【视频】人工智能如何从娃娃抓起 听一位大学教授的心得

让孩子从小接触编程教育、人工智能,开始成为青少年教育中的一种共识。

智东西记者 年华

专注机器人

是的,扎克伯格2015年给其宝贝女儿读《宝宝的量子物理学》一书的画面已经在科技圈成为话题,之后这套书不仅在美国获得热销,也在国内受到朱清时院士、潘建伟院士的推荐,据说这套书已经在国内出版。

所以,“高能”的物理学知识培养,需要从娃娃抓起。而对现在大热的人工智能,越来越多的家长也开始从娃娃培养、训练。今年国务院印发了《新一代人工智能发展规划》,其中明确指出,“人工智能成为国际竞争的新焦点,应逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科,培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地”。

国家顶层导向设定后,老百姓、教育机构、相关技术产业公司都在关注,让孩子从小接触编程、懂点编程、理解编程思维,开始成为青少年教育中的一种共识,手段也是五花八门,集中在5~14岁之间的青少年。

这其中,由编程机器人带动的8~14岁儿童动手+编程类产品成为一个热门品类,不仅国内外玩具巨头在积极跟进,国内机器人相关领域的创业公司也在快速推进相关产品的市场化,如优必选在去年暑假推出的益智教育编程机器人Jimu,成为一个热门选择。

以往我们从青少年的视角关注过此类产品的体验过程和感受,最近智东西(公众号:zhidxcom)邀请了北京建筑大学的魏教授从教育工作者的角度分享一下感受。魏教授的孩子小铭现在十岁,从小先后体验过不少拼插类玩具产品,也深度体验了优必选的Jimu机器人星际探险系列,在此之前,魏教授还深度体验过一款国内其它品牌的机器人玩具产品。

魏教授本身在从事计算机、AI相关的教学研究工作,同时在教育孩子的过程中一直非常注重对计算机编程思维、动手能力等方面的培养启发。和魏教授交流我们核心想探索两个问题:

1、编程机器人在玩的过程中带来的感受。

2、从教育工作者角度聊聊机器人、编程等AI基础认知对儿童成长、启发的作用到底有多大。

首先从结论上看是肯定的,从跟魏教授的交流中能感受到,其孩子能够很好理解当前热门的互联网应用共享单车、物流机器人背后运行逻辑,这与编程教育产品的陪伴有着很大关系。“从小玩到大,不怕数理化”,魏教授笑笑说。

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初次接触:全新的体验和成就感满满的玩法

魏教授在谈到接触优必选Jimu机器人的第一印象时,最大感受是包装和做工精美,其实优必选的Jimu机器人是国内同类产品中最早进入到苹果全球零售店的,在“逼格”上很有保障。

这对父子初次接触Jimu机器人星际探险系列,表现出不同的适应过程。最初魏教授的感受有点复杂,和之前接触的乐高类产品不同,Jimu机器人星际探险系列没有纸质详细步骤,操作方式会有点陌生感,但是按照提示安装好Jimu App,熟悉App上的指导步骤后,魏教授立马就接受了这种新的使用方式,因为他可以使用3D动态图多角度观察组装过程,任意旋转、放大或缩小动态图。不过,魏教授也建议,如果能提供纸质的入门操作流程,会熟悉得更快。

而小铭之前玩过不少乐高,从入门到复杂都有接触,形成了一定的操作套路,面对App操作流程,既新鲜又陌生,“光研究引导流程就饶有兴趣地玩了半天”魏教授说。在思维转换后,熟悉了Jimu机器人拼装指引流程,就顺利了很多。

当天很快父子俩就拼装成了Jimu机器人星际探险系列的其中一个形象。小朋友快速上手之后,还没有正式开始编程之前,就已经获得了不小的成就感,后面的编程体验所能带来的更多是驾驭感。

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体验心得:释放创造力和想象力

在接触优必选Jimu机器人星际探险系列产品之前,魏教授和儿子小铭不仅把玩过不少国际品牌同类产品,也深度玩过国内另一品牌的编程机器人产品,据说北京市海淀区的部分中小学建了相应的实验室。

