发布时间:2021-07-06 16:13:22 来源:
一、项目实施过程中的主要完成方式
项目主要以河北工程大学机器人创新创业基地为平台,并以大学生机器人大赛为载体,建立河北工程大学机器人与人工智能科普展厅,开展机器人与人工智能的普及与推广工作。该展厅的建设划分为六大区域,主要包括人工智能展区、机器人基础技术展区、机器人组成原理展区、工业机器人展区、机器人赛事展区以及主题活动区,项目在实施过程中主要完成方式如下:
(1)采用文字、图片和结构图等形式建立展墙,展示人工智能与机器人的基本理论知识和取得的相关教学与研究成果,如:人工智能的核心技术、研究热点、应用领域、发展趋势等;机器人的历史背景、发展过程、科学原理、结构组成、具体应用等;学校参加各类机器人大赛的获奖情况;以及教师在相关领域发表的论文、申请的专利等。
(2)搭建展台,以实物展示机器人常用零部件的结构,如减速器、传感器、电机、舵机等常用件,并配备相关图片,全面展示机器人的构成和原理。
(3)模块化组装机器人套件,参观者可对其中的独立单元进行自由组合、快速组装,进而得到能实现一定功能的机器人。
(4)配备迎宾机器人,协助讲解员完成迎宾、导游、讲解等工作。
(5)配备人机互动机器人,可通过语音交流、声控光控、指纹或人脸识别等方式,实现人机互动等,以激发大众对机器人的学习兴趣。
(6)配备不同功能的智能机器人与工业机器人,可同过手工操作与机器人进行五子棋对弈、完成书法写作以及搬运、分拣等工业操作。
(7)建立历届竞赛机器人相关模型,以历届参赛作品与模型展示学生自主创作的各类机器人。
(8)配备多媒体播放器,进行机器人相关赛事的宣传、视频的播放,举办科普讲座、报告、机器人竞赛以及技术交流等活动。
二、项目具体完成情况
项目的主要内容是建设集理论与实践于一体的机器人与人工智能科普展厅,包括人工智能展区、机器人基础技术展区、机器人组成原理展区、工业机器人展区、机器人赛事展区以及主题活动区六大展区。针对该内容,分别在河北工程大学工程训练中心42-301、42-201以及机械学院15-113建立了人工智能与机器人展室、机器人竞赛展室、工业机器人展室三个展室,并合理利用走廊建立展廊展区,通过三展室一展廊共同完成了机器人与人工智能科普展厅的建设。三展室一展廊的具体建设情况如下:
(1)人工智能与机器人展室
该展室位于河北工程大学工程训练中心301室,该展室主要以文字、图片、表格以及结构图等形式展示人工智能的基本技术、机器人的理论知识、机器人的组成原理等基础知识,并配有多台机器人用于人机互动,以增加科普的趣味性。
第一部分是AI与机器人
该部分以文字加图片的形式来展示人工智能的核心技术、研究热点、应用领域和发展趋势等,主要以墙壁展板的形式进行展示。
第二部分是走近机器人
该部分以文字、图片和树状结构图的形式详细展示机器人的历史背景、发展过程、科学原理、结构组成、具体应用等,主要以墙壁展板的形式进行展示。同时辅助机器人组成主要零件的实物,并在墙壁以文字加图片的形式对其进行介绍。
第三部分是我与机器人
为了紧跟时代发展步伐,迎接新技术革命的挑战,近年来,我校河北工程大学师生积极转变教学观念,深化教育教学改革,在专业建设、人才培养、学术研究、学科竞赛、创新创业等方面都有了长足发展,取得了一系列令人鼓舞的成果和成绩。在该展示板块,以文字加图片的形式展示了我校学生参加全国大学生机器人大赛的获奖情况以及以参赛作品为媒介对中小学学生开展的科普教育,并以表格的形式详细列出了我校师生近年来所取得的部分相关教学与科研成果。
第四部分是牵手机器人
又称体验机器人,这在该部分配备了多台机器人,用于参观者与机器人进行人机互动,增加科普教育的趣味性。配由智能五子棋机器人1台,可实现机器人与人进行五子棋对弈。配有智能写字书法机器人1台,机器人可实时同步地模仿用户笔迹,还可与参观者共同创作国画、书写对联等。配有人机互动机器人3台,可与来访者进行简单的语言交流,按照语音指令,作出相应的动作响应;可对光源或颜色感应作出语音或动作响应;可对人脸、指纹、图像进行识别,并予以信息反馈。配有跳舞机器人4台,可完成跳舞、武术、竞速等动作。此外,在该部分还配备了工业机器人1台,该机器人属于4自由度并联机器人,能够顺利完成3种以上小物件的传送、分拣、码垛或者装箱,参观者可通过按钮的控制来操作工业机器人,完成不同功能,了解工业机器人的工程应用。
除此之外,该展室还配有专门的迎宾机器人1台,用于协助讲解员完成迎宾、导游、讲解等工作,并可与参观者进行简单的语音交流和问候,针对重要的讲解内容还可作出简单的动作或手势。同时还配有多媒体播放器1套,可用于机器人相关赛事的宣传、视频的播放,举办科普讲座、报告、机器人竞赛以及技术交流等活动。
(2)机器人竞赛展室
该展室又称机器人创新实验室,位于河北工程大学工程训练中心201室。该展室主要由机器人竞赛实训区、机器人创新设计区和历届参赛作品展示区组成,主要以全国大学生机器人大赛参赛作品的设计、演示以及历届作品开展机器人科学普及活动。
机器人竞赛实训区建有专门的机器人大赛训练场地,主要用于学生进行各类机器人大赛的备赛场地,参观者在此可观看实际的比赛演示,同时可组织开展小型机器人竞赛。
