Než začnete
Základní otázka: Jak roboti interagují se svým prostředím?
Porozumění jednotce:
- Senzor je zařízení, které shromažďuje a hlásí data o okolí senzoru.
- Kódování robotů pro interpretaci dat ze senzorů umožňuje robotům upravovat své činnosti na základě měnících se nebo neočekávaných podmínek.
- Senzor AI Vision na kódovacím robotu VEX AIM detekuje a hlásí data o objektech, jako jsou sudy, sportovní míče a AprilTagy.
- Makrobloky ve VEXcode AIM kombinují více chování do jednoho bloku pro provádění složitých úkolů.
Sladění se standardy
Asociace učitelů informatiky (CSTA)
- 1B-CS-02: Modelujte, jak počítačový hardware a software spolupracují jako systém za účelem plnění úkolů.
- 1B-DA-07: Využít data k zdůraznění nebo navržení vztahů příčiny a následku, předpovědi výsledků nebo sdělení myšlenky.
- 1B-AP-08: Porovnejte a zpřesněte více algoritmů pro stejný úkol a určete, který je nejvhodnější.
- 1B-AP-10: Vytvářejte programy, které obsahují sekvence, události, smyčky a podmíněné výrazy.
- 2-CS-02: Navrhovat projekty, které kombinují hardwarové a softwarové komponenty pro sběr a výměnu dat.
- 2-AP-15: Vyhledávejte a zapracovávejte zpětnou vazbu od členů týmu a uživatelů s cílem vylepšit řešení, které splňuje potřeby uživatelů.
- 2-AP-19: Dokumentujte programy, aby se snáze sledovaly, testovaly a ladily.
- 3A-AP-22: Navrhování a vývoj výpočetních artefaktů v týmových rolích s využitím nástrojů pro spolupráci.
- 3B-AP-09: Implementujte algoritmus umělé inteligence pro hraní hry proti lidskému soupeři nebo pro řešení problému.
Potřebné materiály (na skupinu):
- Kódovací robot VEX AIM
- Ovladač s jednou páčkou
- 2 oranžové sudy
- 2 modré sudy
- 2 sportovní míče
- ID značky duben 0
- AIM Field (4 dlaždice a 8 stěn)
Více informací o makroblokech použitých v této jednotce naleznete této částiVEX AIM API.
Chcete-li se dozvědět více o výuce konceptů umělé inteligence pomocí VEXu, navštivte stránky teachai.vex.com.
Doporučený čas pro tuto lekci: 6–9 lekcí
I když se tempo výuky bude lišit v jednotlivých třídách, doporučené načasování vám může pomoci efektivně plánovat. „Sezení“ trvá přibližně 45–50 minut. Své studenty znáte nejlépe, proto upravte načasování podle potřeby tak, aby co nejlépe vyhovovalo potřebám vašich studentů ve vašem prostředí.
- Úvod: 1 sezení
- Lekce 1: 1–2 sezení
- Prozkoumání ukázkového projektu: 1 lekce
- Lekce 2: 1–2 sezení
- Výzva jednotky: 2–3 sezení
Tato lekce vás seznámí se senzorem AI Vision kódovacího robota VEX AIM. Dozvíte se, jak senzor umožňuje vašemu robotovi reagovat a přizpůsobovat se změnám v jeho prostředí, jako jsou různé objekty nebo nové polohy. Pomocí umělé inteligence (AI Vision) naprogramujete robota, který bude zvedat a doručovat sudy a kopat do sportovních míčů náhodně rozmístěných po hřišti. Na konci jednotky se zúčastníte časově omezené výzvy, ve které budete sbírat sportovní míče a vstřelit dva góly!
Podívejte se na video níže, kde uvidíte robota:
- Sbírejte sportovní míče odkudkoli na hřišti.
- Střílejte góly z libovolného místa na hřišti.
Po zhlédnutí videa proběhne ve třídě diskuse o něm. Zaznamenejte si do deníku odpovědi na následující otázky, abyste si lépe utvořili myšlenky a připravili se na diskusi:
- Jak si myslíš, že robot ví, jak najít sportovní míče, i když změní polohu?
- Jak si myslíte, že by senzor s umělou inteligencí mohl pomoci vašemu robotovi pohybovat se s přesností a správností?
- Co vidíte ve videu, co podporuje vaše myšlenky?
