解析機器人教育課程中的數值最佳化作用

 

 

機器人學各類工程問題，其求解效率的瓶頸在於能否有效利用問題本身的結構。儘管各類通用最佳化求解器在現階段得到了極大的發展，但是它們往往缺乏對具體問題的結構的利用，這也進一步限制了數值最佳化的計算效率。因此，當問題具有不同的維度、約束規模、光滑性、凸性和約束形式時，不同的數值演算法的效能表現各異。只有瞭解各類數值最佳化演算法的原理、技術細節和工程細節時，才能更好地對症下藥，對具體問題具體分析，實現理論完備和工程穩定的求解。

 

為幫助大家更好地學習理解數值最佳化問題。機器人中的數值最佳化 線上課程。本課程的脈絡即是針對不同的最佳化問題型別，給出典型的數值演算法的原理及其各方面的實現細節。在對原理和細節的理解之上，透過具體的機器人領域的例子及其求解，從而理解問題結構和最佳化演算法之間的對應關係，幫助夥伴們高效學習，透徹理解原理並實現應用落地。

 

孩子們在玩機器人的時候，其實在嘗試把模仿學習轉化成試錯學習。以前在課堂上學生總是模仿學習，而這種模仿學習不能說不好，但卻不利於調動起他們的內在驅動力。試錯學習則給了他們一個很好的補充方式。

 

當孩子自己產生強烈的需求，想讓機器人按照自己的想法去執行任務時，那麼他就很很主動地去分析問題、解決問題，此時此刻他將全部的心思，能量聚集在這個方向上，那麼他的潛能就會被挖掘出來。

這其實也是機器人教育的本質，讓孩子在玩機器人的過程中實現“創新”，讓他們先動腦，再動手，透過反覆的除錯和修改，完成自己的獨創。 透過機器人比賽，每個孩子都能獨當一面。不斷地修改，不斷地去思考，不斷地改變方法，機器人教育的本質就是激發每個孩子的創造力，鍛鍊孩子的思維力，並將這些能力學以致用，發散到其它的學習當中去。

 

當孩子們參加機器人比賽的時候，孩子們拿著自己的機器人，早早地來到比賽場地，趴在地上或坐在椅子上積極地做好比賽的準備。除錯機器人、修改程式，每個人都想在比賽中發揮自己的最佳水平。從孩子專注的眼神中，可以感受到機器人帶給他們的不僅僅是技術上的那麼簡單，更是思維和心態上的提升。

 

書法、繪畫、鋼琴……同樣是學習，相比之下，孩子們明顯對機器人的興趣更大一些，在格物斯坦的課堂上，幾乎所有孩子全程都是興致盎然、全神貫注的，課程結束後，甚至會有“再來一節”的願望。

因為機器人教育非常有趣，在我們用的教具套裝中，各式各樣的結構件就有數百個之多，給了孩子們一個發揮創造力的大平臺，他們可以去設計各種各樣的機器人。我們也從不否認任何孩子的任何想法，這裡沒有好壞，沒有對錯，只有想法的不同。在孩子看來，製作機器人的過程就是一個玩的過程，他們從內心深處喜歡這種“玩中學”的教育方式。機器人教育跟其他課程教育的最大不同是，我們把課堂交給孩子，讓他們自己判斷任務和場地條件，再進行程式的設計和編寫以實現任務或避免意外情況的發生。

 

綜上所述，當我們把課堂交給孩子時，再調皮的學生也會表現出對任務的責任心，這些情緒讓孩子們充滿責任感、注意力更加集中，能更好的學好課程。讓孩子主動發現問題、解決問題， 與“飯來張口、衣來伸手”的應試教育不同，機器人教育課程上不會有知識的灌輸。 它需要學生透過不斷地在實踐過程中發現問題、分析問題，老師在課程中只是起到引導與啟發的作用，最後問題的解決也要靠學生自己的實踐和探究得出答案。那麼我們如何在機器人課程設計中實現這些目標呢！