教育机器人的AI算法教育系统设计与性能优化
发布时间：2022-01-26 04:17
机器人从最初的工业机器人,军用机器人、服务机器人,发展到娱乐机器人和教育机器人领域。教育机器人目前多用于竞赛,而用于教学的却较少。目前人工智能的发展方兴未艾,面向青少年的人工智能的教育需求越来越急迫,因此,需要针对此需求开发以教学为功能的教育机器人。因此,本文设计了一款可以教授人工智能算法的教育机器人。这款机器人旨在为初学者提供帮助,通过人机交互,学生可以了解人工智能算法的思想。教育系统选用KNN算法进行教学,这是最简单有效的分类算法,简单且容易实现。由于其简单高效的特性,很适合教导刚接触人工智能的学生,在教导的过程中初学者也能更容易理解和学习。机器人能够对KNN（k-NearestNeighbor）分类算法进行详细地拆分讲解,通过人机交互,使学生参与算法的每一步。同时提供了KNN图片分类的实例,通过实例进行学习学生能将算法理解得更透彻。由于ESP32性能稳定,能实现无线通信并具有超低的功耗的特点,因此在ESP32嵌入式系统上进行教育机器人的KNN算法开发与实现。本文的主要研究内容如下:（1）KNN教学框架的设计与实现。KNN的教学框架由PC端和ESP32的结合。KNN算法是有监督的学...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ESP32 原理图
ESP32样试图
第2章AI算法教学系统设计11或SRAM。ESP32SPI的四线全双工通信的电气连接图如图2-4所示，根据连接图介绍其通信原理：MOSI和MISO根据脉冲信号进行数据传输，而脉冲信号有CLK提供，主设备SPIMaster通过MOSI线向从设备输出数据，而从设备SPISlave接收到CS的下降沿信号后才能进行通信，按照预先设定的工作方式，根据CLK的电平变换（下降沿或上升沿）从MOSI线上读取主设备发送的数据，同时向MISO线上发送数据。图2-5为SPI转USB原理图。CLKMISOMOSI__CSSPIMasterCLKMISOMOSI__CSSPISlave图2-4SPI主机和从机四线全双工通信电气连接图图2-5CP2130SPI转USB原理图2.3算法教学系统设计2.3.1KNN教学算法教学系统选用KNN算法进行教学，这是最简单有效的分类算法，简单且容易实现。由于其简单高效的特性，很适合教导刚接触人工智能的学生，在教导的过程中初学者也能更容易理解和学习。KNN的经典教学实例就是数字识别器，而我们的图片分类也跟这个相差无几，因此KNN算法足以支撑我们的实验。如
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人视觉检测系统研究[J]. 王琳,张珊珊,潘艳飞,刘新. 电子技术与软件工程. 2019(22)
[2]论人工智能技术应用研究现状和发展前景[J]. 王嫄,解文霞,孔德莉,高喜平. 科技与创新. 2019(20)
[3]边缘计算技术发展现状与对策[J]. 傅耀威,孟宪佳. 科技中国. 2019(10)
[4]边缘计算——开启门店科技新时代[J]. 刘忠轩,吴江旭,李康. 人工智能. 2019(05)
[5]2019人工智能企业TOP100[J]. 弘毅. 互联网周刊. 2019(18)
[6]浅谈人工智能与机器人的发展[J]. 黄焕良. 中国新技术新产品. 2019(16)
[7]VEX机器人教学校本课程开发探究[J]. 蒙庆华,韦勇宁,程晓琛,陈驰. 中国教育技术装备. 2019(07)
[8]产学研用一体化机器人学科建设[J]. 吴峰华,李婷雪,李连德,杨哲海,尹竞瑶,王昊,金鑫. 实验室研究与探索. 2019(08)
[9]基于机器人操作系统的移动机器人激光导航系统[J]. 孙巍伟,王晗,黄民. 科学技术与工程. 2019(20)
[10]我国教育人工智能研究综述[J]. 茹丽娜,唐烨伟,王伟,钟绍春. 中国信息技术教育. 2019(07)
博士论文
[1]增强学习及其在移动机器人导航与控制中的应用研究[D]. 徐昕.国防科学技术大学 2002
硕士论文
[1]移动机器人环境建模与路径规划方法研究[D]. 李文超.河北工程大学 2020
[2]基于ROS的全向移动机器人系统设计与研究[D]. 王古超.安徽理工大学 2019
[3]室内环境下移动机器人地图构建与路径规划技术研究[D]. 王徽.安徽工程大学 2019
[4]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究[D]. 王飞.安徽工程大学 2019
[5]小学人工智能教育机器人的设计与应用研究[D]. 赵苏亚.华中师范大学 2019
