0-认识创灵实验平台《智能机器人技术应用》

项目一机械臂移动与物体抓取创灵实验平台项目引导介绍人工智能（ArtificialIntelligence,简称AI）作为新一轮产业变革的核心驱动力，正在深刻改变着人们的生产生活方式，引发诸多领域产生颠覆性变革，为当今的人工智能技术以机器学习，特别是深度学习为核心，在视觉、语音、自然语言等应用领域迅速发展，已经开始像水电煤一样赋能于各个行业，与传统产业进行广泛、深度的融合。人工智能是引领未来的前沿性、战略性技术，正在全面重塑传统行业发展模式、重构创新版图和经济结构。新一代人工智能正在深刻改变经济社会发展模式，呈现深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操作的新特征。加快发展新一代人工智能，是顺应全球新一轮科技革命和产业变革趋势、赢得发展主动权的优先战略选择，是服务国家创新驱动发展战略、建设全球科技创新中心的优先布局方向。人工智能的起源与历史项目引导案例1956年8月，在美国达特茅斯学院中，约翰·麦卡锡（JohnMcCarthy，LISP语言创始人）、马文·闵斯基（MarvinMinsky，人工智能与认知学专家）、克劳德·香农（ClaudeShannon，信息论的创始人）、艾伦·纽厄尔。（AllenNewell，计算机科学家）、赫伯特·西蒙（HerbertSimon，诺贝尔经济学奖得主）等科学家聚在一起，讨论着一个不食人间烟火的主题：用机器来模仿人类学习以及其他方面的智能。会议足足开了两个月的时间，虽然大家没有达成普遍的共识，但是却为会议讨论的内容起了一个名字：人工智能。人工智能技术能应用于哪些方面呢？项目引导案例机器视觉：机器视觉，指纹识别，人脸识别，视网膜识别，虹膜识别，掌纹识别，专家系统，自动规划，智能搜索，定理证明，博弈，自动程序设计，智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程等。2.自动驾驶1.人工智能机器人智能都有哪些能力？项目引导案例首先要具有感知能力，通过视觉、听觉、触觉等感官来感知外部世界，其次，要具有思维能力，这里的思维又可以分为逻辑思维、形象思维和顿悟思维。逻辑思维是指可以根据逻辑规则对信息进行处理，得到合理的结论。形象思维是一种将客观现象创造物化形象的思维方式，比如中国古代将打雷下雨等现象想象为雷公电母在施法。顿悟思维是一种显意识与潜意识相互作用的思维方式，我们常说的“灵感”就是顿悟思维，牛顿坐在苹果树下，被苹果砸到头，从而发现万有引力，就是一种顿悟思维。认识创灵实验平台任务一职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08任务一认识创灵实验平台初步认识创灵实验平台；了解创灵实验平台结构组成以及各项组件的功能；学习如何操作创灵实验平台部件。学习创灵实验平台各个组件的构造及功能；学习操作创灵实验平台；职业能力目标01实验目的实验内容职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08任务一认识创灵实验平台

此任务要求同学们了解人工智能机器人在未来的前景，在认识人工智能这一过程中，通过本教材中所使用的智能机器人——创灵实验平台，了解机械臂的基本功能及在生活中、在工作中的作用，掌握机械臂的硬件是如何实现的，并动手组装硬件实现效果。任务描述任务要求了解人工智能的未来与就业；了解创灵实验平台整体实验流程；认识机械臂、传送带、摄像头、显示屏的原理；使用创灵实验平台并完成相关代码运行。任务描述与要求02职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08任务一认识创灵实验平台任务分析想象一下在未来，人工智能会有哪些应用？根据自己的了解，要怎样去学习人工智能，可以促进自己进一步地学习？任务分析与计划03任务计划表项目名称创灵实验平台任务名称认识创灵实验平台计划方式自主设计计划要求请用6个计划步骤来完整描述出如何完成本次任务序号任务计划1

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通过上面的思考，你是否对本任务要完成的工作有所了解？让我们一起来制订完成本次任务的实施计划吧！任务分析与计划03职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08任务一认识创灵实验平台开源204知识储备GitHub（开源软件平台）1GitHub（开源软件平台）04

