资源简介

(共42张PPT)
第二单元 第4课
扫地机器人
清华版（小学）
通
1
学习目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
教学目标
（1）了解扫地机器人的发展历程及其越来越智能化的趋势。
（2）了解扫地机器人在发展过程中运用的人工智能技术。
02
新知导入
同学们，你家有这个‘小圆盘’吗？按下开关，它就自己满屋子跑，默默扫干净地板……但你有没有发现——它会‘躲开’你的拖鞋，还能记住‘哪没扫’。
02
新知导入
29 年前，最早的扫地机器人长这样——又笨又贵，还总被拖鞋‘绊倒’，现在的却像‘聪明管家’。为什么变化这么大？秘密藏在人工智能里。
1
早期的扫地机器人
02
新知导入
探索
（1）扫地机器人怎么从‘初代笨家伙’变‘智能高手’？
（2）AI 技术怎么让它自动‘认路、躲障碍、规划路线’？
1
早期的扫地机器人
03
新知讲解
初代技术探索
1996年伊莱克斯推出“三叶虫”扫地机器人，作为行业的早期尝试，它用超声波探测技术避障、构建地图，虽存在算法复杂、价格昂贵等问题，但代表了扫地机器人从0到1的技术探索阶段，奠定了发展基础。
1
早期的扫地机器人
03
新知讲解
Roomba的简化与突破
2002年iRobot推出Roomba，吸取“三叶虫”教训，简化传感器设计、降低成本，以“随机碰撞+真空吸尘“模式，解决了价格与基础清洁需求，让扫地机器人从“高端概念”走进普通家庭，是技术落地、推动普及的关键节点。
1
早期的扫地机器人
03
新知讲解
早期探索阶段
采用类似蝙蝠飞行的超声波探测技术，能够探测并绕开障碍物，同时构建房间地图。
03
新知讲解
初步普及阶段
吸取了三叶虫扫地机器人的教训，简化了传感器设计。增加了真空吸尘功能，清洁能力更强。采用随机碰撞的清扫模式，遇到障碍物时改变方向，探测到台阶时自动停止。
03
新知讲解
考考你——扫地机器人经过了长时间发展，早期的代表产品有哪些？
（1）三叶虫扫地机器人。
（2）Roomba 扫地机器人 。
03
新知讲解
从随机到规划式导航
传统Roomba依赖随机碰撞，效率低、易重复/被困。2010年Neato推出Neato XV-11激光测距机器人，通过激光构建地图、规划路径。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
从随机到规划式导航
2015年iRobot Roomba 980引入视觉定位，让机器人从“盲目随机”升级为“智能规划”，大幅提升清洁效率，标志了技术从“基础清洁”迈向“智能导航”。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
扫地机器人的智能基因
现代扫地机器人运用的激光导航、视觉定位技术，与自动驾驶、无人机等领域同源。通过传感器感知环境、算法构建地图，实现自主决策，体现人工智能技术跨领域融合，让扫地机器人成为“家庭场景的智能探索者”，反映了技术复用与场景拓展。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
智能升级阶段
具备自身定位和路径规划的能力。通过激光观察周围环境，基于观察到的场景构建一个地图，并确定自己在地图中的位置，然后规划出合理的行进路线和位置，避免了随机碰撞带来的效率低下问题。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
思考——扫地机器人在人工智能时代的技术发展了哪些方面？
（1）导航与定位技术升级。
（2）智能识别与决策优化。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
科沃斯T10 OMNI，能快速扫描家居环境，构建高精度地图，还能根据地图合理规划清扫路径，高效完成清洁任务。在复杂环境中，比如家具较多的客厅，也能精准避开障碍物，避免碰撞和漏扫 。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
石头G10S PRO，机器人可以智能识别房间布局，优先清扫面积大的区域，还能自动分区，针对不同区域设定不同清扫模式，大大提升了清扫效率和覆盖率。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
云鲸J3小鲸灵，当检测到地面污渍较重时，会自动调整清洁模式，增加拖布的下压力度和清洁次数，实现更深度的清洁。此外，它还能智能规划清洁顺序，先扫后拖，避免二次污染。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
追觅 S10 PLUS，在清扫过程中，遇到较大垃圾会调整吸力，确保有效清理。同时，基于对家居环境的识别，它能智能规划最佳清洁路径，避免无效移动，提高清洁效率和效果。
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
小组讨论：扫地机器人除了可以用于扫地，还可以帮助人类做哪些事情？
2
现代扫地机器人
清洁
躲避障碍
路径规划
自主移动
自我定位
构建三维地图
……
扫地机器人有哪些能力？这些能力可以用来做什么？
03
新知讲解
扫地机器人的技术推广——“装卸工”
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
