6人工智能与机器人-看电影・上学・长跑

人工智能与机器人（初中版第3单元聪明的机器人）第六课看电影·上学·长跑看电影·上学·长跑学习目标：1.学会用流程图表示算法，了解算法的三种模式2.认识诺宝RC编程软件的操作平台3.学会调用案例库中的任意程序，然后下载到机器人上看电影·上学·长跑想一想？“看电影.上学.长跑”，都是选自我们生活的小事，你知道这几件小事中蕴涵着什么算法吗？这节课我们将从这些小事入手，进一步了解算法来自生活的道理，学会用流程图表示算法的三种模式。看电影·上学·长跑1、生活中的算法开始结束有买票的钱买票检票找座位看电影①看电影—顺序模式顺序模式就是一步一步来，做完一步再做下一步，这就像你上体育课跑步一样，一步接一步，最后到达终点。生活中，这样的例子太多了，比方说，你和同学去看电影，第一步是要有买票的钱，第二步是买票，第三步是检票，第四步是进去之后找到座位坐下，等待电影开始，这就是按照顺序来。小活动：从“看电影.上学.长跑”，几件生活小事中理解算法，排列出做事情的方法步骤，分析比较它们的不同之处，并试着画出流程图。看电影流程图看电影·上学·长跑在计算机的“算法”里，也要用到这种思维方式，编写程序的时候，就是表示为执行完一个步骤，再按顺序执行下一个步骤。例如我们需要编辑一个机器人行走正方形的程序，那么我们先要规范一下编程思路，第一步让机器人直行，第二步让机器人转向90度，然后再直行，再转向，直到机器人走完一个正方形。每一个步骤都必须有顺序的完成，一步走错机器人就不能正确的完成任务。（图形案例程序如右图）计算机里的顺序算法应用看电影·上学·长跑②上学—选择模式生活中经常会面临需要根据不同的情况作出选择的事情，例如，过马路要看红绿灯等。这种模式在计算机程序里叫做“选择模式”。看电影·上学·长跑小明同学的家离学校一站地。步行要20分钟，乘车要5分钟，平时都是在家吃早餐需要10分钟。有天早上她起晚了，离上课只有30分钟了。这时，为了不迟到，她有两种选择，或者在家吃早饭，或者带饭。如果选择带饭，仍然可以步行到学校；如果选择在家吃早饭，就只有坐车去学校。坐车上学是否在家吃饭开始结束走路上学离上课只剩30分钟小明上学选择结构流程图流程图如图：看电影·上学·长跑在编辑一个机器人躲避障碍物的程序时，我们首先要考虑用什么传感器能让机器人看到前方的物体，然后当机器人发现物体了它应该转向那个方向。知道这些了，一切就好办。我们可以让机器人运用红外避障传感器检测前方是否有障碍物，然后用“条件判断”模块，对传感器返回的信号进行判断，并发出命令。当前方有物体时，让机器人左转，再直行。如果没有，就可以让机器人一直直行。这样一个机器人躲避障碍物的程序就编辑完成了。（图形程序如右）计算机中选择结构的应用看电影·上学·长跑③长跑—循环模式像练字、长跑和骑自行车之类的事情，总是不断地重复一个动作，直到完成最初计划好的重复次数为止。这种需要重复去做的模式，在计算机程序里叫做“循环模式”。看电影·上学·长跑生活中，有许多事情都是需要反复地去做同样的动作。例如刚开始学习写字的时候，老师经常要求一个字抄写十遍，你从第一个字写到第十个，就是完成了一个重复的过程。运动会上，万米长跑运动员，需要围着400米长的跑道跑25圈。你骑自行车，双脚要不断地轮换踩踏板，才会从一个地方到达另一个地方。开始结束重复25次围着400米长的跑道一圈长跑循环结构流程图以上我们了解了生活中顺序和选择结构，以及他们在计算机中的应用，那么循环结构是怎样在计算机中应用呢？动动手试验操作下。看电影·上学·长跑2、认识机器人编程软件指挥控制机器人要有能与机器人沟通的桥梁——机器人控制软件编程平台。诺宝RC编程环境采用了图形化编程与C语言编程相结合的编程方式，操作简便。编程时，当流程图搭建完毕，C语言程序就自动编写完成，并能同步进行程序的模拟演示（仿真）。在程序编写完成后，可以立即下载程序到机器人中运行，如果发现程序有错误，还可以重新编辑和修改。诺宝RC编程环境由流程图编辑界面、C语言源代码编辑界面和仿真界面三部分组成。看电影·上学·长跑①认识流程图编辑界面编辑主界面包括菜单栏、工具栏、模块库（包括数字传感器、数字化传感器、模拟传感器、输出模块、时间模块、流程控制模块、程序模块）、流程图生成区、C代码显示区，主要功能是编辑图形化程序。菜单栏流程图生成区C代码显示区模块库区工具栏看电影·上学·长跑②认识C语言源代码编辑主界面菜单栏C语言源代码编辑区工具栏诺宝RC编程环境的C语言编辑界面的主要功能是可以直接对C语言进行编辑、修改、保存、编译及下载。并且操作方法简便，基本操作方法与编写Word文档类似。C语言源代码编辑主界面主要包括菜单栏、工具栏、源代码编辑区，三个部分组成。看电影·上学·长跑③了解仿真界面诺宝RC编程环境的仿真界面能模拟机器人运行程序，同时提供了运行环境的创建、修改、删除、参数设置等功能。仿真主界面中包括菜单栏、工具栏、仿真演示区、状态栏四个部分组成。菜单栏工具栏仿真演示区状态栏看电影·上学·长跑3、初试编程软件第1步单击工具栏的“打开”按钮，选择一个编好的范例程序。例如“等腰三角形”程序。在流程图生成区是画等腰三角形的程序，它的右边就是C语言代码。看电影·上学·长跑第4步用数据线连接好计算机和诺宝教育机器人。第2步单击流程图编辑主界面中的“仿真”按钮，进入仿真主界面，然后单击仿真主界面中的“仿真”按钮，模拟演示该程序的运行效果。第3步单击仿真主界面中的“退出”按钮，回到流程图编辑主界面。看电影·上学·长跑第5步单击“编译下载”按钮，将当前程序下载到机器人里。第6步打开机器人运行开关，观察机器人的运行情况。看电影·上学·长跑在案例库中任意选择喜欢的程序，体验运行程序的快乐。