GitHub是一个开源的托管服务，有点像代码的云。它以各种不同的编程语言托管您的源代码项目，并跟踪每次迭代所做的各种更改。该服务可以通过使用git（一种在命令行界面中运行的修订控制系统）来完成此操作。思考一下，GitHub有哪些用途呢？GitHub基础功能GitHub（开源软件平台）04作为开源代码库以及版本控制系统，Github拥有超过900万开发者用户。随着越来越多的应用程序转移到了云上，Github已经成为了管理软件开发以及发现已有代码的首选方法。如前所述，作为一个分布式的版本控制系统，在Git中并不存在主库这样的概念，每一份复制出的库都可以独立使用，任何两个库之间的不一致之处都可以进行合并。GitHub可以托管各种git库，并提供一个web界面，但它与外国的SourceForge、GoogleCode或中国的coding的服务不同，GitHub的独特卖点在于从另外一个项目进行分支的简易性。为一个项目贡献代码非常简单：首先点击项目站点的“fork”的按钮，然后将代码检出并将修改加入到刚才分出的代码库中，最后通过内建的“pullrequest”机制向项目负责人申请代码合并。已经有人将GitHub称为代码玩家的MySpace。在GitHub进行分支就像在Myspace（或Facebook）进行交友一样，在社会关系图的节点中不断的连线。GitHub基础功能GitHub（开源软件平台）04GitHub项目本身自然而然的也在GitHub上进行托管，只不过在一个私有的，公共视图不可见的库中。开源项目可以免费托管，但私有库则并不如此。ChrisWanstrath，GitHub的开发者之一，肯定了通过付费的私有库来在财务上支持免费库的托管这一计划。通过与客户的接洽，开发FamSpam，甚至是开发GitHub本身，GitHub的私有库已经被证明了物有所值。任何希望节省时间并希望和团队其它成员一样远离页面频繁转换之苦的人士都会从GitHub中获得他们真正想要的价值。在GitHub，用户可以十分轻易地找到海量的开源代码。思考一下，在Github中开源是什么意思呢？05任务实施213GitHub（开源软件平台）开源开源04

开源其意思为开放所有硬件设计以及源代码，开发者可以在GitHub等开源社区免费获取资料及源代码，并可以在其中的基础上加以改进与开发。因为开源文化的普及使得软件技术得到了加速的发展，Android系统（安卓）就是一个典型的开源系统，所以吸引了很多的开发者为其开发软件。职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08任务一认识创灵实验平台05任务实施创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明2认识创灵实验平台1学习使用创灵实验平台3认识创灵实验平台任务一创灵实验平台通过观察图片，大家能发现本平台由哪些部件组成呢？本实验平台主要由机械臂、传送带、开发板、显示屏、摄像头及其支架组成。那么这些组件有什么作用呢？首先，机械臂部分由能够通过改变机械臂的定位坐标进行对目标的抓取，移动，放置等功能，能够增加在生活中运输物料的效率，减少时间以及人力的损耗；其次，传送带部分，相信大家在高铁站、机场等交通场所都有接触、感受过，它能够以一定的速度将物体运输到指定位置，使我们的生活更加的便捷；再者，来介绍一下显示屏部分，它能够将设计好的界面展现给观众，提升使用者的观感体验，使用者能通过显示屏来控制平台，选择想要的功能；接着呢，还有摄像头及其支架组成，它是负责识别物料区的物块，通过确定颜色、物块形状等方式进行物料区的物块分类，并将得到的数据传回开发板；最后，我们来聊聊开发板，它在本平台起到了关键的作用，通过编译它的程序来控制平台各个部件的运作，相互配合，完成所需目标，并在物流运输，物料搬运，物料分拣等场景中有着良好的运用。认识创灵实验平台任务一创灵实验平台通过观察图片，大家能发现本平台由哪些部件组成呢？在接下来的章节中我们将会详细介绍各个组成部件的功能以及使用演示。那么在了解各个部件之前，我们得了解我们本次任务的实验目的、实验内容，并学会安装硬件设备以及使用Jupyter实验教学环境。05任务实施创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明2认识创灵实验平台1学习使用创灵实验平台3

