《第3節(jié) 校園機器人垃圾分類賽》名師課件

校園機器人垃圾分類賽隨著人類科技日新月異的發(fā)展，機器人技術(shù)和機器人竟賽在校園內(nèi)廣泛普及。機器人競賽，能讓同學們在參與的過程中培養(yǎng)科創(chuàng)精神、團隊協(xié)作能力及合作意識，還給大家搭建了充分展示自己的費臺。1、了解活動背景生活垃圾分類，是指按照生活垃圾的不同成分、屬性、利用價值以及對環(huán)境的影響，根據(jù)不同的處理方式要求，實施分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理的行為。分類的目的是減少土地資源消耗、降低環(huán)境污染、提高垃圾的資源價值和經(jīng)濟價值，力爭物盡其用。加快推進生活拉圾分類是加強生態(tài)文明建設(shè)、促進綠色發(fā)展的重要舉措，有利于增強人民群眾獲得感、幸福感和安全感，有利于打造共建共治共享的杜會治理格局，有利于提高全社會文明程度。1、了解活動背景參賽隊需要準備好1臺機器人、編寫機器人程序、調(diào)試和操作機器人，完成規(guī)定的任務(wù)以獲取得分。2、競賽要求3、競賽場地和環(huán)境3、競賽場地和環(huán)境（1）場地為加厚噴繪布材質(zhì)，長2400mm、寬1200mm，場地區(qū)域分為1個起始區(qū)、2個回收站、1個垃級存放點。3、競賽場地和環(huán)境（2）垃圾道具為4個邊長45mm正方體輕質(zhì)軟方塊，道具的其一面貼有可回收物或者不可回收物的圖片標簽。（3）垃圾的收集位：機器人必須到達對應(yīng)垃圾存放點的“T”型口位置才能開始進行垃圾的收集動作，在其他地方開始進行垃圾的收集動作將被視為“脫線”。需要分類的垃圾圖片標簽可能但不限于以下清單：（4）垃圾的放置位：機器人必須到達對應(yīng)垃圾處理站的“T”型口位置才能開始進行垃圾的放置動作，在其他地方開始進行垃圾的放置動作將被視為“脫線”。需要分類的垃圾圖片標簽可能但不限于以下清單：任務(wù)分解，讀一讀允許各參賽隊自行設(shè)計或使用外設(shè)結(jié)構(gòu)件，鼓勵大家使用開源平臺設(shè)計并制作個性化裝飾在比賽開始時，機器人從起點出發(fā)沿黑色軌跡行進，前往垃圾存放點，根據(jù)垃圾的種類，將分類后的垃圾放置到對應(yīng)類別的垃圾處理站內(nèi)。當垃圾存放點的垃圾全部分類放置完成后，機器人返回并停止在起點視為完成任務(wù)，整個任務(wù)必須在3分鐘內(nèi)完成。任務(wù)分解，讀一讀1.“出發(fā)”是第一個任務(wù)，“返回”是最后一個任務(wù)。在完成“收集搬運垃圾”和“分類放置垃圾”任務(wù)的時候，機器人允許多次穿越起點，但中途穿越起，點不會被視為完成“返回”任務(wù)。任務(wù)分解，讀一讀2、機器人須使用傳感器檢測場地中的黑色軌跡線移動。任務(wù)分解，讀一讀3.除了在垃圾存放點和垃圾處理站的“T”型口位置機器人因為任務(wù)動作需要，車身可以短暫脫離黑色軌跡線外，其他任何時候機器人車身豎直投影不得脫離黑色軌跡線（簡稱“脫線”）。一旦脫線視為后續(xù)任務(wù)失敗、比賽結(jié)束，但不影響之前已經(jīng)獲得的任務(wù)得分。任務(wù)分解，讀一讀4.機器人根據(jù)垃圾種類正確分類放置垃圾至對應(yīng)的垃圾處理站的：垃圾完全進入得20分/個，垃圾部分進入得10分/個。但如果某個垃圾被錯誤分類放置到垃圾處理站中，將污染處理站內(nèi)所有垃圾，造成該處理站內(nèi)所有的垃圾均不得分。任務(wù)分解，讀一讀5、比賽最后機器人回到“起點”得20分（機器人輪子接觸即起點可得分）。任務(wù)分解，讀一讀6、比賽分為2輪進行，最終成績?yōu)榈谝惠喌梅趾偷诙喌梅种汀Ｈ糇罱K成績相同，按以下順序決定名次：①單輪成績高者；②機器人重量輕者。任務(wù)分解，讀一讀（1）比賽開始機器人從起始區(qū)出發(fā)，完成任務(wù)需要回到起點。