拓展模塊機(jī)器人操作信息技術(shù)專題引導(dǎo)

隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)器人的應(yīng)用也從工業(yè)制造領(lǐng)域逐漸拓展到教育娛樂、醫(yī)療康復(fù)、安防救災(zāi)、政務(wù)服務(wù)、商業(yè)等諸多領(lǐng)域，已成為當(dāng)今社會(huì)不可或缺的人類助手。近年來，國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)加大了機(jī)器人的研發(fā)投入，在硬件基礎(chǔ)與技術(shù)水平上取得了顯著提升，但缺少現(xiàn)場調(diào)試、維護(hù)、操作與運(yùn)行管理等應(yīng)用型人才。本專題鼓勵(lì)學(xué)校利用現(xiàn)有設(shè)備，訓(xùn)練學(xué)生能夠簡單操作相關(guān)機(jī)器人完成任務(wù)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

本專題設(shè)置四個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目：簡易機(jī)器人組裝調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人仿真操作、無人機(jī)航拍和服務(wù)機(jī)器人配置。在教學(xué)實(shí)施時(shí)，可根據(jù)不同專業(yè)方向選擇具體的教學(xué)項(xiàng)目。項(xiàng)目4服務(wù)機(jī)器人配置任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人

項(xiàng)目背景學(xué)校要進(jìn)行百年校慶，小小所在社團(tuán)負(fù)責(zé)配置了一臺(tái)服務(wù)機(jī)器人負(fù)責(zé)接待賓客，同時(shí)為了讓更多的人了解學(xué)校情況，還開通了在線智能客服機(jī)器人，能自動(dòng)在線回答問題。

項(xiàng)目分析本項(xiàng)目中，在了解服務(wù)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)安裝、調(diào)試服務(wù)機(jī)器人，使之能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，然后根據(jù)需求搭建在線的智能客服機(jī)器人。

學(xué)習(xí)目標(biāo)?

能為服務(wù)機(jī)器人選擇合適充電位置及搭建知識(shí)庫。?能正確設(shè)置服務(wù)機(jī)器人的各種參數(shù)并完成現(xiàn)場調(diào)試。?了解智能客服機(jī)器人的工作原理及搭建步驟。配置服務(wù)機(jī)器人任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)1小小開心地看著配置給社團(tuán)的這臺(tái)服務(wù)機(jī)器人，在老師的指導(dǎo)下根據(jù)說明書完成服務(wù)機(jī)器人的安裝與配置。任務(wù)描述任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人配置服務(wù)機(jī)器人，先要為機(jī)器人找到符合要求的充電位置，并連接互聯(lián)網(wǎng)，然后建設(shè)機(jī)器人知識(shí)庫和規(guī)劃導(dǎo)航路徑，最后再根據(jù)場景需要對(duì)機(jī)器人其他工作模式進(jìn)行配置。任務(wù)分析任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人機(jī)器人充電示意圖1.服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)回充服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)回充常見的是通過紅外傳感器實(shí)現(xiàn)精確定位。充電座不斷發(fā)出信號(hào)，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)底盤接收器接收到信號(hào)并成功定位，機(jī)器人自動(dòng)返回充電座充電。任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人2.

服務(wù)機(jī)器人導(dǎo)航定位任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人①存儲(chǔ)卡：存儲(chǔ)卡是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的存儲(chǔ)設(shè)備，被廣泛地用于數(shù)碼相機(jī)、平板電腦和多媒體播放器等便攜式裝置上，一般是卡片的形態(tài)，故統(tǒng)稱為“存儲(chǔ)卡”。無人機(jī)拍攝時(shí)對(duì)存儲(chǔ)卡的要求較高，最好選擇128GB及以上的高速存儲(chǔ)卡。紅外線導(dǎo)航定位示意圖自主定位導(dǎo)航是服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化的前提之一，是賦予機(jī)器人感知和行動(dòng)能力的關(guān)鍵因素。要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，使機(jī)器人準(zhǔn)確到達(dá)目的地執(zhí)行任務(wù)，且不和途中任何障礙物相碰，主要有紅外線導(dǎo)航定位、激光導(dǎo)航定位以及同步定位與地圖構(gòu)建導(dǎo)航等幾種導(dǎo)航定位方式。語音交互流程圖3.服務(wù)機(jī)器人交互工作流程①語音交互任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人②語音識(shí)別（ASR）④語音合成（TTS）③語言處理（TTS）4.

