作者：秦志强
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
人工智能之Mixly趣味编程试读：
前言
随着科学技术的不断进步，我们的社会已经进入人工智能时代。人工智能就是可以通过计算机编程实现的智能。人的智能一旦变成了人工智能，也就是计算机智能，就可以代替人类更好地完成相应的智能工作，甚至超过相应的人类智能，比如下象棋和下围棋，因为计算机不会像人一样出现疲劳和错误！这就是AlphaGo一旦打败人类的围棋世界冠军，人类的围棋世界冠军就再也打不赢计算机的原因。
那么，哪些智能是可以通过计算机编程实现的呢？这就需要我们了解人类智能的基本形式和层次。人类的智能可以归结为三个层次：首先最基本的智能是理解事实；其次是理解规则和执行规则；最高层次则是人类所独有的智能，即创造新的事实和新的规则。
能够明确描述的事实和规则都是计算机可以实现的智能。我们学习人工智能，首先要学习如何从要解决的问题中提炼出基本的事实和规则，然后根据这些基本的事实和规则去解决问题，也就是根据事实和规则进行推理。所以，学习人工智能的第一步，就是能够提炼出基本的事实和规则，以及解决问题的规则序列，即程序。然后将这些规则序列和程序翻译成计算机程序，即编程。人类在给计算机编程之前，必须先给自己编程。人人都会编程，而且人人都要学会编程。
这套青少年机器人STEAM创客系列教程从《初识人工智能》开始，分为十本，内容循序渐进，层层深入。每本教程都力求浅显易懂、可操作性强，富有趣味性和吸引力。
◎《初识人工智能》适合小学一年级及以上的学生，通过遥控机器人和循线机器人的制作，让同学们了解沟通、遵守规则是人类的基本智能，而且人类掌握的规则越多，就越聪明，越博学。同学们既要做一个遵守规则的合法公民，也要知道在什么时候该突破规则、定义新规则，成为具有创新和创造能力的人。
◎《人工智能之图形编程》适合小学二年级及以上的学生。当同学们了解和掌握了事实和规则的描述方式之后，就可以开始学习采用Mixly图形编程工具来将一些基本的规则翻译成图形程序。通过与具体的模块化机器人配合，进一步了解人工智能的规则定义和图形编程方法。
◎《人工智能之Mixly趣味编程》适合小学三年级及以上的学生。同学们在这本书里将学习到更多的传感器和人工智能程序的编程方法。从这本书开始，同学们将使用一种新的积木——金属积木来构建机器人。这种机器人更加接近于日常生活中有实际用途的机器人，同时也涵盖了更多的有实用价值的人工智能程序。
◎《人工智能之Scratch编程》也是适合小学三年级及以上的学生。这本书以S4A拓展模块为基础，引导同学们学习和了解如何制作各种可以人机互动的游戏或者动漫。学习这本书的同学应具有基本的Scratch编程能力。
◎《基础机器人制作和编程》适合小学四年级及以上的学生。从这本书开始，同学们就要过渡到真正的计算机语言编程——BASIC。BASIC是世界上第一种高级计算机语言，目前仍旧在欧美等发达国家的中小学采用，因为BASIC语言最接近于英语，而且无须了解复杂的计算机结构，可以让我们专心于程序的逻辑问题。这本书里还会首次引入电子元器件，让同学们了解电路是如何与我们的计算机协同工作的。
◎《Arduino机器人制作、编程与竞赛（初级）》适合五年级及以上的学生。Arduino编程就是C语言编程，只是简化了复杂的头文件和库结构的引用。这本书将以计算机显示技术为项目主线，通过控制1个LED灯的亮和灭、3个LED灯的亮和灭、8个LED灯的亮和灭、64个LED灯的亮和灭等，带领同学们学习和掌握计算机显示的方法、原理和技术，然后通过编程实现电机控制和蓝牙遥控等，最后制作出一个具有蓝牙遥控功能的表情显示机器人和遥控灭火机器人，寓教于乐！
◎《Arduino机器人制作、编程与竞赛（中级）》适合六年级及以上且学过初级教程的学生。这本书以一个红外遥控的智能玩具机器人制作和编程作为主线，引导同学们学习和掌握数字音乐、随机漫游、机器人跟随和红外遥控的通信解码技术等，以及如何完成一个完整的遥控机器人智能玩具的设计和开发流程。最后引导同学们去挑战中国教育机器人大赛的智能搬运、擂台和灭火等竞赛任务。赛学合一，以终为始。