首先要介绍的是创灵实验平台硬件安装及其使用说明（详情请参考创灵实验平台-硬件安装），这是为了让大家先了解如何准确安装创灵实验平台，在实验中减少因设备带来的影响。创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05

1.转接线要接入靠近绿色一侧的插口，接错会导致传送带无法使用。（如需接另外俩个接口测试，请注意GND\VDD的位置，确保GND\VDD线无接反导致传送带损坏的问题）。注意事项：创灵实验平台硬件安装及使用说明05

2.如图所示，开发板电源线接口根据提示进行相应连接，给开发板供电（请勿在未插电状态下启动开发板）注意事项：创灵实验平台硬件安装及使用说明05

接下来要介绍的是创灵实验平台软件功能介绍及注意事项（详情请参考创灵实验平台-软件功能实验介绍），这是为了让大家了解如何在平台上操作创灵实验平台。创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明051.如图所示，通过调节摄像头，使得屏幕中的红色实线与底板中的白色十字实线重合，确保机械臂抓取位置正常注意事项：创灵实验平台软件功能介绍及注意事项05

那么了解完创灵实验平台的硬件安装以及软件功能介绍的注意事项后，我们要来学习创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用实验教学环境使用分析我们有哪些方式可以连接创灵实验平台？我们要怎么设置相应IP地址、网关等进行访问创灵实验平台？我们要怎样使用Jupyter实验环境进行学习呢？创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05通过上面的思考，你是否对本任务要完成的任务有所了解？让我们一起来学习如何使用Jupyter教学环境吧！创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05我们连接创灵实验平台有哪几种连接方式呢？创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明051.连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台2.连接方式二：通过路由器有线方式连接创灵实验平台那么接下来我们就来介绍第一种连接方式：通过网线方式直连创灵实验平台。连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤一：检查开发板网线是否已经与电脑连接连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤二：如图所示，修改本地电脑的IP，可以根据情况自行设置IP。IP地址：192.168.67.1～192.168.67.254之间任一IP（如：192.168.67.99）子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.67.1（如下图所示）进入网络连接双击并打开以太网连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤二：如图所示，修改本地电脑的IP，可以根据情况自行设置IP。IP地址：192.168.67.1～192.168.67.254之间任一IP（如：192.168.67.99）子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.67.1（如下图所示）打开属性连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤二：如图所示，修改本地电脑的IP，可以根据情况自行设置IP。IP地址：192.168.67.1～192.168.67.254之间任一IP（如：192.168.67.99）子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.67.1（如下图所示）进入协议，选择设置IP连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤二：如图所示，修改本地电脑的IP，可以根据情况自行设置IP。IP地址：192.168.67.1～192.168.67.254之间任一IP（如：192.168.67.99）子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.67.1（如下图所示）设置IP连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤三：如图，点击右下角“设置”按钮（与步骤二相同进入设置界面），修改开发板IP。点击设置按钮（可以根据实际情况，自行设置IP。注：开发板IP地址应与电脑IP地址不同。例如：电脑IP设置192.168.67.11，开发板IP设置192.168.67.10，同时在网站上打开Jupyter应输入开发板IP地址：192.168.67.10）IP地址：192.168.67.1～192.168.67.254之间任一IP（如：192.168.67.18）默认网关：192.168.67.1（注：开发板默认网关应与电脑默认网关相同，如下图所示）DNS地址：223.5.5.5根据提示完成网关设置连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤三：PC端打开Chrome浏览器->网址栏输入前面设置的开发板IP，如“192.168.67.18”，进入JupyterLab界面（如图所示）连接方式一：通过网线方式直连创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤四：进入JupyterLab中，开始进行实验，如图所示。连接方式二：通过路由器有线方式连接创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤一：电脑设置自动获取IP地址（在连接方式一中我们介绍了通过控制面板设置IP的方式，如图所示，接下来我们将介绍另外一种方式供大家选择）打开网络设置，选择状态连接方式二：通过路由器有线方式连接创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤一：电脑设置自动获取IP地址（在连接方式一中我们介绍了通过控制面板设置IP的方式，如图所示，接下来我们将介绍另外一种方式供大家选择）选择以太网属性连接方式二：通过路由器有线方式连接创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤一：电脑设置自动获取IP地址（在连接方式一中我们介绍了通过控制面板设置IP的方式，如图所示，接下来我们将介绍另外一种方式供大家选择）编辑IP连接方式二：通过路由器有线方式连接创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤一：电脑设置自动获取IP地址（在连接方式一中我们介绍了通过控制面板设置IP的方式，如图所示，接下来我们将介绍另外一种方式供大家选择）设置IP地址，其中子网前缀与方式一中的不同连接方式二：通过路由器有线方式连接创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤二：初始界面点击右下角“设置”->选择自动获取IP，成功后会显示动态IP地址，如图所示，显示为192.168.67.39。自动获取IP成功连接方式二：通过路由器有线方式连接创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤三：打开浏览器->网址栏输入“192.168.67.39”进入JupyterLab界面（如图所示）输入IP地址，进入JupyterLab连接方式二：通过路由器有线方式连接创灵实验平台创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明05步骤四：进入JupyterLab中，开始进行实验开始实验05任务实施创灵实验平台Jupyter实验教学环境使用说明2认识创灵实验平台1学习使用创灵实验平台3机械臂操作演示：（此部分请登录Jupyter，并打开第一章人工智能实验平台的任务一认识创灵实验平台部分，请根据图示打开机械臂操作演示部分）学习使用创灵实验平台05步骤一：如图所示，学生打开Jupyter平台，打开任务一、认识创灵实验平台，并根据提示完成相应操作。机械臂操作演示：（此部分请登录Jupyter，并打开第一章人工智能实验平台的任务一认识创灵实验平台部分，请根据图示打开机械臂操作演示部分）学习使用创灵实验平台05步骤二：1.根据图1-3-9中提示，选中演示uArm机械臂操作演示的代码框。