扫地机器人的技术推广——扫地机
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
扫地机器人的技术推广——无人驾驶
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
扫地机器人的技术推广——无人机
2
现代扫地机器人
03
新知讲解
扫地机器人的导航技术推广——其他应用
2
现代扫地机器人
机器人
无人驾驶汽车
无人飞机
火星车
03
新知讲解
如今，扫地机器人在智能导航与识别技术基础上，朝着更多功能集成与优化的方向发展。比如具备自动集尘功能，减少清理尘盒的麻烦；洗拖一体功能进一步满足地面深度清洁需求；部分高端产品还能与智能家居系统联动，实现远程控制、语音控制等，让家居清洁更加便捷、智能。
总结
03
新知讲解
从产品迭代看研发逻辑
iRobot 从“三叶虫”的教训中，以“简化设计、解决痛点”为核心，推出Roomba并成功普及。说明扫地机器人发展不仅靠技术创新，更需平衡“天马行空的想象（技术突破 ）”与“脚踏实地的设计（成本、实用 ）”。
爱
思
考
03
新知讲解
扫地机器人持续创新，集成自动集尘、洗拖一体等功能，还与智能家居联动，从“基础清洁”迈向“智能便捷”，不断用技术迭代满足家庭清洁需求，成为智能家居重要组成。
爱
思
考
03
知识库
激光是一种特殊的光，具有高度的方向性和单色性。与普通光相比，激光的光束非常集中，能量密度极高。扫地机器人安装了激光装置后，就可以通过向周围发射激光并接收反射光来探查周围的环境。
04
课堂练习
一、判断题。
1.扫地机器人的发展历程中，“三叶虫”是行业早期尝试，为后续发展奠定了基础。 （ ）
2.Roomba 扫地机器人采用 “随机碰撞+真空吸尘”模式，解决了价格与基础清洁需求的平衡问题。 （ ）
3.激光具有高度的方向性和单色性，扫地机器人可通过激光探查周围环境。 （ ）
4.现代扫地机器人无法识别不同区域，只能采用统一的清扫模式。 （ ）
√
√
×
√
04
课堂练习
二、选择题
1.下列哪项是1996年伊莱克斯推出的 “三叶虫” 扫地机器人的特点？ （ ）
A. 价格低廉，适合普通家庭 B. 采用激光测距技术规划路径
C. 使用超声波探测技术避障、构建地图 D. 具备自动集尘功能
2.2002年iRobot推出的Roomba扫地机器人，推动其普及的关键原因是？ （ ）
A. 采用了最先进的激光导航技术 B. 简化设计、降低成本，满足基础清洁需求
C. 价格高达1600美元，定位高端市场 D. 能与智能家居系统联动实现远程控制
3.现代扫地机器人的智能升级不包括以下哪项？（ ）
A. 激光导航构建高精度地图 B. 随机碰撞式清扫，效率较低
C. 智能识别污渍并调整清洁模式 D. 自动分区并设定不同清扫模式
B
B
C
04
课堂练习
三、填空题
1.2010年Neato推出的激光测距机器人，通过激光构建地图、规划路径，标志着扫地机器人从“随机碰撞” 迈向 “_________”。
2.现代扫地机器人运用的激光导航、视觉定位技术，与自动驾驶等领域同源，都依赖_________算法。
3.扫地机器人的智能升级阶段，具备了自身定位和_________的能力，避免了随机碰撞带来的效率低下问题。
智能规划
SLAM
路径规划
05
拓展延伸
1、语音助手控制与状态反馈。
用户可通过语音助手直接指令扫地机器人“开始清扫客厅”“返回充电”，机器人完成任务后会语音反馈“清洁完成，已返回充电桩”，实现无接触便捷操作。
05
拓展延伸
2、宠物家庭的毛发清洁优化。
针对宠物毛发易缠绕滚刷的问题，部分扫地机器人采用防缠绕专利技术（如浮动胶刷+V型滚刷），通过特殊结构将毛发卷入尘盒而非缠绕，同时自动识别宠物活动区域重点清扫。
05
拓展延伸
3、自动回充与断点续扫。
当电量低于20%时，扫地机器人会自主规划回充路线，充满电后原路返回至上次清扫断点继续工作，避免重复清扫已完成区域，尤其适合大户型家庭。
05
拓展延伸
4、材质识别与清洁模式匹配。
通过传感器识别地面材质，自动调整吸力和拖布湿度——木地板用轻柔吸力+干拖，地毯用强吸力+不拖布，避免损伤地面或影响清洁效果。
06
课堂总结
1
了解扫地机器人发展历程
2
认识现代扫地机器人
3
了解现代扫地机器人的技术实现
4
完成课堂练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
扫地机器人
07
板书设计
扫地机器人
1、了解扫地机器人发展历程
2、认识现代扫地机器人
3、了解现代扫地机器人技术实现
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1.请简述扫地机器人从早期到智能升级阶段的技术发展变化。
08
课后作业
1.请简述扫地机器人从早期到智能升级阶段的技术发展变化。
早期探索阶段：以“三叶虫”为代表，采用超声波探测技术避障、构建地图，但算法复杂、价格昂贵。
初步普及阶段：以Roomba为代表，简化传感器设计、降低成本，采用“随机碰撞+真空吸尘”模式，满足基础清洁需求。
智能升级阶段：以 Neato 激光测距机器人和Roomba 980为代表，引入激光导航、视觉定位技术，实现智能规划路径，从“盲目随机”升级为 “智能规划”。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展开更多......

收起↑