[6]教育机器人辅助英语口语教学的教学设计研究[D]. 凌敏.华中师范大学 2019
[7]基于Real Sense的轮式教育机器人室内路径规划研究[D]. 孔令望.华中师范大学 2019
[8]消防机器人控制系统研究[D]. 苗春壮.中北大学 2019
[9]基于红外热成像的消防灭火机器人自动控制系统的研究[D]. 张航.南京航空航天大学 2019
[10]教育机器人移动编程系统的设计与实现[D]. 张竣.北方工业大学 2018
本文编号：3609797
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ESP32 原理图
ESP32样试图
第2章AI算法教学系统设计11或SRAM。ESP32SPI的四线全双工通信的电气连接图如图2-4所示，根据连接图介绍其通信原理：MOSI和MISO根据脉冲信号进行数据传输，而脉冲信号有CLK提供，主设备SPIMaster通过MOSI线向从设备输出数据，而从设备SPISlave接收到CS的下降沿信号后才能进行通信，按照预先设定的工作方式，根据CLK的电平变换（下降沿或上升沿）从MOSI线上读取主设备发送的数据，同时向MISO线上发送数据。图2-5为SPI转USB原理图。CLKMISOMOSI__CSSPIMasterCLKMISOMOSI__CSSPISlave图2-4SPI主机和从机四线全双工通信电气连接图图2-5CP2130SPI转USB原理图2.3算法教学系统设计2.3.1KNN教学算法教学系统选用KNN算法进行教学，这是最简单有效的分类算法，简单且容易实现。由于其简单高效的特性，很适合教导刚接触人工智能的学生，在教导的过程中初学者也能更容易理解和学习。KNN的经典教学实例就是数字识别器，而我们的图片分类也跟这个相差无几，因此KNN算法足以支撑我们的实验。如
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人视觉检测系统研究[J]. 王琳,张珊珊,潘艳飞,刘新. 电子技术与软件工程. 2019(22)
[2]论人工智能技术应用研究现状和发展前景[J]. 王嫄,解文霞,孔德莉,高喜平. 科技与创新. 2019(20)
[3]边缘计算技术发展现状与对策[J]. 傅耀威,孟宪佳. 科技中国. 2019(10)
[4]边缘计算——开启门店科技新时代[J]. 刘忠轩,吴江旭,李康. 人工智能. 2019(05)
[5]2019人工智能企业TOP100[J]. 弘毅. 互联网周刊. 2019(18)
[6]浅谈人工智能与机器人的发展[J]. 黄焕良. 中国新技术新产品. 2019(16)
[7]VEX机器人教学校本课程开发探究[J]. 蒙庆华,韦勇宁,程晓琛,陈驰. 中国教育技术装备. 2019(07)
[8]产学研用一体化机器人学科建设[J]. 吴峰华,李婷雪,李连德,杨哲海,尹竞瑶,王昊,金鑫. 实验室研究与探索. 2019(08)
[9]基于机器人操作系统的移动机器人激光导航系统[J]. 孙巍伟,王晗,黄民. 科学技术与工程. 2019(20)
[10]我国教育人工智能研究综述[J]. 茹丽娜,唐烨伟,王伟,钟绍春. 中国信息技术教育. 2019(07)
博士论文
[1]增强学习及其在移动机器人导航与控制中的应用研究[D]. 徐昕.国防科学技术大学 2002
硕士论文
[1]移动机器人环境建模与路径规划方法研究[D]. 李文超.河北工程大学 2020
[2]基于ROS的全向移动机器人系统设计与研究[D]. 王古超.安徽理工大学 2019
[3]室内环境下移动机器人地图构建与路径规划技术研究[D]. 王徽.安徽工程大学 2019
[4]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究[D]. 王飞.安徽工程大学 2019
[5]小学人工智能教育机器人的设计与应用研究[D]. 赵苏亚.华中师范大学 2019
[6]教育机器人辅助英语口语教学的教学设计研究[D]. 凌敏.华中师范大学 2019
[7]基于Real Sense的轮式教育机器人室内路径规划研究[D]. 孔令望.华中师范大学 2019
[8]消防机器人控制系统研究[D]. 苗春壮.中北大学 2019
[9]基于红外热成像的消防灭火机器人自动控制系统的研究[D]. 张航.南京航空航天大学 2019
[10]教育机器人移动编程系统的设计与实现[D]. 张竣.北方工业大学 2018
本文编号：3609797
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