2.选中代码框后点击运行，并查看演示结果。传送带操作演示：学习使用创灵实验平台05步骤一：根据图1-4-2所示在Jupyter上打开传送带操作演示部分。传送带操作演示：学习使用创灵实验平台05步骤二：首先选中传送带操作演示部分的代码，并选中点击运行，查看运行效果。摄像头操作演示：学习使用创灵实验平台05步骤一：选中摄像头操作演示部分的代码，并选中点击运行，查看运行效果。认识显示屏：学习使用创灵实验平台05相信大家在生活中都有见过显示屏吧！显示屏（display,screen）是属于电脑的I/O设备，即输入输出设备。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。它可以分为CRT、LCD等多种类型。在本实验平台中，显示屏接收开发板的信号并形成图像，作用方式如同电视接收机。那我们要如何操作显示屏呢？认识显示屏：学习使用创灵实验平台05步骤一：我们要先确保设备都连接正确后，通过橘色按钮打开两台机械臂电源，等待对机械臂、摄像头等进行连接状态检测验证，设备检测未通过进行提示未连接。当检测都通过的时候，就会自动跳转到下一个界面。认识显示屏：学习使用创灵实验平台05步骤二：当全部设备连接状态检测通过，进入到实验首页界面。首次进入首页界面，请认真阅读安全提示，首页界面左侧为高拍摄像头的目标视频区域，右侧为实验运行日志；下方包含色块分拣实验的“开始”、“停止”、“坐标校准”、“设置”4个操作按钮，分别对应启动实验、停止实验、机械臂坐标位置校准、相关参数设置等功能，请参照图1-6-3。（详细步骤请查阅说明书）职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08任务一认识创灵实验平台任务检查与评价06序号评价内容评价标准分值得分1知识运用（20%）掌握相关理论知识，理解本次任务要求，制定详细计划，计划条理清晰，逻辑正确（20分）20分

理解相关理论知识，能根据本次任务要求、制定合理计划（15分）了解相关理论知识，有制定计划（10分）无制定计划（0分）2专业技能（40%）完成Jupyter实验教学平台IP地址设置，各个功能的操作及其运行并得到最终效