作者:简徐军 韩琨 来源:中国科学报 发布时间:2016/1/21 10:44:27
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红遍课堂的机器人老师

 “NAO”机器人

■本报通讯员 简徐军 记者 韩琨

2015年的动画电影中,你一定还对《超能陆战队》有印象,机器人“大白”随着影片席卷全球。很多人都期待自己的生活里有一个像“大白”一样的机器人陪伴自己。东北大学机械工程与自动化学院教授王宏带领团队也开发了一款能够陪伴学生的机器人——“NAO”机器人。

最近,“NAO”机器人作为老师走进了东北大学的课堂,为机械工程与自动化学院大四的学生们讲授了“机电信号处理及应用”课程。该课程自开授以来,反响热烈,引起了各界广泛关注。

不一样的“孩子”,一样的爱

创意的形成只需要一瞬间的灵感,但创意的实现却需要大量的时间和精力,而且还要解决实现过程中的各种问题。王宏说:“从2013年‘NAO’机器人进入我们的实验室开始,就像实验室的孩子一样被精心呵护和创造着。从孕育到现在,我们不断地对它进行开发、实验,才让它达到如今的智能程度。虽然花费了我们很多时间和心血,但是看到它不断进步,智能程度不断提高,心里感觉特别高兴。”

在实验室里,“NAO”机器人像小孩一般站在桌上,特别可爱,参与研发的学生坦言:“其实研发‘NAO’机器人这个过程挺好玩的,你就像是面对一个小娃娃,‘教’它说话、走路、授课。当然,在这个过程中,它也像‘教小孩’一样会遇到很多问题,比如在设计动作时,就曾出现四肢无法按预定弯曲程度弯曲的情况,这需要来回调整无数次。”

“NAO”机器人的应用离不开它背后的实验团队。在王宏教授实验团队不懈的开发和创新下,“NAO”机器人从最初能检测饮水机的水位、收拾垃圾,到现在能走上讲台讲课,功能上有了质的飞越。

第一次备课的时候,王宏带领他的团队花了不少精力做前期工作。每一次授课之前,他们都会提前带着它“试讲”,具体到面对PPT的角度等细节都要事先调整好。看似轻松愉快的一堂课,背后却承载着整个实验团队的辛勤付出。

若你以努力待之,其必将还你温柔,随着对“NAO”机器人的不断开发,王宏老师带领的团队参加了第三届“NAO”仿人智能机器人在线程序设计全国比赛,成功实现了“NAO”机器人对名片的定位、名片上邮箱的识别并向该邮箱发送邮件等功能。

学生的认可

是对“NAO”最好的表扬

对于“NAO”机器人老师来说,学生的认可就是对其最好的表扬。“NAO”机器人老师不仅掌握了多种语言和PPT的使用,还能与学生互动,解答他们的部分问题。这种全新的教学方式,让电影里“大白”似的陪伴成了可能,不仅给传统课堂教学输入了新鲜血液,而且课堂气氛更加活跃,学生的课堂积极性也极大地提高。

参加过“NAO”机器人上课的东北大学机械工程与自动化学院学生姜茂文说:“‘NAO’机器人老师不但外表可爱,讲课有声有色,而且课堂气氛也非常好,包括内容、手势、动作和PPT的衔接都挺不错,语言表达也很好。虽然对一些细微的问题还不能完美处理,但相信随着技术的不断进步,这些问题都将不是问题。”

“当听到‘NAO’机器人老师来上课的时候,学生们都挺兴奋,上课过程中,他们也对‘NAO’机器人产生了极大的兴趣。他们都很积极,踊跃提问题,上课也特别认真。”王宏说。新的教学工具的运用,极大地提高了学生课堂的积极性,对于这种新奇的方式,很多听课的学生都感到非常引人入胜。

“NAO”的未来不是梦

随着研发的不断深入,“NAO”机器人老师的功能也在进一步扩展和完善。王宏告诉我们,现在的“NAO”机器人只能回答事先存入数据库的问题,对于不在数据库的问题,它就无法给出答案,有一定的局限性。未来“NAO”机器人将接入互联网,通过关键字进行搜索,给出最佳解答,不会再出现目前无法回答问题的情况。能耗也是团队目前面临的一大挑战,现在的“NAO”机器人充完一次电能工作两到三个小时,将来随着新技术的出现,有望延长其工作时间,增强其续航能力。

未来机器人老师将具有更多的优点,例如可以模仿特优教师进行高强度的授课,让更多的人分享优质教育资源;针对偏远落后地区教师数量少、教学水平低的情况,机器人老师可模仿优秀教师为偏远地区的孩子们讲课;有时机器人老师更能吸引学生,提高学生的学习兴趣;当然,机器人老师也可以为学生表演舞蹈等节目,拓宽学生的视野。

小荷才露尖尖角,机器人行业发展迅猛,电影中已经出现了非常多的卡通机器人形象,未来他们必将进入我们生活的万千世界。他们不但有讨人喜欢的外形,而且能够帮助人类完成很多日常的工作,与人沟通,甚至成为人类的好朋友。

王宏说:“人类对于智能机器人的不断探索,许多曾经的‘异想天开’都将变成现实,医生、保姆、清洁工人等工作都可以由机器人来代替,家长再也不用去请家庭老师了,这些都可以由机器人来辅助完成。”目前,国家正在加大对机器人产业的支持,而东北大学也联合企业建立了国内“985工程”高校首个机器人科学与工程学院,这些都为更多“NAO”们的诞生打下了良好的基础。

《中国科学报》 (2016-01-21 第8版 校园)
 
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