第八单元第4课 优化自动驾驶机器人(教学课件)信息科技苏科版六年级下册（新教材）

第8单元 系统与优化 第4课 优化自动驾驶机器人 项目主题 苏科版·六年级 Contents 目录 学习目标 Learning goal 01 新知探究 Exploring New Knowledge 03 课堂导入 Lead-in 02 知识总结 Knowledge Summary 04 智慧挑战 Smart Challenge 05 part one 学习目标 1/5 01. 学习目标 01 02 系统优化助力自动驾驶 形成系统优化的意识 part TWO 课堂导入 2/5 02.课堂导入 对机器人系统进行优化是一个复杂的过程，需要综合考虑内外部因素。 通过不断地调整和改进，可以提升机器人对环境的适应能力。 part THREE 新知探究 3/5 03.新知探究 以小组为单位，对照系统稳定性、快速性和准确性的稳态特征，检查现有机器人系统的运行过程，并填写下表。 系统基本要求 机器人的表现 稳定性 1.在偏离道路时能够回到道路上 2. 3. 快速性 1.传感器能够识别道路上的黑线 2. 3. 准确性 1. 2. 3. 03.新知探究 每个系统运行时都表现出自我独特的稳态特征。对于巡线行走机器人而言，关键性能是能够精准、稳定地沿着黑线行走。 因此，优化的目标是增强它的巡线能力，使机器人能够更高效地执行任务，并达到系统整体性能和效率的最佳状态。 03.新知探究 1.仔细检查机器人的组装情况，并针对其行走过程中的不稳定现象，对机器人的结构和功能进行优化。 检查机器人的外部结构，找出其中需要优化的地方，并填写表格 优化对象 检查结果 优化方法 车轮 左侧轮歪了 加固稳定 电动机 传感器 系统外部结构优化 03.新知探究 2.根据优化需求，自主增加或调整结构件，重新搭建机器人的外部结构，使机器人保持平衡与稳定。 系统外部结构优化 机器人系统外部结构的优化不仅是为了美观，还必须考虑机器人的实际使用性能。 03.新知探究 除了对机器人的外部结构进行优化，还可以对机器人各个模块的性能和程序进行优化。 检查机器人各个模块的性能，找出其中需要优化的地方并填写 系统内部结构优化 优化对象 检查结果 优化方法 优化效果 传感器1 不能明显识别比赛 场地的黑白区域 更换传感器 识别更准 传感器2 电池 电量不足 充电或更换新电池 程序 优化机器人的性能，可以提高其执行任务的效率，提升稳定性和可靠性，从而降低维护成本。 03.新知探究 选用更稳定的结构和更牢固的部件，提高机器人的稳定性和耐用性。 思考：在行走过程中，有哪些外部环境因素导致了系统的不稳定？如何改善这些因素? 改善算法，优化程序结构，提高系统运行效率。 选择高效能的电机和电源，降低系统的能耗，让机器人运行更持久。 增强结构 改善算法 降低能耗 03.新知探究 在人工智能的发展历程中，专家系统是一个重要的里程碑。专家系统是模拟人类专家在特定领域中的知识和推理能力，通过事先定义的规则和知识库来进行推理、决策和问题解决。20世纪70年代末到80年代初，人们开始尝试利用计算机来模拟专家的思维过程，以解决特定领域中的复杂问题。专家系统在医学诊断、工程设计、金融分析等领域取得了一定的成功，为人们提供了一种新的问题解决方法。 然而，随着时间的推移，人们开始意识到专家系统的局限性。这促使人们寻求更加智能化、灵活性更强的解决方案，即人工智能系统。人工智能系统作为一种更加通用、灵活的智能系统，不仅限于特定领域的问题解决，还可以适应各种不同的任务和环境。它依赖于机器学习、深度学习等技术，能够从数据中学习并自主提升性能。人工智能系统的发展推动了智能技术在各个领域的广泛应用，为智能化、高效化的解决方案提供了新的可能性。 人工智能系统的发展 part FOUR 知识总结 4/5 04.知识总结 优化自动驾驶机器人 系统外部结构和内部结构优化 系统优化的意义 part FIVE 智慧挑战 5/5 05.智慧挑战 01 某自动驾驶系统的决策算法原来采用简单的“如果前方有车就减速”规则，导致频繁加减速，乘坐不舒适。工程师改用了更先进的预测算法，能够提前预判前车动作，实现平顺驾驶。这种优化主要针对的是： A. 外部道路条件 B. 内部硬件设备 C. 内部控制算法（软件） D. 外部交通规则 答案：C 解析：控制算法是自动驾驶系统内部的“大脑”，属于软件部分。优化算法（例如从简单规则升级为预测控制）不改变硬件，但能显著提升系统的决策质量和乘坐舒适性。这是典型的内部结构优化——通过改进算法来增强系统性能，体现了“软优化”的重要性。 02 下列关于系统优化意识的说法，正确的是： A. 自动驾驶系统一旦设计完成，就永远不需要优化 B. 优化只需要关注车辆内部的传感器和算法，外部道路条件与自动驾驶无关 C. 系统优化是一个持续的过程，既要不断改进车辆内部部件和算法，也要推动外部基础设施的完善，两者共同提升自动驾驶的安全与效率 D. 只有更换更贵的硬件才是优化，调整算法没有用 答案：C 解析：系统优化意识的核心是持续改进、内外兼顾。自动驾驶是一个复杂的系统工程，其性能不仅取决于车辆自身的传感器、控制器和执行器（内部结构），还受道路、通信、交通规则等外部环境的影响。 谢谢 下次课见！ THANK 苏科版·六年级 $