面向问题 创意设计 交流文化 迎接挑战
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇面向问题 创意设计 交流文化 迎接挑战范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
机器人，承载了人类长久以来的伟大梦想。而今，自动控制、智能处理、智慧决策的机器人产品已经越来越多地出现在我们的身边，机器人吸尘器、机器人保安、机器人医生……机器人在创造人类的幸福生活中日渐扮演重要的角色。机器人不仅应用于生产和社会之中，它的教育价值也被人们广为认识，在面向实际问题解决的过程中，学生分析问题，设计、搭建机器人，编写、调试程序，综合性地学习并应用机械、电子、信息、通信、能源等多学科知识，手脑并用，全面发展。
世界机器人奥林匹克（WRO）搭建了这样的平台，让世界各国的中小学生展示他们在机器人方面的杰出才华与丰富的想象力及创造力，从而激发他们对科技和机器人世界的不懈探索。2012年11月，第九届WRO在环境优美、物产丰富的马来西亚举行，来自37个国家和地区的近450支队伍参与了此次盛会。在此，笔者愿与大家一起分享个人参会的见闻和一些感受。
创意——展开想象的翅膀
机器人本是一个十分专业的词语，但对学生而言，它很多时候意味着智能的玩具。孩子们走近机器人，展开了想象的翅膀，大多都乐于创意表达，用机器人做一些游戏装置，学以致用，快乐自己。此次WRO游戏类的创意很多，机器击手就是一例。
这套类人型的机器击手以履带传动实现向各个方向的移动，连杆装置作为拳击手臂，不断挥动拳头（小轮子）与对手英勇搏击。其中，左边的拳击手通过视频传感器获取信息自主控制，而右边的则由人来操控。它的创意就在于后者控制。学生（右边）选择了手机作为控制的手柄，通过蓝牙通信技术，在手机前倾、后仰、左翻、右翻之中，右边的拳击手前后左右自如地移动。操控者两个拇指在触屏上上下滑动，机器击手随即挥拳摆臂，动作十分流畅。许多观摩者忍不住上前体验一场酣畅淋漓的拳击比赛，在快乐中，我们由衷地为学生们丰富的想象和精妙的创意所折服。
挑战——面对真实的问题
古代传说中鲁班所制的木鸟“成而飞之，三日不下”，制作能自动运转的机器帮助人们解决实际问题是人类很久以来的梦想。近现代出现了众多的自动控制系统，大大提升了生产效率，推动了社会发展。当代智能化的机器人更是解放了人类，在社会服务乃至于人类所不能及的太空探测、深海勘察等领域担当重任。正是在面对真实问题并将之解决的过程中，人类获得了不断前行的动力，机器人技术可以说是展示人类文明和智慧的一个重要窗口。
当今社会老龄化是各国发展中面临的一个实际问题，越来越多的老人孤独地守在家里，由于年老体弱，很多老人需要吃药控制疾病。如何定时、准确、定量地为老人取药，以避免忘记或错误服药，成为一个现实难题。机器人可以协助管理老人日常用药。给机器人设定好时间、药品和药量，机器人就能定时提醒老人，并正确地取出所需的药物，然后由机器人小车送到老人面前，从而解决了老人日常用药中容易出差错的实际问题。
残障人士也是社会的一分子，他们拥有与健全人平等的权利和自己的梦想，但常常因身体的限制而受到影响。用机器人技术帮助他们，将有助于构建一个和谐的社会。本届WRO展示了一台用小小的Lego积木块搭建的手控小车，它能帮助那些行动不便的人士自由“走动”。摇动左边扶手上的手柄，小车载着各种肤色、体重不一的体验者缓缓移动。人们在赞叹创作者技术精湛的同时，更感受到他们敢于迎接挑战的精神，体悟到了机器人技术所饱含的人文情怀。
设计——舞动思维的芭蕾
用机器人解决问题的核心在于问题分析及机器人硬件结构和程序算法的设计。对于同一个问题，常有多种应对的机械结构方案和程序算法，这就是机器人技术设计的魅力所在。设计，没有最好，只有更好！只有让思维的芭蕾起舞，才能设计出优秀的机器人作品。
多角色连珠游戏机器人是由来自丹麦的两名高中生设计的，透过作品我们看到了设计者思维的舞动之美。多角色连珠机器人面部表情丰富，眼睛可以转动，嘴巴会表示出喜悦和悲哀，头上还用灯条作为输出。它用双手分别抓取来自左、右轨道的红球和蓝球，然后放在面前的棋盘里，如果没有取到，它会“难过”，但不气馁，直至取到为止。当红球或篮球在棋格上形成三点一线时胜出。一旦胜出，你就会看它露出高兴的神态。 它可以自己左、右手对战，也可以由人操控它的左手。操控者通过正前方的9个小方块（按键）即可操控左手取球并放在对应的棋格里。也就是说，这是一个多角色扮演的连珠机器人。
