今年年初，在美國內(nèi)達(dá)華舉行的CES國際消費(fèi)電子展上，雷鋒網(wǎng)報道了一個“中國迷你版的Atlas”，那款機(jī)器人名為“Talos“，由中國的樂聚（深圳）機(jī)器人技術(shù)有限公司自主研發(fā)，當(dāng)時在展會上可謂是足夠吸睛。而除了Talos之外，這家機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司還有另外一個系列的產(chǎn)品Aelos，主要面向于家庭娛樂、大學(xué)開發(fā)商業(yè)演出、中小學(xué)教育等等，而中小學(xué)教育是其中的一個重要分支，今年4月，樂聚推出了Aelos系列的新產(chǎn)品——教育版機(jī)器人，把雙足機(jī)器人首次應(yīng)用到了國內(nèi)的中小學(xué)教育市場。

Aelos教育版機(jī)器人

目前機(jī)器人教育市場主要載體是積木，它作為教育工具可以鍛煉孩子們的動手能力，但是隨著孩子們的成長，積木機(jī)器人的延展性較弱、課程時間短等問題就會慢慢暴露，同時，積木類教育是玩具融入教學(xué)，缺少專業(yè)的機(jī)器人知識，不能形成完善的機(jī)器人教育體系。這時就需要一個軟硬件綜合、延展性強(qiáng)的機(jī)器人產(chǎn)品來替代，而樂聚教育版機(jī)器人基于仿人型機(jī)器人和專業(yè)的硬件技術(shù)平臺，提供了一個專業(yè)的教具和科學(xué)合理的教材體系，成功將一款可以研發(fā)的人形機(jī)器人平臺應(yīng)用到中小學(xué)教育。樂聚的教育版機(jī)器人就是瞄準(zhǔn)了這個切入點(diǎn)。

高延展性的教育機(jī)器人

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，樂聚的教育版機(jī)器人是一款小型仿人型機(jī)器人，特點(diǎn)是靈活度高、可擴(kuò)展性好、競技能力強(qiáng)。這款機(jī)器人能夠從機(jī)器人結(jié)構(gòu)教學(xué)入手，層層深入學(xué)習(xí)機(jī)器人的基礎(chǔ)編程、動作編輯等常用功能，然后深入學(xué)習(xí)機(jī)器人傳感器擴(kuò)展，最后再綜合所學(xué)知識，自主完成所布置的項(xiàng)目，鍛煉孩子們分析問題、解決問題能力。在此基礎(chǔ)上，樂聚表示，人形機(jī)器人是機(jī)器人發(fā)展的終極形態(tài)，未來它將更多的應(yīng)用在我們的日常生活中，所以樂聚教育機(jī)器人就是要啟發(fā)孩子們將人形機(jī)器人與應(yīng)用場景結(jié)合起來，最終創(chuàng)造性的完成人形機(jī)器人的應(yīng)用場景創(chuàng)意，引導(dǎo)孩子們向人工智能應(yīng)用方向努力鉆研。

相對于市面上很多普通的積木教育機(jī)器人來說，樂聚教育版機(jī)器人在延展性的表現(xiàn)上更勝一籌。通常來說，積木機(jī)器人教學(xué)從搭建機(jī)械結(jié)構(gòu)開始，最終涉及到簡單的編程和控制，但是離研發(fā)平臺還很遠(yuǎn)。

而從長遠(yuǎn)角度來看，孩子在中小學(xué)階段的學(xué)習(xí)很有可能是為未來大學(xué)之后的研究打基礎(chǔ)，由此積木機(jī)器人帶來的知識面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以作為支撐，而現(xiàn)在大學(xué)研究領(lǐng)域最常用的是人形機(jī)器人或者仿生機(jī)器人，也就是說，使用積木教育機(jī)器人的孩子升入大學(xué)后，對使用的研發(fā)平臺需要重新學(xué)習(xí)，造成了教育的不可延續(xù)性。

