助于線(xiàn)上教學(xué)與線(xiàn)下教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用多樣化的教學(xué)手段，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容的要求來(lái)選擇合適的混合式教學(xué)手法，這不僅可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)提供良好的支持，同時(shí)還有助于調(diào)節(jié)課堂教學(xué)氛圍，讓教學(xué)實(shí)效性得以大大增強(qiáng)。
(一)聽(tīng)力訓(xùn)練———應(yīng)用語(yǔ)料庫(kù)完成自動(dòng)化資源匹配及交互聽(tīng)力訓(xùn)練屬于英語(yǔ)教學(xué)中的基礎(chǔ)性部分，對(duì)于學(xué)生英語(yǔ)應(yīng)用能力的構(gòu)建有著決定性影響，且聽(tīng)力資源的廣度及與學(xué)習(xí)需求的匹配度在很大程度上決定著學(xué)習(xí)效果。因此，在構(gòu)建高校英語(yǔ)混合式教學(xué)模式時(shí)，可將人工智能技術(shù)作為打開(kāi)聽(tīng)力訓(xùn)練資源廣度的關(guān)鍵渠道，借助其特有的語(yǔ)料庫(kù)儲(chǔ)備來(lái)完成自動(dòng)化匹配、交互，使學(xué)生能夠快速在龐大的英語(yǔ)聽(tīng)力素材中獲取與自身學(xué)習(xí)需求相符的聽(tīng)力資料，并根據(jù)資料內(nèi)容，與人工智能設(shè)備展開(kāi)具有針對(duì)性的自動(dòng)化練習(xí)[4]。首先，學(xué)生可在線(xiàn)上人工智能系統(tǒng)中錄入自己的年齡、學(xué)段、英語(yǔ)聽(tīng)力基礎(chǔ)、重點(diǎn)訓(xùn)練方向等基本資料，由系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)資料自動(dòng)篩選、匹配相應(yīng)的聽(tīng)力材料，從而省略手動(dòng)搜集資料的繁瑣工序。另外，為進(jìn)一步增強(qiáng)線(xiàn)下課堂學(xué)習(xí)與情境的交互性，還可進(jìn)一步利用人工智能的自動(dòng)識(shí)別功能，由學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)需求，隨機(jī)選取某物體進(jìn)行掃描，再由系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別出的物品類(lèi)別篩選出相關(guān)的聽(tīng)力練習(xí)資料，使學(xué)生能夠在自動(dòng)且隨機(jī)的語(yǔ)言場(chǎng)景中獲得更良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。例如，當(dāng)學(xué)生選擇“手機(jī)”這一物品進(jìn)行識(shí)別后，語(yǔ)料庫(kù)便可自動(dòng)篩選出與“手機(jī)”有關(guān)的聽(tīng)力材料，整理出類(lèi)似主題：therelevanceofmobilephonesandmodernlife，學(xué)生再根據(jù)聽(tīng)力內(nèi)容展開(kāi)自主練習(xí)，從而規(guī)避千篇一律的重復(fù)訓(xùn)練。
(二)寫(xiě)作指導(dǎo)———應(yīng)用自動(dòng)批改功能完成查漏補(bǔ)缺英語(yǔ)教學(xué)中，寫(xiě)作是用于鍛煉學(xué)生詞句表述水平、語(yǔ)法運(yùn)用水平的重要環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)英語(yǔ)寫(xiě)作教學(xué)課堂常受困于題材范圍狹窄、批改過(guò)于主觀等因素，既不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的發(fā)揮，也容易導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于自身英語(yǔ)寫(xiě)作的優(yōu)缺點(diǎn)難以客觀把握[5]。因此，在利用人工智能技術(shù)展開(kāi)英語(yǔ)寫(xiě)作指導(dǎo)時(shí)，同樣可由線(xiàn)上、線(xiàn)下兩個(gè)不同角度出發(fā)，分別借助框架搭建功能與自動(dòng)批改功能完成的自我審視與查漏補(bǔ)缺，進(jìn)一步夯實(shí)英語(yǔ)書(shū)面表述能力。