之前体验过的这类产品也是组装+可编程,既锻炼动手能力,也锻炼和加强编程思维能力。比如拼装成可控制的小车,然后通过编程来控制小车的运动轨迹,在A、B、C几个点之间来回移动。但Jimu机器人的两个核心差异点,一是内置了多个可精确控制的舵机,不仅能让机器人向前向后滚动,也能360°运动,同时还能控制运动的角度和距离,精准控制动作,可玩性更多。二是可通过APP在手机、Pad上进行可视化编程,并且采取阶梯性教学,让孩子接受更快;优必选的操作指南是3D动态指示,相比2D平面说明文档,要直观和形象很多。

所以相比之下,魏教授认为,Jimu机器人星际探险系列作为编程机器人,有乐高的趣味性和可玩性,同时又能更好的提升孩子的创造思维、想象空间、动手能力、具有一定的科技含量,并且可以通过传感器来实现避障,让孩子知道了智能制造的概念。

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编程体验:不仅是能动 要能执行任务

在编程控制体验后,魏教授和小铭感受到跟普通“编程”机器人最大的差异点,不仅仅是能让机器人动起来,控制轨迹,二是能通过控制舵机的精确动作来执行任务。

比如他们通过控制机器人手臂的精准动作,来编一套自己的舞蹈,或者模仿交通警察来指挥交通。“这一步的差别是很大的,让孩子认识到机器人不仅仅是能动,还能真正的用来解决问题”,魏教授说,孩子和成年人理解编程最大的难点是,如何让孩子理解程序的编译、执行逻辑。

优必选Jimu机器人星际探险系列有三种官方形态,通过不同的零配件组合而成:四轮形态的路宝、直立行走的星宝和履带驱动的探星1号,三种形态有各自的特点,其中探星1号的形态很像火星车,又似机器人,舵机驱动的双臂有力,小铭通过一段时间的探索,给探星1号打造为一个搬运能手,在客厅里试着运送遥控器、零食,与父母互动其乐融融,作为计算机领域教授的魏教授也在编程逻辑上给了儿子小铭不少指导。

除了这三种形态,脑洞大开之后,参考优必选Jimu机器人 APP社区里的其他用户的经验和攻略,还可以尝试组装出官方基本形态之外的其它机器人形态,比如蜘蛛和螃蟹,这给与了创造力和想象力极大的发挥空间。

▲组装的蜘蛛形Jimu机器人

▲组装的螃蟹形Jimu机器人

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儿童思维启发:从机器人编程到智能制造

作为一名计算机方面的教育工作者,魏教授也在学院筹备让学生“玩起来”的AI基础机器人平台。

“人工智能真正的积淀其实是在学术届,为什么过去一段时间不火,主要难点是在机器学习,受制于机器学习的算法,在应用层没有普及,现在赶上大数据和云计算的时代背景,才开始火起来”魏教授说。

Jimu机器人星际探险系列对孩子的兴趣激发点主要在可编程和能执行解决问题上,从而影响到孩子对人工智能的认识,所谓智能,就是通过“我”的编程或操作,机器可以自动的去执行任务。

“基于此,对孩子智力和脑力、创造力都会有启发,同时这种提高也不能单靠这一套产品、一个玩具,应该做成一个系列,如果能让孩子自主设计、自主编程的灵活性更大,会更好。”魏教授谈到。

“通过对这些编程教育产品的琢磨,小铭对现在社会上流行的共享单车等智能终端,能很快理解背后逻辑,比如他就知道单车为什么能和手机联动,为什么电子锁能够持续供电。看到电视里的智能机器人,知道是要通过程序控制实现人的目的。”魏教授说,“最近带孩子参观国家成就展的时候,看到京东自动分拣机器人能够自动取送货物,小朋友就能很快理解,知道里面有自动分拣的算法在起作用。”

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结语:懂点编程 从一个益智教育编程机器人开始

通过和魏教授的交流可以深切感受到,培养孩子对机器人、编程的概念理解的重要意义。

“对孩子来说还理解不了什么是真正的编程,仅仅是了解通过编程可以控制某种事物,学习到一种逻辑。”

Jimu机器人能够做到寓教于乐的关键点是既要兼顾玩的乐趣性,又要兼顾玩的科技含量,经得起琢磨。这方面,优必选在伺服舵机方面的技术优势和Jimu机器人在编程教育方面的领先性得以体现,让玩具也可以在玩乐中实践解决问题。

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