樂聚的教育機(jī)器人利用了仿人型機(jī)器人的形態(tài)，針對教育方面進(jìn)行了擴(kuò)展性能的優(yōu)化。將人形機(jī)器人與傳感器結(jié)合起來應(yīng)用到競賽和教學(xué)場景中，增強(qiáng)人形機(jī)器人可擴(kuò)展性的同時，也極大的擴(kuò)展了人形機(jī)器人編程應(yīng)用空間，對學(xué)生的思維能力訓(xùn)練以及機(jī)器人學(xué)習(xí)基礎(chǔ)都有很大的益處。

核心的雙足步態(tài)算法

對于中小學(xué)生來說，機(jī)器人的形態(tài)是引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要保證。

在孩子們的腦海中，機(jī)器人通常都是動畫片中的那種有著四肢的機(jī)器，能夠走路、能夠幫人類做一些事情。在學(xué)習(xí)機(jī)器人相關(guān)的知識時，孩子們拿到機(jī)器人后的第一反應(yīng)大多也是“它能不能幫我拿個東西？”、“這兩個機(jī)器人能不能比賽誰跑得快？”、“他們能不能打一架？”，這其中就對機(jī)器人的行走、運(yùn)動能力有著很高的要求。

而樂聚教育機(jī)器人有一個技術(shù)核心：雙足步態(tài)算法。

文章開頭，我們提到了樂聚的另一款機(jī)器人“Talos“，從外表上看來，Talos 像是小型版的Atlas，在CES展會上，樂聚展示了這款機(jī)器人行走時的狀態(tài)，根據(jù)雷鋒網(wǎng)在前方發(fā)回的視頻可以看出，Talos行走的動作舉止和人類幾乎一致，無論是雙腳的步伐，還是手臂的擺動，都和真人極為相似。

后來，經(jīng)雷鋒網(wǎng)了解，步態(tài)算法是樂聚的核心優(yōu)勢之一，而樂聚也將這個優(yōu)勢傳承到了Aelos教育機(jī)器人身上。

從技術(shù)參數(shù)上看，一般國內(nèi)雙足機(jī)器人行進(jìn)速度是5cm/s，而據(jù)樂聚給雷鋒網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，樂聚的雙足機(jī)器人在快走模式下可以達(dá)到15cm/s，這就意味著，在教學(xué)中機(jī)器人完成課堂任務(wù)的效率是其他雙足機(jī)器人的3倍。

這一優(yōu)勢在比賽中體現(xiàn)尤為明顯，比如在人形機(jī)器人足球比賽中，樂聚的機(jī)器人可以在更短的時間內(nèi)完成進(jìn)攻和防守，從而大大增加獲勝率。

此外，在很多比賽中需要使用傳感器，Aelos教育版靈活的步態(tài)加上傳感器的可擴(kuò)展功能，可以快速有效的完成所有小型人形機(jī)器人比賽。

有了核心優(yōu)勢，就更能夠吸引孩子們進(jìn)行機(jī)器人知識的學(xué)習(xí)。

解決人形機(jī)器人教育的難點(diǎn)

人形機(jī)器人用在教育上也有一些難點(diǎn)：

• 一是機(jī)器人編程軟件太復(fù)雜枯燥，需要專業(yè)的編程人員才能駕馭；

• 二是人形機(jī)器人應(yīng)用于中小學(xué)教育市場沒有可以學(xué)習(xí)的點(diǎn)，不能很好的展現(xiàn)人形機(jī)器人的研究擴(kuò)展價值。

樂聚新推出的教育版機(jī)器人針對這兩點(diǎn)都進(jìn)行了特別的定制和優(yōu)化。

關(guān)于編程

機(jī)器人教育一個重要的特點(diǎn)就是可編程性，但是「編程」這個工作對普通人來說，意味著「高學(xué)習(xí)成本」和「高難度」，很多學(xué)生看到復(fù)雜的編碼心里就會打退堂鼓。