◎学完Arduino机器人的初级和中级教程以后，就可以挑战《Arduino竞技机器人制作和编程》了。这本书以未来机器人大师赛为目标，需要同学们应用所学知识和技能设计自己的战斗机器人去与对手对抗。不是一对一的对抗，而是团队的对抗，这样就要求同学们要学会团队协作和配合。这本书会提供几种标准的机器人制作和编程方法，但是更希望同学们能够发挥自己的创意和智慧，去赢得胜利！
◎《机器人辅助C程序设计》和《单片机技术及应用》是面向初中二年级及以上的同学。这两本书将带领同学们进入计算机内部世界，真正了解计算机的原理和计算机操作系统的编程技术。掌握了这两本书的精髓，同学们进入大学以后就再也不用为计算机类硬件和编程类课程发愁了。你们就可以专注于自己的专业知识和技能的提升，能够自如地去应对各种未知的专业挑战了！
每本教程都以机器人制作项目贯穿始终，采用STEAM的理念设计学习过程，并且在学习过程中设计各种竞赛项目，充满挑战且引人入胜！每本教程都有至少一个大的竞赛项目是中国教育机器人大赛的总决赛竞赛项目。同学们有各种机会去与同行们PK，展示自己的才华和实力！
同学们，让我们一起走进充满挑战和趣味的机器人STEAM世界吧。坚持不懈，持之以恒，你们都能够成长为未来的机器人大师，成为创新和创造能力超强的时代精英！松山湖国际机器人研究院 秦志强第1章进入人工智能机器人的世界
想一想自己都认识些什么样的机器人呢？你是在哪里见到这些机器人的？是在电视上，动漫里，还是海报上？
其实，在我们的日常生活中就有很多的机器人，如扫地机器人、玩具机器人、社交机器人等，还有我们将要边做边学的教育机器人。这些机器人都是通过人工智能软件控制的，它们都是人工智能机器人。1.1 认识ERCC Mixly机器人
本书将要介绍的教育机器人，叫作ERCC Mixly，如图1.1所示。图1.1 ERCC Mixly教育机器人
它具有以下几个特点。
❶金属积木搭建，可自由拆装拓展，有助于锻炼动手能力和双手协调能力。
❷可自主编程，实现个人创意，带来更多乐趣。
❸支持图形化编程和Arduino C语言编程。
❹预装多种传感器和人工智能软件。
❺可拓展参加中国教育机器人大赛，与来自全国的机器人创客分享经验。
玩一玩，看看ERCC Mixly机器人有哪些好玩的人工智能程序和功能呢？
ERCC Mixly机器人的组成如图1.2所示。图1.2 ERCC Mixly机器人的组成
思考：这些模块都有些什么作用呢？1.2 认识ERCC Mixly机器人的模块1.3 机器人的大脑——QTSTEAM控制器
机器人最重要的模块——机器人的大脑
ERCC Mixly教育机器人的大脑就是QTSTEAM控制器，其基本组成如图1.3所示。图1.3 QTSTEAM控制器的基本组成
仔细观察机器人的大脑，看看你认识些什么？1.4 机器人的翻译官——Mixly
中文名：米思齐
英文全称：Mixly_Arduino
米思齐是一款由北京师范大学教育技术学院创客教育实验室傅骞教授团队开发的图形化编程软件。它就像机器人的翻译官一样，可以将我们编写的语言翻译成机器人能看得懂的语言，并且将这个语言传输给机器人大脑。
Mixly就是我们的翻译官，它懂得我们的语言，也懂得计算机的语言。它不能直接控制我们做动作，只能翻译人们所编辑的指令。所以如果想要控制我们机器人做相应的动作，就需要先将指令告诉Mixly，再由Mixly翻译给我们机器人的大脑。
想一想，为什么Mixly称为机器人的翻译官，而不是老师呢？第2章安装Mixly2.1 获取Mixly
大家已经认识到了Mixly的重要作用，是不是迫不及待地想要学习使用这款软件啦？不过呢，使用之前要先安装上这款软件。下面我们就一起来安装Mixly吧！
准备工作
安装Mixly前，你需要准备好ERCC Mixly机器人小车和与小车配套的数据线，以及一台联网的计算机，如图2.1所示。图2.1 准备工作
大家准备好了吗？让我们开始吧！