線(xiàn)上教學(xué)中，首先可由教師向?qū)W生布置以某一話(huà)題或某一詞匯為主題的寫(xiě)作任務(wù)，如“economicglobalization”，學(xué)生根據(jù)自身思路，在人工智能技術(shù)支持下的作文系統(tǒng)中進(jìn)行寫(xiě)作，系統(tǒng)則由此發(fā)揮框架搭建功能，結(jié)合主題與基本思路提供大致的框架模板，以及用作參考的相關(guān)詞匯、句式，使學(xué)生能夠跟隨框架的指導(dǎo)，形成更為清晰的寫(xiě)作邏輯鏈條，達(dá)到深化表達(dá)的訓(xùn)練目的。線(xiàn)下教學(xué)中，首先可針對(duì)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)批改后的寫(xiě)作內(nèi)容與批改意見(jiàn)進(jìn)行回顧，找出系統(tǒng)評(píng)測(cè)下的亮點(diǎn)與不足所在，梳理出寫(xiě)作過(guò)程中的存疑之處，通過(guò)與他人交流和詢(xún)問(wèn)教師的形式找出解決辦法，并于課堂上完成習(xí)作修改，最后由教師根據(jù)寫(xiě)作主題，給出主觀意見(jiàn)，從而達(dá)到主客觀相結(jié)合的綜合評(píng)定目的，使反饋成果更具輔助改進(jìn)意義。
(三)翻譯練習(xí)———應(yīng)用云平臺(tái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)重難點(diǎn)突破英語(yǔ)翻譯是以足夠的詞句積累、聽(tīng)力練習(xí)為基礎(chǔ)的語(yǔ)言轉(zhuǎn)換過(guò)程，對(duì)于學(xué)習(xí)者的語(yǔ)法運(yùn)用水平、實(shí)時(shí)解析能力、組織表達(dá)能力都具有較高要求，因此學(xué)習(xí)過(guò)程中的重、難點(diǎn)也相對(duì)更多，如何提高翻譯精準(zhǔn)性成為教學(xué)過(guò)程中的重要問(wèn)題[6]。人工智能支持下的云平臺(tái)應(yīng)用能夠?yàn)橛⒄Z(yǔ)翻譯教學(xué)帶來(lái)新的渠道，一方面可通過(guò)創(chuàng)設(shè)翻譯情境來(lái)使學(xué)生快速投入到語(yǔ)言環(huán)境當(dāng)中，另一方面也可透過(guò)知識(shí)模塊拆分功能來(lái)理順語(yǔ)句間的聯(lián)系，從而使得翻譯精確性提升。首先，可在線(xiàn)下課堂當(dāng)中借助人工智能技術(shù)來(lái)營(yíng)造身臨其境的語(yǔ)言氛圍，如通過(guò)追蹤文本內(nèi)容，自動(dòng)化匹配并呈現(xiàn)與之相關(guān)的場(chǎng)景，給人以身臨其境之感，如在進(jìn)行“foratime，theweatherchangedsud-denly，heavyrainandthunder，pedestriansontheroadwerelookingforeavestoavoid.”一句的翻譯時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)提取“thunderstorm”這一關(guān)鍵詞，并在設(shè)備中播放關(guān)于“暴雨雷鳴”的音像，將學(xué)生引入語(yǔ)言情境當(dāng)中[7]。在情景背景下完成翻譯練習(xí)后，學(xué)生可各自將翻譯成果上傳至線(xiàn)上云平臺(tái)，由云平臺(tái)根據(jù)翻譯內(nèi)容，出具動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)鏈條，對(duì)翻譯結(jié)果進(jìn)行量化評(píng)定，使學(xué)生更快地從中厘清重點(diǎn)、難點(diǎn)，并結(jié)合不同的知識(shí)模塊展開(kāi)針對(duì)性補(bǔ)充練習(xí)。