- Jaké máte otázky ohledně kódování pomocí AI Vision Sensor?
- Jaké dovednosti a znalosti budete muset rozvíjet, abyste splnili tuto výzvu?
Po zhlédnutí videa proběhne ve třídě diskuse o něm. Zaznamenejte si do deníku odpovědi na následující otázky, abyste si lépe utvořili myšlenky a připravili se na diskusi:
- Jak si myslíš, že robot ví, jak najít sportovní míče, i když změní polohu?
- Jak si myslíte, že by senzor s umělou inteligencí mohl pomoci vašemu robotovi pohybovat se s přesností a správností?
- Co ve videu vidíte, co podporuje vaše myšlenky?
- Jaké máte otázky ohledně kódování pomocí AI Vision Sensor?
- Jaké dovednosti a znalosti budete muset rozvíjet, abyste splnili tuto výzvu?
Poté, co si studenti video prohlédnou, postupujte podle zavedeného postupu k usnadnění diskuse s celou třídou, abyste získali jejich postřehy a připravili je na společné vytváření učebních cílů pro danou lekci.
Dále pomozte studentům propojit obsah této jednotky s reálným světem a využít předchozí znalosti pomocí následující výzvy:
Jaké jsou příklady senzorů, které vidíte v každodenním životě? Jaké druhy informací tyto senzory detekují? Jak pomáhají strojům nebo lidem reagovat na měnící se podmínky? Studenti mohou navrhnout:
- Automatické dveře v obchodech, které se otevírají při detekci pohybu.
- Detektory kouře, které detekují kouř a varují nás před požárem.
- Termostaty, které detekují změny teploty a udržují v místnostech příjemnou teplotu.
- Auta, která používají couvací kamery nebo parkovací senzory, které pomáhají řidičům vyhýbat se překážkám.
- Telefony, které automaticky upravují jas obrazovky na základě úrovně okolního osvětlení.
Spoluvytváření vzdělávacích cílů
Nyní, když jste si prohlédli video, víte, že budete kódovat robota tak, aby interagoval s objekty ve svém okolí pomocí senzoru AI Vision Sensor, a to i v případě, že robot nebo objekty změní polohu. Zamyslete se nad tím, co budete potřebovat vědět a umět, abyste toho dosáhli. Společně se skupinou a učitelem si vytvoříte učební cíle, abyste měli společné pochopení vašich učebních cílů pro tuto lekci.
Zaznamenejte si své studijní cíle do deníku. K těmto vzdělávacím cílům se v této lekci vrátíte, abyste se zamysleli nad svým pokrokem a naplánovali si budoucí učení.
Nyní, když jste si prohlédli video, víte, že budete kódovat robota tak, aby interagoval s objekty ve svém okolí pomocí senzoru AI Vision Sensor, a to i v případě, že robot nebo objekty změní polohu. Zamyslete se nad tím, co budete potřebovat vědět a umět, abyste toho dosáhli. Společně se skupinou a učitelem si vytvoříte učební cíle, abyste měli společné pochopení vašich učebních cílů pro tuto lekci.
Zaznamenejte si své studijní cíle do deníku. K těmto vzdělávacím cílům se v této lekci vrátíte, abyste se zamysleli nad svým pokrokem a naplánovali si budoucí učení.
Proveďte studenty jako celou třídu procesem společné tvorby vzdělávacích cílů.
- Proberte se studenty, co budou potřebovat vědět k dokončení aktivit uvedených ve videu výše. Zaformulujte je jako tvrzení typu „Dokážu“.
- Příklady vět „Umím“ pro tuto jednotku zahrnují:
- Dokážu naprogramovat robota tak, aby zvedl sportovní míč odkudkoli na hřišti, i když se jeho poloha změní.
- Můžu použít senzor AI Vision Sensor, který mi pomůže zaměřit se na branku a kopnout míč skrz ni.
- Příklady vět „Umím“ pro tuto jednotku zahrnují:
- Na základě tohoto seznamu společně vytvořte vzdělávací cíle.
Další pokyny k společnému vytváření vzdělávacích cílů se studenty v článkuknihovny VEX. Pak jděte dál a dozvíte se více o společné tvorbě vzdělávacích cílů s touto lekcí z mistrovské třídy VEX PD+.
Vyberte Další > a začněte programovat robota tak, aby používal zpětnou vazbu ze senzorů.