機(jī)器人知識(shí)庫任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人①存儲(chǔ)卡：存儲(chǔ)卡是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的存儲(chǔ)設(shè)備，被廣泛地用于數(shù)碼相機(jī)、平板電腦和多媒體播放器等便攜式裝置上，一般是卡片的形態(tài)，故統(tǒng)稱為“存儲(chǔ)卡”。無人機(jī)拍攝時(shí)對(duì)存儲(chǔ)卡的要求較高，最好選擇128GB及以上的高速存儲(chǔ)卡。知識(shí)庫相當(dāng)于服務(wù)機(jī)器人的大腦，是服務(wù)機(jī)器人的核心。存儲(chǔ)著機(jī)器人對(duì)所有信息的認(rèn)知概念和理解，為服務(wù)機(jī)器人提供源源不斷的知識(shí)支持，讓機(jī)器人能夠智能地回答用戶提出的各種問題。任務(wù)實(shí)施任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人打開機(jī)器人外包裝，按照說明書要求拆卸服務(wù)機(jī)器人的保護(hù)裝置。服務(wù)機(jī)器人各關(guān)節(jié)活動(dòng)部位都有卡扣固定，不能暴力拆卸，以避免造成機(jī)器人硬件損壞或線路短路。拆卸服務(wù)機(jī)器人保護(hù)裝置示意圖拆卸保護(hù)裝置1任務(wù)實(shí)施任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人選擇合適的位置作為機(jī)器人自動(dòng)回充電點(diǎn)。安裝充電座示意圖安裝充電座2①充電座周邊空曠，左右兩邊2米內(nèi)不能有障礙物，利于機(jī)器人返回。②充電座必須靠墻緊貼放置，防止充電座在充電過程中晃動(dòng)。③墻體不能為不透明物，且墻體的高度需高于充電器的高度。

充電座安裝原則任務(wù)實(shí)施任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人打開機(jī)器人電源開關(guān)后，進(jìn)入WiFi設(shè)置界面，選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行配置，讓機(jī)器人接入網(wǎng)絡(luò)。WiFi設(shè)置接入網(wǎng)絡(luò)3任務(wù)實(shí)施任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人搭建服務(wù)機(jī)器人的目的是為百年校慶接待服務(wù)，當(dāng)參加校慶的人員在現(xiàn)場有需要時(shí)，能通過與服務(wù)機(jī)器人的交流得到所需要的內(nèi)容，這就需要建立校慶接待的知識(shí)庫。

建設(shè)知識(shí)庫4“知識(shí)庫”建設(shè)示例任務(wù)實(shí)施任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人根據(jù)設(shè)計(jì)在活動(dòng)場館地圖上標(biāo)記導(dǎo)航點(diǎn)位，讓服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)主動(dòng)迎賓和巡游講解，還可以根據(jù)客人的需要引導(dǎo)到指定位置。

地圖規(guī)劃5SLAM構(gòu)建地圖與設(shè)計(jì)圖對(duì)比任務(wù)實(shí)施任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人要使機(jī)器人能正常工作，還需要對(duì)機(jī)器人的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置后的機(jī)器人將按照設(shè)置的數(shù)據(jù)執(zhí)行任務(wù)。

工作模式設(shè)置6機(jī)器人空閑設(shè)置任務(wù)實(shí)施任務(wù)1配置服務(wù)機(jī)器人搭建服務(wù)機(jī)器人的目的是為百年校慶接待服務(wù)，當(dāng)參加校慶的人員在現(xiàn)場有需要時(shí)，能通過與服務(wù)機(jī)器人的交流得到所需要的內(nèi)容，這就需要建立校慶接待的知識(shí)庫。

運(yùn)行測試7運(yùn)行測試搭建智能客服機(jī)器人任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)2小小所在社團(tuán)需要搭建一個(gè)在線的智能客服機(jī)器人，為各界社會(huì)人士和校友提供24小時(shí)在線咨詢服務(wù)。任務(wù)描述任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人作為校慶服務(wù)工作的補(bǔ)充，在線智能客服機(jī)器人需24小時(shí)在線，隨時(shí)解答有關(guān)校慶問題，本任務(wù)首先需要選擇適合場景的“平臺(tái)系統(tǒng)”和“問答系統(tǒng)”類型，然后構(gòu)建客服機(jī)器人的大腦——“知識(shí)庫”，最后調(diào)試和上線運(yùn)行。任務(wù)分析任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人智能客服機(jī)器人示意圖1.智能客服機(jī)器人智能客服機(jī)器人是基于

AI技術(shù)與自然語言處理算法開發(fā)出來的程序，能夠準(zhǔn)確識(shí)別訪客在線咨詢內(nèi)容的含義，快速確定對(duì)方想要咨詢的項(xiàng)目和意圖，并從知識(shí)庫中智能提取對(duì)應(yīng)解答的話術(shù)進(jìn)行自動(dòng)回復(fù)。任務(wù)準(zhǔn)備一個(gè)客服機(jī)器人可以同時(shí)接待幾千甚至幾萬個(gè)訪客的在線咨詢?nèi)蝿?wù)2搭建智能客服機(jī)器人2.

