東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院王宏教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款能夠陪伴學(xué)生的機(jī)器人—“NAO”機(jī)器人。最近，“NAO”機(jī)器人作為老師走進(jìn)了東北大學(xué)的課堂，為機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院大四的學(xué)生們講授了“機(jī)電信號處理及應(yīng)用”課程。該課程自開授以來，反響熱烈，引起了各界廣泛關(guān)注。
創(chuàng)意的形成只需要一瞬間的靈感，但創(chuàng)意的實(shí)現(xiàn)卻需要大量的時(shí)間和精力，而且還要解決實(shí)現(xiàn)過程中的各種問題。王宏說：“從2013年‘NAO’機(jī)器人進(jìn)入我們的實(shí)驗(yàn)室開始，就像實(shí)驗(yàn)室的孩子一樣被精心呵護(hù)和創(chuàng)造著。從孕育到現(xiàn)在，我們不斷地對它進(jìn)行開發(fā)、實(shí)驗(yàn)，才讓它達(dá)到如今的智能程度。雖然花費(fèi)了我們很多時(shí)間和心血，但是看到它不斷進(jìn)步，智能程度不斷提高，心里感覺特別高興。”
在實(shí)驗(yàn)室里，“NAO”機(jī)器人像小孩一般站在桌上，特別可愛，參與研發(fā)的學(xué)生坦言：“其實(shí)研發(fā)‘NAO’機(jī)器人這個(gè)過程挺好玩的，你就像是面對一個(gè)小娃娃，‘教’它說話、走路、授課。當(dāng)然，在這個(gè)過程中，它也像‘教小孩’一樣會遇到很多問題，比如在設(shè)計(jì)動(dòng)作時(shí)，就曾出現(xiàn)四肢無法按預(yù)定彎曲程度彎曲的情況，這需要來回調(diào)整無數(shù)次。”
“NAO”機(jī)器人的應(yīng)用離不開它背后的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)。在王宏教授實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)不懈的開發(fā)和創(chuàng)新下，“NAO”機(jī)器人從最初能檢測飲水機(jī)的水位、收拾垃圾，到現(xiàn)在能走上講臺講課，功能上有了質(zhì)的飛越。第一次備課的時(shí)候，王宏帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)花了不少精力做前期工作。每一次授課之前，他們都會提前帶著它“試講”，具體到面對PPT的角度等細(xì)節(jié)都要事先調(diào)整好?？此戚p松愉快的一堂課，背后卻承載著整個(gè)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的辛勤付出。
隨著對“NAO”機(jī)器人的不斷開發(fā)，王宏老師帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)參加了第三屆“NAO”仿人智能機(jī)器人在線程序設(shè)計(jì)全國比賽，成功實(shí)現(xiàn)了“NAO”機(jī)器人對名片的定位、名片上郵箱的識別并向該郵箱發(fā)送郵件等功能。
對于“NAO”機(jī)器人老師來說，學(xué)生的認(rèn)可就是對其最好的表揚(yáng)。“NAO”機(jī)器人老師不僅掌握了多種語言和PPT的使用，還能與學(xué)生互動(dòng)，解答他們的部分問題。這種全新的教學(xué)方式，讓電影里“大白”似的陪伴成了可能，不僅給傳統(tǒng)課堂教學(xué)輸入了新鮮血液，而且課堂氣氛更加活躍，學(xué)生的課堂積極性也極大地提高。
參加過“NAO”機(jī)器人上課的機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院學(xué)生姜茂文說：“‘NAO’機(jī)器人老師不但外表可愛，講課有聲有色，而且課堂氣氛也非常好，包括內(nèi)容、手勢、動(dòng)作和PPT的銜接都挺不錯(cuò)，語言表達(dá)也很好。雖然對一些細(xì)微的問題還不能完美處理，但相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問題都將不是問題。”
王宏說：“當(dāng)聽到‘NAO’機(jī)器人老師來上課的時(shí)候，學(xué)生們都挺興奮，上課過程中，他們也對‘NAO’機(jī)器人產(chǎn)生了極大的興趣。他們都很積極，踴躍提問題，上課也特別認(rèn)真。”新的教學(xué)工具的運(yùn)用，極大地提高了學(xué)生課堂的積極性，對于這種新奇的方式，很多聽課學(xué)生都感到非常引人入勝。
隨著研發(fā)的不斷深入，“NAO”機(jī)器人老師的功能也在進(jìn)一步擴(kuò)展和完善。王宏教授告訴我們，現(xiàn)在的“NAO”機(jī)器人只能回答事先存入數(shù)據(jù)庫的問題，對于不在數(shù)據(jù)庫的問題，它就無法給出答案，有一定的局限性。未來“NAO”機(jī)器人將接入到因特網(wǎng)，通過關(guān)鍵字進(jìn)行搜索，給出最佳解答，不會再出現(xiàn)目前無法回答問題的情況。能耗也是團(tuán)隊(duì)目前面臨的一大挑戰(zhàn)，現(xiàn)在的“NAO”機(jī)器人充完一次電能工作兩到三個(gè)小時(shí)，將來隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，有望延長其工作時(shí)間，增強(qiáng)其續(xù)航能力。
未來機(jī)器人老師將具有更多的優(yōu)點(diǎn)，例如可以模仿特優(yōu)教師進(jìn)行高強(qiáng)度的授課，讓更多的人分享優(yōu)質(zhì)教育資源；針對偏遠(yuǎn)落后地區(qū)教師數(shù)量少、教學(xué)水平低的情況，機(jī)器人老師可模仿優(yōu)秀教師為偏遠(yuǎn)地區(qū)的孩子們講課；有時(shí)機(jī)器人老師更能吸引學(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；當(dāng)然，機(jī)器人老師也可以為學(xué)生表演舞蹈等節(jié)目，拓寬學(xué)生的視野。
王宏教授說：“人類對于智能機(jī)器人的不斷探索，許多曾經(jīng)的‘異想天開’都將變成現(xiàn)實(shí)，醫(yī)生、保姆、清潔工人等工作都可以由機(jī)器人來代替，家長再也不用去請家庭老師了，這些都可以由機(jī)器人來輔助完成。”目前，國家正在加大對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的支持，而東北大學(xué)也聯(lián)合企業(yè)建立了國內(nèi)“985”高校首個(gè)機(jī)器人科學(xué)與工程學(xué)院，這些都為更多“NAO”們的誕生打下了良好的基礎(chǔ)。