為了不讓機(jī)器人的編程軟件太過于復(fù)雜枯燥，樂聚的團(tuán)隊(duì)在經(jīng)過對市場上現(xiàn)有的教育產(chǎn)品和人形機(jī)器人編程方式的調(diào)研后，決定做一款界面友好的軟件，將編程與機(jī)器人教育結(jié)合起來。為此，樂聚專門開發(fā)了一款流程圖控制軟件，孩子們可以直觀地通過對流程圖的模塊化操作來控制機(jī)器人，最終達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。

這個「流程圖」也是樂聚教育版機(jī)器人中比較核心的一部分，引用樂聚方面的介紹：

流程圖能夠讓學(xué)生們在學(xué)習(xí)中“知其然，也能知其所以然”。

簡單來說，流程圖就是編程中整理邏輯思路的常用方式，它看起來邏輯清晰明了，很容易被人接受。

樂聚教育機(jī)器人在教學(xué)中會教給孩子們流程圖的邏輯框架原理，鍛煉孩子們的邏輯思維能力。另外，樂聚的團(tuán)隊(duì)還針對一部分對編程癡迷的孩子們，在編程軟件中單獨(dú)建立了一個代碼框，通過對流程圖的操作可以直觀的看到流程圖模塊中的源代碼，為這些孩子的進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人編程打下基礎(chǔ)，預(yù)留出足夠的培養(yǎng)空間。

所以這款軟件是機(jī)器人編程思想的入門級使用教程，與進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人控制和軟件編程息息相關(guān)。

傳感器

這個教育版的機(jī)器人，是樂聚首次將傳感器應(yīng)用于人形機(jī)器人教學(xué)中，增加了人形機(jī)器人的可擴(kuò)展性。

樂聚方面向雷鋒網(wǎng)透露，目前市面上人形機(jī)器人在教育市場的應(yīng)用，大都僅僅是調(diào)試機(jī)器人動作、編輯一個舞蹈、組織一個拳擊比賽等等，而根據(jù)目前的潮流來看，未來機(jī)器人的發(fā)展方向一定是智能的，除了編輯簡單的動作之外，機(jī)器人還需要一些智能的判斷和執(zhí)行任務(wù)能力，所以樂聚在對機(jī)器人開發(fā)中常用的傳感器進(jìn)行篩選之后，最終為教育版機(jī)器人搭載了11個傳感器模塊。

跟我們?nèi)粘８拍钪械摹盀闄C(jī)器人裝傳感器”不同的是，這11個傳感器模塊并不需要復(fù)雜的操作（擰螺絲、焊接、打孔等），而是采用了磁吸的方式讓用戶對傳感器隨意搭配使用。

搭配相應(yīng)的傳感器之后，這些教育版人形機(jī)器人進(jìn)行教學(xué)任務(wù)時，就能夠發(fā)揮他們的相應(yīng)作用了。

舉個例子：

在機(jī)器人滅火任務(wù)中，用戶只需要選用火焰?zhèn)鞲衅骱惋L(fēng)扇搭載到機(jī)器人上，然后在電腦端編程，讓機(jī)器人檢測到火焰后啟動風(fēng)扇將火吹滅；

在避障任務(wù)中選用紅外距離傳感器完成避障任務(wù)等等。

這樣靈活的擴(kuò)展應(yīng)用增加了人形機(jī)器人的應(yīng)用場景，也將機(jī)器人的軟件編程和應(yīng)用開發(fā)納入到教學(xué)中。

樂聚教育機(jī)器人傳感器

更適合教育的人形機(jī)器人

除了機(jī)器人本身的優(yōu)化外，樂聚還為機(jī)器人適配了一整套教材，通過任務(wù)驅(qū)動式教育理念，構(gòu)成一個完善的人形機(jī)器人教育體系。

教材分為三篇六冊，分階段全方位的鍛煉孩子們的動手能力、協(xié)同合作能力、邏輯思維能力、分析解決問題能力和語言表達(dá)能力等。

而對于孩子來說，仿人型的教育機(jī)器人除了能夠給他們帶來更好的教育效果之外，也更有吸引力，畢竟有胳膊有腿才是人們想象中一個「機(jī)器人」該有的樣子。

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