该作品的设计颇具匠心。具有三个自由度的机械手臂负责取球、放球，由于放球的位置随着游戏的进行而不断变化，因而要求机械手臂必须足够灵活以便完成复杂的取、放动作。当然，还有很多的问题需要解决，比如，记录放球的位置、选择摆放的位置、判断输赢等等。你或许会说，在9个棋格下面分别放置光感或颜色传感器就可以标记放球的位置，但这样会增加机器人的机械和电路结构的复杂性，带来系统工作不稳定的潜在问题，同时也不够经济。丹麦的小伙子将棋格转化为数字化的地图，让机器人记录每一个棋格的位置信息，通过存储和计算完成机器人选择摆放位置、判断双方输赢的任务。
让我们与蓝方展开一场比赛吧。机器人先查询棋格的位置信息，同时接收操控指令，按照指令取红球并在距离和角度的精准控制下伸展手臂，将球准确地摆放在目标格里，标记并存储该棋格已放球的信息。然后，另一方取蓝球，查阅已经摆放的棋格信息，并计算对方红球的连珠状态，以便决定是破坏对方取胜还是争取自己三个球连成一线。在双方各摆到第三个球后，机器人在每一次放球之后都会计算是否出现胜负。如果操控者胜出，机器人自然会“喜悦之情”溢于言表，而失败了则会“垂头丧气”。
看着多角色连珠机器人那简洁的结构、精准的动作和智能化的水平，我们似乎看到了“深蓝”的影子。我们感到机器人给学生所开辟的思维舞台是那么广阔，当学生将绚丽的思维芭蕾舞动起来时，我们欣赏的不仅仅是技术之美，更是被学生强大的设计和创造能力所震撼。
调试——磨练坚韧的意志
调试是创作机器人作品不可或缺的阶段，也是一段痛苦难熬的时间。但调试磨练了学生坚韧的意志，调试让学生在对机器人作品测试、优化中不断地反思和提升自己。
自助奶茶机可以由顾客自助选择奶茶种类，机器人自动添加料粉、冲水、递送，完成任务。它的工作过程中涉及取杯、加料、冲水、递送等一系列的动作，为了有效地控制，学生相应地设计了多个子系统，独立负责各自动作的同时又进行相互协调，确保整个任务完成。但多个子系统相互配合并非易事，比如，机器人从左侧的杯架上取杯后，需要按照顾客所点的奶茶将杯子送到右侧对应的加料口，距离稍有差错，加料动作将会失败。两位学生反复地调试着自己的作品，测试装置的准确性、联动性和稳定性。看着学生沉着冷静、聚精会神地投入到调试工作中，我们不难想象他们所经历的失败和挫折，也坚信他们已经在机器人技术学习和应用中练就的毅力。
调试机器人不仅是一个环节，它还展开了人的逆向和正向交织的综合性思考。在看似枯燥的调试中，学生的技术学习在坚韧毅力的保证下，从单纯的知识累加、技能应用到知识交融、技巧生成，调试中尝试的多种结构、不同算法，还能进一步生成知识和经验，促进学生形成优化的方法和思维习惯。
机器人技术代表了当今技术的前沿发展，它同样也呈现了一种智能化、信息化的生活和文化样式。本届WRO展示的作品，大多传递着浓厚的文化气息，让我们品尝了一次多元文化的大餐。中国台湾的端午节龙舟赛、俄罗斯的单词接龙、马来西亚的猴子摘椰子、中国内地的茶艺等一批以文化为背景的机器人作品，不仅展示了先进的机器人技术，更传播了不同地域、民族的多元文化。
以本次参展的中国内地的茶艺机器人作品为例。中国的茶艺有着悠久的传统，在选茗、择水、烹茶、品茶等过程中，体现中华民族传统的审美情趣和精神寄托。应当说，用机器人表现茶艺，其机械部分还是相当复杂的，控制要十分精准，才能在放茶叶、洗杯子、泡茶、倒茶时不出差错。中国的两位女选手身穿旗袍，团结协作，用流利的英语与来自世界各地的观展者交流，介绍中国茶艺的历史、典故、种类、特点等，机器人现场同步演示，悠扬的《高山流水》回荡在耳边，既表现了中国参赛选手较高的机器人技术水平，又传扬了中国传统的人与自然合一的文化观念，将机器人技术与文化交流融合得天衣无缝。
由此我们体会到，技术的知识、原理虽是相同的，但技术应用于不同地域、民族和情境中所产生的文化却是多样的。技术的形式、风格和样式的差异充分体现了人类文明的多元，相互交流中，我们将开阔眼界，摆脱狭隘，彼此认同；我们将共享精彩，告别单一。
观摩归来，笔者收获很多，感触很深。 WRO活动给当下的信息技术教育带来许多重要的启示。马来西亚教育部副部长拿督魏家祥在闭幕式上说：“WRO大赛能锻炼学生的思考、规划和学习技术的能力、意志，而这正是未来社会所必需的。各国青少年展示了自己在科学、技术、工程、数学和艺术等方面的才华。”信息技术教育应当引领年青一代面向社会发展的问题和需要，勇于迎接挑战，释放想象力和创造力，应用技术创意，设计出更多关爱人、服务人、发展人的技术作品，促进多元文化的交流、认同，共同走向一个智能、人文、和谐的时代。
（作者单位：南京师范大学教育科学学院）