(四)口語(yǔ)對(duì)話(huà)———應(yīng)用人工智能機(jī)器人展開(kāi)一對(duì)一對(duì)話(huà)高校教育階段，英語(yǔ)教學(xué)的最終訴求在于實(shí)際語(yǔ)言應(yīng)用能力的構(gòu)建，因此，口語(yǔ)對(duì)話(huà)練習(xí)成為貫穿教學(xué)始終的必要環(huán)節(jié)，關(guān)系著學(xué)生最終能否將課堂學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化為語(yǔ)言應(yīng)用基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，在很大程度上打破了以往英語(yǔ)課堂中對(duì)話(huà)組織困難的僵局，學(xué)生可通過(guò)與人工智能機(jī)器人建立起一對(duì)一的對(duì)話(huà)關(guān)系，來(lái)解決師資有限而同學(xué)指導(dǎo)能力不足的問(wèn)題，同時(shí)取得訓(xùn)練成效與查漏補(bǔ)缺成效。學(xué)生在進(jìn)行線(xiàn)上自主練習(xí)時(shí)，可根據(jù)想要練習(xí)的方向設(shè)置關(guān)鍵詞或主題，再將人工智能機(jī)器人作為對(duì)話(huà)對(duì)象，圍繞主題展開(kāi)聊天式對(duì)話(huà)，從而達(dá)到口語(yǔ)訓(xùn)練目的，同時(shí)還可避免與真人對(duì)話(huà)時(shí)羞于啟齒的情況，有助于在放松狀態(tài)下激發(fā)出更良好的表達(dá)水平[8]。線(xiàn)下課堂教學(xué)中，同樣可利用人工智能機(jī)器人來(lái)催化練習(xí)效果，例如，在組織小組口語(yǔ)練習(xí)時(shí)，為避免話(huà)題匱乏、接話(huà)困難的情況，可利用智能機(jī)器人來(lái)提供一些固定的框架或句式搭配，并根據(jù)不同成員的薄弱點(diǎn)，對(duì)對(duì)話(huà)的層級(jí)與難度進(jìn)行適當(dāng)智能化調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)話(huà)練習(xí)效果的提升。
(一)完善教學(xué)管理系統(tǒng)，拓寬混合式教學(xué)范圍無(wú)論是人工智能技術(shù)還是混合式教學(xué)模式的利用，都需要以完善的教學(xué)管理系統(tǒng)作為依托，才能夠最大限度發(fā)揮其價(jià)值與成效，真正在教育工作中起到支持作用。因此，在構(gòu)建高校英語(yǔ)混合式教學(xué)模式的同時(shí)，還需要緊密結(jié)合內(nèi)部教學(xué)需求與教學(xué)現(xiàn)狀，組織校內(nèi)各部門(mén)共同參與到教學(xué)管理工作中來(lái)，積極發(fā)揮監(jiān)督與合作職能，在尋求改革發(fā)展契機(jī)的同時(shí)進(jìn)一步拓寬混合式教學(xué)的應(yīng)用范圍[9]。一方面，打造以融入人工智能技術(shù)為核心的混合式教學(xué)
方案
，將其應(yīng)用于英語(yǔ)教學(xué)工作當(dāng)中，動(dòng)態(tài)化觀察各階段教學(xué)成果，并用作后期修改教學(xué)管理方向的依據(jù)，同時(shí)積極舉辦教學(xué)比賽及教學(xué)研討會(huì)議，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)方案中的問(wèn)題所在;另一方面，將混合教學(xué)范圍逐步擴(kuò)大，如嘗試通過(guò)校外拓展實(shí)踐來(lái)探索人工智能的新應(yīng)用渠道，同時(shí)建立綜合線(xiàn)上、線(xiàn)下兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)指標(biāo)的教學(xué)反饋體系，以便于及時(shí)由反饋體系當(dāng)中獲取新的教學(xué)動(dòng)向，并由此探索更利于發(fā)展的新模式?？梢哉f(shuō)，人工智能背景下的英語(yǔ)混合式教學(xué)，是以完善的教學(xué)管理系統(tǒng)為先導(dǎo)的，必須要不斷地對(duì)教學(xué)管理系統(tǒng)進(jìn)行完善，有效地拓展并延伸混合教學(xué)范圍，才能夠最大化地提升混合式英語(yǔ)教學(xué)的實(shí)際意義，真正促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升，為學(xué)生的成長(zhǎng)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(二)優(yōu)化課件制作體系，突出合作互動(dòng)功能除混合式教學(xué)方法的應(yīng)用外，英語(yǔ)教學(xué)課件的制作也直接影響著最終教學(xué)成效。