14、机器人教育与VR交互体验：现状、挑战与解决方案

机器人教育与VR交互体验：现状、挑战与解决方案

在科技飞速发展的今天，自动化、机器人技术和人工智能的进步正深刻改变着我们的工作和生活。全球范围内，预计将有5000万个工作岗位因这些技术的发展而发生变化，约3.75亿工人需要掌握新技能。然而，目前具备机器人相关能力的人才十分稀缺，且这种稀缺状况预计会愈发严重，甚至可能减缓机器人技术的增长。

机器人教育的现状与挑战

传统上，机器人在教育中的应用主要集中在提升学生的科学、技术、工程和数学（STEM）技能。基于项目的学习（PBL）是一种有效的教学方法，学生分组解决特定问题，培养批判性思维、创新能力、团队协作和沟通能力等。但学校和大学传统教授的技术技能，逐渐跟不上企业对应届学生和毕业生的要求。企业常用的技能，如编程语言、持续改进/持续交付、敏捷方法、版本控制系统和项目管理工具，并未纳入传统学术课程。

为了填补这一差距，需要一个易于使用的机器人开发平台，以案例驱动的方式进行主动教学，让学习者全面了解机器人应用开发的要求和细节。

相关研究工作

• Moveo机械臂 ：为降低本科生实习材料成本，引入了完全开源的3D打印5自由度机械臂Moveo。学生可以低成本修改和复制该机械臂，学习机械设计、电气、电子、自动化和编程等知识。但其控制基于主要用于3D打印机的Marlin固件，可能在扩展机械臂功能和集成新用例时面临挑战。
• RBX1机械臂 ：在Moveo基础上增加一个自由度，实现6自由度操作，更接近工业机器人。但由于其使用的Raspberry Pi和定制步进电机驱动器已不再可用，使用该平台需要大量定制电