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機器人
人工智能如何從娃娃抓起，聽一位大學教授的心得
智東西 文 | 年華
是的，紮克伯格2015年給其寶貝女兒讀《寶寶的量子物理學》一書的畫麵已經在科技圈成為話題，之後這套書不僅在美國獲得熱銷，也在國內受到朱清時院士、潘建偉院士的推薦，據說這套書已經在國內出版。
所以，“高能”的物理學知識培養，需要從娃娃抓起。而對現在大熱的人工智能，越來越多的家長也開始從娃娃培養、訓練。今年國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，其中明確指出，“人工智能成為國際競爭的新焦點，應逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程、逐步推廣編程教育、建設人工智能學科，培養複合型人才，形成我國人工智能人才高地”。
國家頂層導向設定後，老百姓、教育機構、相關技術產業公司都在關注，讓孩子從小接觸編程、懂點編程、理解編程思維，開始成為青少年教育中的一種共識，手段也是五花八門，集中在5～14歲之間的青少年。
這其中，由編程機器人帶動的8～14歲兒童動手+編程類產品成為一個熱門品類，不僅國內外玩具巨頭在積極跟進，國內機器人相關領域的創業公司也在快速推進相關產品的市場化，如優必選在去年暑假推出的益智教育編程機器人Jimu，成為一個熱門選擇。
以往我們從青少年的視角關注過此類產品的體驗過程和感受，最近智東西(公眾號:zhidxcom)邀請了北京建築大學的魏教授從教育工作者的角度分享一下感受。魏教授的孩子小銘現在十歲，從小先後體驗過不少拚插類玩具產品，也深度體驗了優必選的Jimu機器人星際探險係列，在此之前，魏教授還深度體驗過一款國內其它品牌的機器人玩具產品。
魏教授本身在從事計算機、AI相關的教學研究工作，同時在教育孩子的過程中一直非常注重對計算機編程思維、動手能力等方麵的培養啟發。和魏教授交流我們核心想探索兩個問題：1、編程機器人在玩的過程中帶來的感受。2、從教育工作者角度聊聊機器人、編程等AI基礎認知對兒童成長、啟發的作用到底有多大。首先從結論上看是肯定的，從跟魏教授的交流中能感受到，其孩子能夠很好理解當前熱門的互聯網應用共享單車、物流機器人背後運行邏輯，這與編程教育產品的陪伴有著很大關係。“從小玩到大，不怕數理化”，魏教授笑笑說。
一、初次接觸：全新的體驗和成就感滿滿的玩法
魏教授在談到接觸優必選Jimu機器人的第一印象時，最大感受是包裝和做工精美，其實優必選的Jimu機器人是國內同類產品中最早進入到蘋果全球零售店的，在“逼格”上很有保障。
這對父子初次接觸Jimu機器人星際探險係列，表現出不同的適應過程。最初魏教授的感受有點複雜，和之前接觸的樂高類產品不同，Jimu機器人星際探險係列沒有紙質詳細步驟，操作方式會有點陌生感，但是按照提示安裝好Jimu App，熟悉App上的指導步驟後，魏教授立馬就接受了這種新的使用方式，因為他可以使用3D動態圖多角度觀察組裝過程，任意旋轉、放大或縮小動態圖。不過，魏教授也建議，如果能提供紙質的入門操作流程，會熟悉得更快。
而小銘之前玩過不少樂高，從入門到複雜都有接觸，形成了一定的操作套路，麵對App操作流程，既新鮮又陌生，“光研究引導流程就饒有興趣地玩了半天”魏教授說。在思維轉換後，熟悉了Jimu機器人拚裝指引流程，就順利了很多。
當天很快父子倆就拚裝成了Jimu機器人星際探險係列的其中一個形象。小朋友快速上手之後，還沒有正式開始編程之前，就已經獲得了不小的成就感，後麵的編程體驗所能帶來的更多是駕馭感。
二、體驗心得：釋放創造力和想象力
在接觸優必選Jimu機器人星際探險係列產品之前，魏教授和兒子小銘不僅把玩過不少國際品牌同類產品，也深度玩過國內另一品牌的編程機器人產品，據說北京市海澱區的部分中小學建了相應的實驗室。