机器人创新设计区配备有电脑、桌椅、橱柜等多套,可在此进行机器人创新设计,完成机器人的整个创作,制作三维电子机器人模型,让参观者实际感受机器人的创作过程,同时亦可在此开展机器人创新设计培训等活动。
历届参赛作品展示区陈列了我校机器人队历届参赛作品,供参观者更详尽的了解各届参赛机器人的功能与原理。
(3)工业机器人展室
该展室又称为机器人实验室,位于河北工程大学机械学院15-113。该展室是对工业机器人建设的补充,主要由各型串联机器人,并联机器人,三坐标机器人,移动机器人等组成,配备了KUKA,ABB,安川等品牌的工业机器人。在该展区可操作各类工业机器人完成不同任务,同时可用于大学生开展机器人试验,可使大众初步了解工业机器人的工程应用,培养大众的现代工程意识。
(4)展廊展区
充分利用机器人竞赛展室外部的走廊,以文字和图片的形式详细展示我校机器人创新实验室自成立以来的发展历程以及各类规章制度等。
我校机器人创新实验室成立于2008年12月,自成立以来,秉持团结(unite)、追求(pursue)、责任(responsibility)、享受(enjoy)的团队精神,共同克服困难,多次参与给累机器人大赛。迄今为止,我校已连续参加了12次全国比赛,其中获得最佳新人奖1次、优秀奖2次、最佳表现奖2次,4次跻身全国八强,共获得全国比赛一等奖5次、二等奖5次、三等奖2次。并分别于2018年6月和2020年11月,获得了全国大学生机器人大赛的(ROBOCON)亚军和冠军。此外,还多次获得华北五省机器人大赛的三等奖至一等奖等将项。其成员全部来自各个学院不同专业的大学生;参加比赛所需要的机器人都是由这些队员自行设计、制作、组装、调试完成的,从而锻炼和培养了学生的动手能力、协作能力、吃苦耐劳与创新精神。
通过该展区可使观众深入了解我校学生参加机器人的大赛情况,充分展示我校大学生的敢于创新、勇于拼搏的精神风貌,激发大众对机器人的学习热情。
三、相关指标的完成情况
(1)机器人展厅服务能力指标
预期要求:
项目建设的机器人与人工智能科普展厅共计6个展区,占地面积1000平方米,展厅中设置用于播放机器人相关技术的多媒体一套;展厅中预计在设置8台不同种类机器人用于参观展示,参观展板数不低于200。
完成情况:
①项目建立的三展室一展廊,共同实现了六个展区的建设。其中,人工智能与机器人展室容纳了人工智能展区、机器人基础技术展区、机器人组成原理展区和主题活动区4个展区的相关内容,并包含部分工业机器人展区内容;机器人竞赛展室容纳了机器人赛事展区、主题活动区2个展区的相关内容;工业机器人展室主要建设工业机器人展区相关内容,而走廊展区主要是对相关内容的补充与总体介绍。
②人工智能与机器人展室建筑面积约240平方米,机器人竞赛展室建筑面积约480平方米,工业机器人展室建筑面积约220平方米,走廊展区建筑面积约60平方米,总建筑面积约1000平方米。
③在人工智能与机器人展室配备了多媒体播放器1套。
④项目建设期间,新配备了智能五子棋机器人1台、智能书法机器人1台、人机交互机器人3台、跳舞机器人4台、并联工业机器人1台、迎宾机器人1台,共计11台,大于预期的8台机器人要求。
⑤建立展墙用于展示人工智能与机器人的基本理论知识、取得的相关教学与研究成果以及竞赛获奖等,折合展板数大于200块的预期要求。
(2)机器人展厅服务质量指标
预期要求:
项目建设的机器人科普展厅每年对外开放不低于10次,每次开展科普活动的持续开放时间不低于8小时,每次参与展示的专业技术人员不低于10人。
完成情况:
项目是在原有机器人创新实验室基础上开展的,基于原有的竞赛机器人,向学校的所有学生长期免费开放,学生可随时进入学习,同时向校外和周边人员进行开放,进行中小学生科普教育、新生入学教育、接待上级领导参观等,次数已达十几次。在建设和完善过程中,基于新建立的展室,开展入学教育、接待领导参观等活动也已达3次。每次参与的学生与老师人数大于10人。每年开放次数、时间和人数均大于预期的要求。
四、取得的社会效益与经济效益
(1)社会效益
通过开展机器人与人工智能先进技术的科普教育活动,激发了公众对机器人与人工智能技术的兴趣,提升人们的科学素养,有助于机器人技术在生产生活中的应用和创新;利用所建设的科普展厅,将科学普及与人才培养结合到一起,深化教学改革,转变人才培养模式,提高人才培养质量,有效推进了我校新工科建设;将机器人竞赛与科普展厅相结合,让学生自主设计机器人,使学生做到赛中学、学中做、做中宣,为社会培养一批高科技的科普人才和创新人才。
(2)经济效益
所建设的科普展厅面向邯郸地区广大的中小学生、高校学生、社会团体以及不同知识层次的人群开展机器人科普教育与培训。同时还辐射豫北、鲁西等区域的广大人群,接受广大外来人员的参观与交流,举办科普活动,向大众传播普及机器人与人工智能的知识与文化。通过展示、互动、实操的教育方式,使大众对机器人与人工智能技术相关知识的掌握和运用得到提升。每年接待校内学生入学教育、毕业实习、服务学科竞赛等,接待厂矿企业以及中小学教师与学生的参观或培训,为学校节省经费的同时,为社会培养高新技术人才,有效的带动社会生产效率的提升。