项目3 使用AI进行机器人运动规划

1. 项目概述

项目概述      

       本项目旨在帮助学生区分人工智能驱动的机器人和简单的自动化，让学生接触到人工智能驱动的机器人所特有的功能和能力。学生将通过讨论、研究和模拟来探索这些想法，然后应用他们的新知识来考虑现实世界的问题，并开发一个小规模的AI机器人解决方案的模拟。

     主题：计算机科学和机器人课程。

     目标年级: 8 - 12年级

     估计时长：8-12小时

     条件：基本编程技能                                    

项目目标                             

• 区分有人工智能能力和没有人工智能能力的机器人。
• 解释人工智能驱动的机器人如何利用感知和推理进行运动规划。
• 审查与人工智能和机器人运动规划有关的基本道德考虑。     

词汇

人工智能                                             运动规划算法

AI代理                                                 神经网络

人工智能机器人                                   机器人

自主的                                                 传感器

合乎道德的                                          传感器融合

机器学习                                             序贯决策

标准

ISTE学生标准

1.授权学习者

   d.学生理解技术操作的基本概念，展示选择、使用和解决当前技术问题的能力，并能够转移知识探索新兴技术。

4 .创新设计师

   a .学生知道并使用经过深思熟虑的设计过程来产生想法、检验理论、创造创新的物品或解决真实的问题。

   c .学生开发、测试和提炼原型，作为循环设计过程的一部分。

5 .计算思想家

   d .学生理解自动化是如何工作的，并使用算法思维开发一系列步骤来创建和测试自动化解决方案。

ISTE计算思维能力

1 .计算思维

   e.认识到计算和社会如何相互作用，为个人和组织创造机会、不平等、责任和威胁。

2 .股权领袖

   b.构建并实施与文化相关的学习活动，以解决不同伦理、社会和文化视角下的计算问题，突出不同角色模型和团队的计算成果。

4 .创意&设计

    c.引导学生认识到在开发具有广泛可访问性和可用性的计算工件时，多角度和以人为本的设计的重要性。

AI4K12在AI的五大想法

1 .感知

计算机使用传感器感知世界。

2 .表示和推理

代理维护世界的表示，并将它们用于推理。

3 .学习

计算机可以从数据中学习。

4 .自然互动

智能代理需要多种知识与人类进行自然的交互。

5 .社会影响

人工智能可以以积极和消极的方式影响社会。

CSTA(计算机支持的技术支援） K-12计算机科学标准

2-CS-02：设计结合硬件和软件组件来收集和交换数据的项目。

2-IC-2：比较与影响人们日常活动和职业选择的计算技术相关的权衡。

3A-AP-13：利用学生的先验知识和个人兴趣，创建使用算法解决计算问题的原型。

3A-IC-2：评估计算影响个人、伦理、社会、经济和文化实践的方式。

3B-AP-08：描述人工智能如何驱动许多软件和物理系统。

3B-AP-09：实现一个人工智能算法来对人类对手玩游戏或者解决问题。