之前體驗過的這類產品也是組裝+可編程，既鍛煉動手能力，也鍛煉和加強編程思維能力。比如拚裝成可控製的小車，然後通過編程來控製小車的運動軌跡，在A、B、C幾個點之間來回移動。但Jimu機器人的兩個核心差異點，一是內置了多個可精確控製的舵機，不僅能讓機器人向前向後滾動，也能360°運動，同時還能控製運動的角度和距離，精準控製動作，可玩性更多。二是可通過APP在手機、Pad上進行可視化編程，並且采取階梯性教學，讓孩子接受更快；優必選的操作指南是3D動態指示，相比2D平麵說明文檔，要直觀和形象很多。
所以相比之下，魏教授認為，Jimu機器人星際探險係列作為編程機器人，有樂高的趣味性和可玩性，同時又能更好的提升孩子的創造思維、想象空間、動手能力、具有一定的科技含量，並且可以通過傳感器來實現避障，讓孩子知道了智能製造的概念。
三、編程體驗：不僅是能動 要能執行任務
在編程控製體驗後，魏教授和小銘感受到跟普通“編程”機器人最大的差異點，不僅僅是能讓機器人動起來，控製軌跡，二是能通過控製舵機的精確動作來執行任務。
比如他們通過控製機器人手臂的精準動作，來編一套自己的舞蹈，或者模仿交通警察來指揮交通。“這一步的差別是很大的，讓孩子認識到機器人不僅僅是能動，還能真正的用來解決問題”，魏教授說，孩子和成年人理解編程最大的難點是，如何讓孩子理解程序的編譯、執行邏輯。
優必選Jimu機器人星際探險係列有三種官方形態，通過不同的零配件組合而成：四輪形態的路寶、直立行走的星寶和履帶驅動的探星1號，三種形態有各自的特點，其中探星1號的形態很像火星車，又似機器人，舵機驅動的雙臂有力，小銘通過一段時間的探索，給探星1號打造為一個搬運能手，在客廳裏試著運送遙控器、零食，與父母互動其樂融融，作為計算機領域教授的魏教授也在編程邏輯上給了兒子小銘不少指導。
除了這三種形態，腦洞大開之後，參考優必選Jimu機器人 APP社區裏的其他用戶的經驗和攻略，還可以嚐試組裝出官方基本形態之外的其它機器人形態，比如蜘蛛和螃蟹，這給與了創造力和想象力極大的發揮空間。
（組裝的蜘蛛形Jimu機器人）
（組裝的螃蟹形Jimu機器人）
四、兒童思維啟發：從機器人編程到智能製造
作為一名計算機方麵的教育工作者，魏教授也在學院籌備讓學生“玩起來”的AI基礎機器人平台。
“人工智能真正的積澱其實是在學術屆，為什麼過去一段時間不火，主要難點是在機器學習，受製於機器學習的算法，在應用層沒有普及，現在趕上大數據和雲計算的時代背景，才開始火起來”魏教授說。
Jimu機器人星際探險係列對孩子的興趣激發點主要在可編程和能執行解決問題上，從而影響到孩子對人工智能的認識，所謂智能，就是通過“我”的編程或操作，機器可以自動的去執行任務。
“基於此，對孩子智力和腦力、創造力都會有啟發，同時這種提高也不能單靠這一套產品、一個玩具，應該做成一個係列，如果能讓孩子自主設計、自主編程的靈活性更大，會更好。”魏教授談到。
“通過對這些編程教育產品的琢磨，小銘對現在社會上流行的共享單車等智能終端，能很快理解背後邏輯，比如他就知道單車為什麼能和手機聯動，為什麼電子鎖能夠持續供電。看到電視裏的智能機器人，知道是要通過程序控製實現人的目的。”魏教授說，“最近帶孩子參觀國家成就展的時候，看到京東自動分揀機器人能夠自動取送貨物，小朋友就能很快理解，知道裏麵有自動分揀的算法在起作用。”
結語：懂點編程 從一個益智教育編程機器人開始
通過和魏教授的交流可以深切感受到，培養孩子對機器人、編程的概念理解的重要意義。
“對孩子來說還理解不了什麼是真正的編程，僅僅是了解通過編程可以控製某種事物，學習到一種邏輯。”
Jimu機器人能夠做到寓教於樂的關鍵點是既要兼顧玩的樂趣性，又要兼顧玩的科技含量，經得起琢磨。這方麵，優必選在伺服舵機方麵的技術優勢和Jimu機器人在編程教育方麵的領先性得以體現，讓玩具也可以在玩樂中實踐解決問題。
最後更新：2017-11-03 03:49:30