获取安装软件及完成软件安装
❶打开浏览器，在浏览器里输入Mixly官网地址http：//maker.bnu.edu.cn/，如图2.2（a）所示。
❷找到“Mixly For Arduino”项，选择第一个选项“Mixly系统下载”，此时会跳转到百度网盘，如图2.2（b）所示。在百度网盘里完成下载操作。是不是很简单！图2.2 获取安装软件
❸下载完成后，找到并打开Mixly_Arduino文件夹，选择与计算机操作系统版本对应的文件夹。本书我们采用的是Windows7操作系统，所以我们打开Mixly_WIN这个文件夹，如图2.3所示。图2.3 选择与计算机操作系统版本对应的文件夹
❹打开Mixly_WIN文件夹后，会看到该文件夹中的全部内容，如图2.4（a）所示。首先我们需要安装机器人主板的驱动，如果你的计算机使用的是32位的Windows7操作系统，那么你就打开wch_ch32.exe文件；如果你的计算机使用的是64位的Windows7操作系统，那么你就打开wch_ch64.exe文件。由于我们使用的计算机采用的是64位的Windows7操作系统，所以选择打开wch_ch64.exe文件。打开以后可以看到设备驱动安装向导，如图2.4（b）所示。图2.4 选择并打开主板的设备驱动程序
❺单击“下一步”按钮，会弹出如图2.5所示的界面，此时说明设备驱动程序已安装完毕。单击“完成”按钮即可关闭对话框。用配套的数据线将小车和计算机连接起来。图2.5 设备驱动程序安装完毕
❻找到桌面上的“计算机”图标，单击鼠标右键，选择“设备管理器”。如果看到串口已连接，则说明驱动安装正常，此时就可以安装Mixly软件了，如图2.6所示。图2.6 查看串口连接状态
❼驱动安装完成后就可以安装Mixly了。Mixly的安装十分简单，只要找到与计算机操作系统对应的版本文件夹，本书打开的是Mixly_WIN文件夹，之后找到Mixly0.996_WIN.zip文件，单击鼠标右键，选择解压到当前文件夹，即可打开解压好的文件夹，具体步骤如图2.7（a）～（f）所示。图2.7 安装Mixly软件图2.7 安装Mixly软件（续）2.2 Mixly的界面及库的导入
Mixly的界面及各功能区的说明如图2.8所示。图2.8 Mixly的界面及各功能区的说明
添加库，就是让Mixly懂得更多的代码翻译，就像一个翻译官自己学习一些新的词语一样。
导入库
单击菜单栏的“导入库”项，在弹出的对话框里选择配套OpenBot库文件的OpenBot.xml文件，如图2.9所示。
配套的OpenBot库文件和Mixly软件可以在中国教育机器人大赛的官网下载，下载地址为www.ercc.org.cn。图2.9 导入库操作
单击“确定”按钮后会看到提示区显示：
此时在Mixly界面的模块区会有OpenBot。连接机器人小车，然后在菜单栏选择芯片型号：“Arduino Pro or Pro Mini[16MHzatmega328]”，串口则选择前面图2.6所示操作时对应的串口，如图2.10所示。图2.10 选择机器人对应的芯片型号和串口
到目前为止，大家已经完成了Mixly的安装及驱动的安装。大家能拓展下将Mixly软件发送到桌面快捷方式吗？2.3 本章拓展
为了方便以后打开Mixly软件，我们可以把Mixly设为桌面快捷方式。
首先打开下载并解压的Mixly_Arduino文件夹，然后打开Mixly_WIN文件夹，最后找到并打开Mixly0.996_WIN文件夹。如图2.11所示，选择Mixly.exe文件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“发送到”→“桌面快捷方式”选项，就会发现桌面上有一个Mixly软件的快捷方式啦。图2.11 创建Mixly软件的桌面快捷方式第3章机器人交通指挥3.1 用Mixly点亮一盏灯
点亮LED小灯的原理
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]