智能客服機(jī)器人的工作原理任務(wù)準(zhǔn)備①存儲(chǔ)卡：存儲(chǔ)卡是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的存儲(chǔ)設(shè)備，被廣泛地用于數(shù)碼相機(jī)、平板電腦和多媒體播放器等便攜式裝置上，一般是卡片的形態(tài)，故統(tǒng)稱為“存儲(chǔ)卡”。無人機(jī)拍攝時(shí)對(duì)存儲(chǔ)卡的要求較高，最好選擇128GB及以上的高速存儲(chǔ)卡。在線客服機(jī)器人工作流程圖智能客服機(jī)器人預(yù)先準(zhǔn)備客戶服務(wù)相關(guān)信息的問題和答案，整理成為知識(shí)庫，當(dāng)客服機(jī)器人接收到客戶提出的問題后，通過自然語言處理技術(shù)和算法模型理解客戶所表達(dá)的意思，找出與此問題匹配的答案并發(fā)送給客戶。任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人3.

智能客服機(jī)器人知識(shí)庫任務(wù)準(zhǔn)備①存儲(chǔ)卡：存儲(chǔ)卡是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的存儲(chǔ)設(shè)備，被廣泛地用于數(shù)碼相機(jī)、平板電腦和多媒體播放器等便攜式裝置上，一般是卡片的形態(tài)，故統(tǒng)稱為“存儲(chǔ)卡”。無人機(jī)拍攝時(shí)對(duì)存儲(chǔ)卡的要求較高，最好選擇128GB及以上的高速存儲(chǔ)卡。知識(shí)庫智能客服機(jī)器人的知識(shí)庫就像人的大腦一樣，這些信息內(nèi)容以數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)在機(jī)器人的數(shù)據(jù)庫中，在需要的時(shí)候被調(diào)出調(diào)用，自動(dòng)回復(fù)客戶。任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人任務(wù)實(shí)施智能客服機(jī)器人是搭載在客服系統(tǒng)上的一個(gè)核心功能，使用的前提是先進(jìn)行客服系統(tǒng)的安裝，目前常用的客服系統(tǒng)平臺(tái)有3種方式可以選擇。常用的客服系統(tǒng)平臺(tái)選擇客服系統(tǒng)1任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人任務(wù)實(shí)施問答系統(tǒng)的核心在于同一`，問答系統(tǒng)需要正確地理解問題。問答系統(tǒng)通常分為問答型機(jī)器人、任務(wù)型機(jī)器人、閑聊型機(jī)器人，三者的設(shè)計(jì)分別針對(duì)不同的應(yīng)用場景。問答系統(tǒng)選擇問答系統(tǒng)2任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人任務(wù)實(shí)施用戶通過網(wǎng)頁或手機(jī)提問，智能客服機(jī)器人在后臺(tái)進(jìn)行處理，當(dāng)正確理解問題后，系統(tǒng)程序不能憑空產(chǎn)生回答的問題，需要構(gòu)建一個(gè)知識(shí)庫。在制作“知識(shí)庫”時(shí)要考慮周全，回答的問題盡量貼近現(xiàn)實(shí)?？头C(jī)器人知識(shí)庫建設(shè)（樣本）配置知識(shí)庫3問題答案什么時(shí)候開校慶？202X年6月18日具體地點(diǎn)在哪兒？在新修的“某某校區(qū)”學(xué)術(shù)大廳，……交通如何解決？機(jī)場和高鐵站都人專人接待，……住宿是否方便？學(xué)校周邊各個(gè)檔次的酒店都有，價(jià)格合適，……校慶需要幾天時(shí)間？2天時(shí)間，……有哪些流程？先集中在學(xué)術(shù)大廳啟動(dòng)儀式，參觀新校園，各學(xué)院在研討……任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人任務(wù)實(shí)施系統(tǒng)搭建好后，需對(duì)各模塊的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，最后進(jìn)行功能測試和調(diào)整。

運(yùn)行調(diào)試4參數(shù)設(shè)置任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人任務(wù)實(shí)施將調(diào)試后的智能客服機(jī)器人系統(tǒng)接入學(xué)校官方網(wǎng)站或微信公眾號(hào)，至此智能客服機(jī)器人搭建完成。

上線運(yùn)行5任務(wù)2搭建智能客服機(jī)器人

項(xiàng)目分享方案2由學(xué)生代表與指導(dǎo)教師組成項(xiàng)目評(píng)審組，各工作團(tuán)隊(duì)制作匯報(bào)材料并進(jìn)行答辯。方案1各工作團(tuán)隊(duì)展示交流項(xiàng)目，談?wù)勛约旱男牡皿w會(huì)，并選派代表分享交流。

項(xiàng)目評(píng)價(jià)根據(jù)項(xiàng)目完成情況填涂表類

別內(nèi)

容評(píng)

分項(xiàng)目質(zhì)量1.各個(gè)任務(wù)的評(píng)價(jià)匯總2.項(xiàng)目完成質(zhì)量☆☆☆團(tuán)隊(duì)協(xié)作1.團(tuán)隊(duì)分工、協(xié)作機(jī)制及合作效果2.協(xié)