為突出人工智能技術(shù)的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，在后期英語(yǔ)混合式教學(xué)課件的制作中，可進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程中的合作與互動(dòng)，通過(guò)留置更大的交互空間來(lái)激發(fā)個(gè)體的主觀能動(dòng)性，從而達(dá)到強(qiáng)化訓(xùn)練效果的目的。一方面，高?？山M建精于網(wǎng)課制作的教師隊(duì)伍，在分析人工智能教學(xué)數(shù)據(jù)、總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，盡可能地豐富素材、去粗取精，使學(xué)生在線(xiàn)上學(xué)習(xí)中獲得更優(yōu)體驗(yàn);積極打造線(xiàn)上精品網(wǎng)課，帶給學(xué)生專(zhuān)業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容，使之可以從中收獲知識(shí)的積累和能力的提升，此外還可以將精品網(wǎng)課作為范本在其他高校進(jìn)行推廣，這既可以進(jìn)行課程推廣還能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)術(shù)交流，以此來(lái)更好地強(qiáng)化課件制作效果;另一方面，在線(xiàn)下課件的制作中，更多地增加由學(xué)生作為主導(dǎo)的實(shí)踐板塊，如互動(dòng)對(duì)話(huà)環(huán)節(jié)、實(shí)時(shí)翻譯環(huán)節(jié)等，從根源上提高學(xué)生在混合式課堂中的參與度[10]?？偠灾谌斯ぶ悄鼙尘跋拢e極開(kāi)展英語(yǔ)混合式教學(xué)，必須要以?xún)?yōu)質(zhì)課件制作體系為先導(dǎo)，以課件優(yōu)勢(shì)來(lái)促進(jìn)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的吸收，這樣有助于最大化發(fā)揮混合式英語(yǔ)教學(xué)的意義，強(qiáng)化教學(xué)實(shí)效性。
(三)重建教學(xué)評(píng)價(jià)制度，設(shè)置多元考核指標(biāo)在混合式教學(xué)模式踐行基礎(chǔ)上，可通過(guò)重建教學(xué)評(píng)價(jià)制度、設(shè)置多元化考核指標(biāo)來(lái)進(jìn)一步倒逼教學(xué)質(zhì)量的提升。例如，除了平時(shí)表現(xiàn)，期末考試成績(jī)作為基礎(chǔ)考核以外，可另外增加線(xiàn)上教學(xué)評(píng)價(jià)板塊，即將學(xué)生在線(xiàn)資源學(xué)習(xí)情況、線(xiàn)上線(xiàn)下課堂活躍度以及師生互動(dòng)情況等都納入評(píng)價(jià)考核范圍。借助人工智能技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將學(xué)生的學(xué)習(xí)情況細(xì)化為多個(gè)考核內(nèi)容，如聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)能力的構(gòu)建情況等，從而保證考核結(jié)果更加公正、有效，能夠真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及英語(yǔ)應(yīng)用水平，并幫助學(xué)生完成針對(duì)性改進(jìn)。此外，為了進(jìn)一步延伸教學(xué)評(píng)價(jià)效果，可以通過(guò)線(xiàn)上師生互評(píng)、學(xué)生互評(píng)、小組評(píng)價(jià)、學(xué)生自我評(píng)價(jià)等方式來(lái)實(shí)施多元化評(píng)價(jià)，這樣通過(guò)多維度、多元化的混合式評(píng)價(jià)，有助于實(shí)現(xiàn)最真實(shí)、最客觀、最全面的教學(xué)評(píng)價(jià)，能夠全面衡量教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，以便于為后續(xù)的教學(xué)改進(jìn)創(chuàng)造基礎(chǔ)。
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作者：王欣 單位：陜西警官職業(yè)學(xué)院