上海交通大学NAO机器人公选课教学大纲.docx

附件六
《课程名称》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程代码：（楷体、小四、5倍行间距）
2、课程名称（中/英文）：仿人机器人创新实践/ Innovation and practice for Humano i d Robot
3、学时/学分:32/2
4、开课院（系）、教研室：工程训练中心
5、先修课程：无
6、面向对象：全校本科生
7、教材、教学参考书：
《仿人机器人》，作者：（日）梶田秀司编著，管贻生译，出版社：清华大学出版社，出版时间:2007-3-1
二、课程性质和任务
课程性质：
本课程属于仿人机器人技术的基础课程，是面向全校本科学生的公共选修课程。

教学任务：
仿人机器人不仅是一个国家高科技综合水平的重要标志，也在人类生产、生活中有着广泛的用途。

由于仿人机器人具有人类的外观，可以适应人类的生活和工作环境，代替人类完成各种作业，并可以在很多方面扩展人类的能力，因此在服务，医疗，教育，娱乐等多个领域得
到广泛应用。

本课程主要是通过对仿人机器人的介绍，让学生了解仿人机器人的相矢技术、研究及应用现状、研究意义等相尖内容；让学生明确仿人机器人领域的研究方向，对学生今后学习具有指导性作用；同时利用NA0仿人机器人平台进行实践教学，增强学生的动手能力和解决新问题的能力，学习仿人机器人步行、传感、人机交互等技术；通过组织仿人机器人比赛，培养学生的团队合作精神，进一步深入了解仿人机器人。

通过该仿人机器人创新实践课程，让学生对仿人机器人技术领域获得更全面的认
识，提高学生对仿人机器人技术的兴趣，为今后在该领域进一步研究提供基础。

、教学内容和基本要求
教学内容及供参考的学时要求。

《仿人机器人创新实践》的教学内容主要有以下几个部分，对不同的内容提出不同的教学要求，其中后面的小数字代表参考学时。

第一部分：概述（4）
1-什么是仿人机器人；
2.仿人机器人的应用现状、研究意义等相尖内容；
3-仿人机器人的相尖技术介绍。

教学要求：通过对仿人机器人的定义、应用现状、研究意义等相尖内容的介绍，让学生初步认识仿人机器人；通过讲解学习、研究仿人机器人所需掌握的相尖技术，让学生明确仿人机器人领域的研究内容，指导他们今后的学习方向。

第二部分：NAO仿人机器人讲解（2）
1- NAO机器人总体介绍
2. NAO机器人技术讲解
教学要求：了解NAO仿人机器人的总体概况，知道NAO仿人机器人结构、所用的各类传感器、控制框架，清楚仿人机器人的基本原理。

第三部分：仿人机器人运动（4）
1-仿人机器人自由度配置、机构设计
2.仿人机器人行走介绍及其在NAO平台的实践教学
3-仿人机器人取臂动作介绍及其在NAO平台的实践教学
教学要求：了解仿人机器人基本的机构设计方法及步态研究方法，了解仿人机器人
运动学求解过程，利用NAO仿人机器人平台，学习仿人机器人步行、双臂动作等的实现
方法。

第四部分：仿人机器人传感系统（8）
1-仿人机器人各类传感器介绍
2.力传感器介绍及其在NAO平台的实践教学
3-超声波传感器介绍及其在NAO平台的实践教学
4.姿态传感器介绍及其在NAO平台的实践教学
5•温度传感器介绍及其在NAO平台的实践教学
教学要求：掌握仿人机器人中所用到的各类传感器常识，明确其基本特征及各自应用场合；掌握力传感器、超声波传感器、姿态传感器、温度传感器在NAO仿人机器人上的应用。

第五部分：视觉传感器在仿人机器人中的应用（4）
1.视觉传感器概述
2.视觉传感器在NAO平台的实践教学
教学要求：学习视觉传感器的硬件组成及基本原理，通过对视觉传感器在
NAO仿人机器人上的使用，掌握视觉传感器的基本使用方法。

第六部分：仿人机器人人机交互系统（4）
1.仿人机器人人机交互系统就概述
2.语音交互在NAO平台的实践教学
教学要求：知道仿人机器人上人机交互方法有哪些；了解语音识别的基本原理，通过在NAO仿人机器人上的实践教学，掌握语音交互的实现方法。

第七部分：分组竞赛、报告（6）
1.利用NAO仿人机器人进行分组竞赛
2.报告
教学要求：各小组集思广益，按要求利用NAO仿人机器人平台完成规范动作，并对小组所用的仿人机器人技术进行宣讲与交流，互相进行打分，并将这些整理出论文报告，锻炼文字书写能力，增强每个组员的协作和沟通能力。

人实验（上机）内容和基本要求
实验内容：
1- NAO仿人机器人步行动作实验
2.NAO仿人机器人力传感器应用实验
3.NAO仿人机器人超声波传感器应用实验
4.NAO仿人机器人姿态传感器应用实验
5.NAO仿人机器人温度传感器应用实验
6.NAO仿人机器人视觉传感器应用实验
7.NAO仿人机器人语音交互实验
8.NAO仿人机器人综合应用竞赛
基本要求:两人一组按要求完成各实验内容，严格按照NAO仿人机器人操作规程进行实验。

通过以上实验内容，掌握仿人机器人步态、传感、运动、交互等相尖技术。

五、对学生能力培养的要求
本课程属于仿人机器人技术的实践课程，综合性和实践性强，教学方法拟采用实践教学为主导，通过NAO仿人机器人实例进行讲解，使学生对仿人机器人设计方法及控制技术具有一定的了解，使得他们在基础理论课上所学知识在该课程中获得实际应用的启发；
本课程采用小组合作式的教学方法，意在培养学生之间的团队合作精神，通过个体之间的沟通和切磋，取长补短、相互学习，达到更好的学习效果。

本课程以实践教学为手段，选拔创新意识强、动手能力强的学生参加全国乃至国际仿人机器人竞赛，提升仿人机器人实践教学效果。

六、其它说明
1.教学参考网站:http://www. biorobo. org
参考书目：《仿人机器人》，作者：（日）梶田秀司编著，管贻生译，出版社：
清华大学出版社，出版时间：2007-3-1
2.基于学业规范的要求（道德行为规范、作业规范、实验规范等）。

0 遵守学校《上海交通大学学生手册》有矢规定和条例；
0 上课准时；上课期间，尖闭手机或其它通讯工具，按时交作业；
0 爱护上课使用的仪器设备、爱惜电子元器件，避免损坏和浪费；
3.最终成绩包括竞赛成绩、平时作业和课堂情况。

撰写人：院（系）公章: 院（系）教学主管签字（盖章）。