（2）機器人需要通過傳感器沿著黑線完成循線工作，機器人的垂直投影不能“脫線”。1、解讀比賽規(guī)則要點（3）在保證垃圾分類的準確率的同時盡量減少完成垃圾分類。（4）機器人識別垃圾后將垃圾運輸至相應(yīng)的處理站完成垃圾分類任務(wù)。1、解讀比賽規(guī)則要點機器人采用兩個直流電機驅(qū)動，完成行走。機器人上搭載機械臂及尋跡傳感器用于完成循線及垃圾搬運工作，機械臂的設(shè)計應(yīng)易于夾放垃圾塊。2、機器人結(jié)構(gòu)機器人從起點出發(fā)，通過循線直行到達垃圾存放點，通過灰度傳感器識別垃圾的種類，使用機械臂夾住垃圾后調(diào)整機器人運動方向，將垃圾運輸?shù)较鄳?yīng)的垃圾處理站，再回到起，點，結(jié)束回收任務(wù)?？苫厥瘴锱c不可回收物回收策略，如圖3-3-3、圖3-3-4所示。3、完成任務(wù)策略分析可回收物回收策略圖不可回收物回收策略圖關(guān)于比賽，除了機器人制作過程，還需要哪此需要特別注意？近年來，機器人技術(shù)在研究和應(yīng)用中取得很快的發(fā)展，但要想在我們的生活中大量普及機器人仍是障礙重重。《ScienceRobories》雜志列舉了機器人普及待解決的5大挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)可能在未來5到10年對人類產(chǎn)生重大影響。機器人技術(shù)的未來發(fā)展趨勢機器人專家正開始不再局限于以往用電動機齒輪和傳感器制作機器人的方法，嘗試使用諸如人造肌肉、軟體機器人技術(shù)和新的制造方法，將多種功能整合在一種材料中。1、新材料和制造方案詐多專家將機器人技術(shù)轉(zhuǎn)向生物學尋求靈感，甚至正努力把生命系統(tǒng)融人到他們的機器人中。2、仿生機器人和生物混合機器人成群的簡單機器人組裝成不同的結(jié)構(gòu)來處理不同的任務(wù)，用于替代大型的執(zhí)行特定任務(wù)的機器人。3、機器人集群式處理任務(wù)腦機接口是人或動物的大腦與外部設(shè)備間建立的連接通路，未來能對先進的機器人進行無縫控制。4、腦機接口末來機器人將在醫(yī)學領(lǐng)域有重大影響，對于醫(yī)療機器人的需求將逐漸增大。5、醫(yī)療機器人活動介紹，讀一讀1.CARC（ChinaAdolescentRoboticsCompetition），中國青少年機器人競賽。中國青少年機器人競賽是一項面向青少年機器人愛好者的普及性科技活動?；顒右愿挥趧?chuàng)造性、挑戰(zhàn)性和趣味性的比賽項目，引起青少年對機器人技術(shù)和知識的興趣，培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新精神、動手實踐能力和團隊合作意識，鼓勵青少年未來在科學、技術(shù)、工程和數(shù)學相關(guān)領(lǐng)域?qū)で蟀l(fā)展。2.全國青少年電子信息智能創(chuàng)新大賽，是由中國電子學會于2011年設(shè)立的面向全國的青少年電子信息科普競賽項目。大賽涵蓋電子科技、智能機器人、軟件編程三大類共10余個競賽項目。大賽的目標在于培養(yǎng)青少年鉆研探究、創(chuàng)新創(chuàng)造的科學精神，提升青少年在電子信息和智能應(yīng)用方面的技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新意識與基本能力、團隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的學風。3.“全國中小學信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐大賽”是一項運用信息技術(shù)，培養(yǎng)廣大師生的創(chuàng)新精神和實踐能力，面向青少年學