2020年03月04日 | 机器人设计，让你的脑子活起来

2020-03-04 来源：EEWORLD

翻译自——embedded

如果大学导师让你用所学的脉宽调制控制理论让机器人尽可能快地从迷宫的一端移动到另一端，你会不会一脸茫然的看和他。

我每天在和机器人打交道，这就是我所做的。两年前，我帮助德州仪器公司(Texas Instruments)为大学课堂开发了一套名为TI robotics System Learning kit (TI-RSLK)的机器人工具包系列，旨在教授嵌入式系统和应用程序，作为大多数电气和计算机工程课程中常见的一门课程。

TI-RSLK学习工具包的目标是在开发集成任何电子系统的硬件和软件组件的熟练程度的同时提供实践经验。它是一款低成本的机器人套件和课程教具，可以帮助学生更深入的了解电子系统设计的工作原理。该学习套件由TI及德克萨斯大学奥斯汀分校电气与计算机工程的 Jon Valvano 教授合作开发。

TI-RSLK迷宫版课程包含20个学习模块，涵盖了从基本到高级水平的不同主题。每个模块都配备了演讲视频和幻灯片、实验文档和演示视频、测验和课堂活动。TI-RSLK主要用于教授嵌入式系统和应用方面的知识，并可拓展和运用于各类工程学课程。

在开发工具包的过程中，我想知道是否有可能更好地解释复杂的系统和工程概念，使学生对学习和探索感到兴奋——甚至可能帮助他们将课堂上学到的理论与实践经验联系起来。我能以一种有趣和互动的方式来做吗?

最新的工具套装包括SimpleLink™MSP432P401R微控制器LaunchPad™开发工具包、线红外线和凹凸传感器、TI-RSLK底盘板、一个免费的综合课程，分为20个模块(包括启动代码、实践活动和实验室)等。

有了TI-RSLK，学生们可以通过建造并测试一个能够解决复杂任务或挑战的机器人来学习基本的工程概念——从探索迷宫，到自主赛跑再到找到一个物体，通过障碍物或沿着一条线航行。此外，学生可以探索更先进的概念，如理解Wi-Fi®通信协议，同时应对挑战，包括机器人对机器人的通信，或通过Wi-Fi、蓝牙®控制机器人。

TI大学团队有机会与Jon Valvano(德州大学嵌入式系统资深教育家)携手合作，来开发工具套装和课程。我了解到他对提高学生的学习技能有着极大的热情，并且在课堂之外，他花了很多时间帮助学生解决问题。此外，他通过使用标准的行业软件和硬件工具来授课，为系统集成提供了相关的学习路径。Valvano和他的学生之间的这种合作有助于教育的效率，并有望成为更好的世界工程师。

在解决工程行业的问题时，有效的系统集成和“系统思维”是很重要的。工程师在选择和设计硬件和软件时所做的选择将最终影响他们解决方案的有效性。无论工作职能如何，如今的高科技员工都需要一项基本技能:发现整个问题，分解问题并解决问题的能力。对于工程师和工程过程来说，曾经是设计周期中独立的元素——技术、功能和设计师——现在是跨学科，需要开发团队来交付高度复杂的产品。为了做到这一点，工程师必须是系统思考者，能够理解跨多个学科和产品的复杂工程概念，以解决多方面的设计问题。

在TI-RSLK中使用的教育方法使学生能够学习工程的“为什么”思考方式，而不是仅仅学习“How”。例如，这种方法可以帮助学生理解机器人不工作时会发生什么，包括如何通过调试过程消除所有可能的原因。TI大学的研究小组发现，在今天的课堂上，学生们在学习上停滞不前，或者因为他们的代码崩溃或者他们的解决方案不起作用而感到沮丧——而且他们不知道如何修复它。这样他们很容易放弃，转而去做他们确实了解的事情……或者更糟的是，他们有可能会在工程生涯的早期放弃这个行业。

我亲眼目睹了机器人如何既能让学生投入学习，又能激发他们的创造力。在刚刚过去的这个夏天，德州仪器让实习生通过一个小型竞赛来测试TI- rslk。学生们可以找到让他们的机器人更快或更准确地完成迷宫挑战的解决方案，或者他们可以进入“创意”类别，创造有趣应用的机器人。我个人最喜欢的项目是使用TI-RSLK制作一个移动垃圾桶游戏。当你往罐子里投中球时，机器人会保持得分，同时四处走动以应对额外的挑战。我很高兴看到学生们在学习基础工程概念的同时，还能创造出自己独特的应用程序。

通过这个项目，可以看出系统思考和实践学习是培养未来工程师的关键。当你把这种想法与相关教育的学习经验结合起来，与行业专家和学术界共同开发，这对每个人来说都是双赢的。更令人兴奋的是，一旦学生们明白了如何运用实际知识以及他们的创造力和想象力来解决当今的工程问题，他们所能做的事情的可能性是无穷无尽的。

Ayesha Mayhugh

机器人 TI

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