機器人在國內的學生課余活動安排里，絕對是當之無愧最熱門的一個，從小學習編程、接觸機器人更是不少國際賽道學生的“標配”。
但不少家長的顧慮也隨之到來：
● 這些“標配”可以讓學生真正掌握機器人嗎？
● 在ChatGPT可以輕松寫代碼的現在，機器人研究該往什么方向“卷”才能讓孩子不被AI取代？
● 如何讓孩子對機器人的興趣“生根發芽”，和學校內的知識互補？
今天我們邀請了機器人&人工智能領域的絕對大咖A老師，他有豐富的中學生科創帶教經驗，曾陪伴許多學生探深入索機器人領域，在學術的道路上為他們指引方向，相信他的專業回答能給大家一些啟發！
A老師 |?同濟大學與康奈爾聯合培養博后
💫國內某高校人工智能專業副教授，機器人與智能制造實驗室負責人，長期從事智能機器人、人工智能相關研究工作。
💫近來年，主持和參與國家自然科學基金、上海市自然科學基金及企業委托課題等10余項；在國際或國內學術期刊上發表SCI/EI論文20余篇，授權及公開發明專利30余項，機器人控制專著1本；獲得上海市技術發明獎一等獎1項
💫擁有豐富教學經驗，講授課程獲批上海高校市級重點課程，團隊指導的學生多次獲得全國性賽事一等獎和國家大創項目資助。
01科研真正的意義
是發掘學生潛力
“編程其實和真正地去研究機器人差很多，真正要研究機器人的時候，編程能力更多是個工具。”A老師向我們坦白，“我帶過不少零基礎的學生，比起編程能力我覺得動手能力會更加關鍵，因為動手的過程中學生更容易發現問題，去思考并進行一些創新。”
學生自己在動手時會去發現問題，通過查閱相應的資料設計解決方案，最后在導師指導下解決問題。這個方法論對于中學生來說并不難，只是在國內的教育環境下，學生一般要到研究生階段才會系統性地去鍛煉。所以讓中學生接觸科研其實并不是“超綱”，而是在激發他們的潛力。
我們遇到過不少家長和學生決定做科研之前都會產生畏難的情緒，這其實很正常，其中的畏難更多是出于對科研項目的了解還不夠深入。
所以在正式開始科研課程之前，A老師會設計很多基礎課程對學生進行啟蒙，一步步建立起興趣和信心。這些課程通常會介紹機器人的發展史、機器人的構成和目前的前沿技術簡介等等，由廣泛的機器人概念慢慢聚焦到學生想做的機器人上，去引導他們思考如何將理論和動手能力結合。
當然“超綱”的內容也是有的，想要完整地進行機器人相關的科研，通常我們需要以下能力：
①編程軟件比如Python或者C語言
②以單片機嵌入式為主的硬件方面的知識
③電路設計
④機械設計比如3D打印等
A老師建議：如果想要嘗試科研，可以適當在初小階段接觸這些領域的知識。但他也再次重申，提前學習這些知識并不是做科研的目的，提前接觸科研的思路、方法論才是中學生做科研的意義。
02具身智能的時代，
軟硬件的結合很重要
ChatGPT席卷全球，不少家長開始擔心AI在未來會取代程序員，擔心自己的孩子學了CS但“畢業即失業”，面對這樣的顧慮，A老師也從專業人士的角度給出了自己的看法。
A老師向我們介紹了一個全新的概念——具身智能，這是機器人領域最新的一個研究方向。相信不少讀者應該也和我一樣是第一次聽說這個概念，不妨先讓我們一起看看具身智能的具體定義：
什么是具身智能？
具身智能(Embodied AI) 指的是身體并支持物理交互的智能體，具體而言，具身智能具有支持感覺和運動的物理身體，可以進行主動式感知，也可以執行物理任務，沒有非具身智能的諸多局限性。
更重要的是，具身智能強調“感知—行動回路”（perception-action loop）的重要性，即感受世界、對世界進行建模、進而采取行動、進行驗證并調整模型的過程。
概念太抽象有點看不懂？A老師給我們舉了個例子。像是鼎鼎大名的AlphaGo，與排名世界第一的世界圍棋冠軍柯潔展開過一場世界矚目的“人機大戰”，最后以3比0的總比分獲勝，它下棋就是使用了一套深度學習算法。
而具身智能更強調把算法放到硬件里面，機器人自己可以去感知獲取數據，進而自主去決策，最后再操控自己的行為，例如人形機器人、無人車等。
A老師的機器人與智能制造研究團隊專注于智能機器人的感知與控制研究，有非常廣泛的應用場景。
以上是A老師設計的部分課題，其中很多課題都是基于他們研究團隊目前在做的項目，然后和生活中的場景相結合，既保證了課題的前沿性，也非常契合目前主流科研賽事的評審風格。
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進一步了解這些項目
在科研賽事中，這類項目有一個得天獨厚的優勢：給予學生展示實物的機會！尤其是像青科賽/ISEF這類學生擁有個人展臺的賽事，這個優勢會更加顯著。
青科賽
ISEF
除此之外，做硬件也可以有助于孩子凸顯在學術上的能力，現在很多機器人相關的研究都是停留模擬仿真的階段，做一個純算法設計，要真正做到硬件設計的話難度會更高一些，需要融會貫通許多其他學科的知識，所以這也是個參賽的優勢。
當然對于中學生來說，想要做到軟硬件結合，還需要結合每個學生自身的情況，A老師帶教時也會根據孩子的情況去及時調整。比方說有同學只了解過軟件編程，硬件方面就可以先用簡單一點的單片機來上手，這樣就算沒學過硬件方面的知識，也能很快學會，但我們最后的目的一定是朝軟硬件的結合方向去努力。
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進一步了解青科賽/ISEF
03小興趣，大科研
才是成就中學生科研的關鍵
如果要讓孩子做科研，是做他感興趣的方向，還是做他擅長的方向？這是讓許多家長糾結的一個問題。
在這點上，A老師分享了他自己的經歷，他原先學習的是軟件和計算機這一方面，但因為從小就喜歡動手搗鼓，所以選擇了研究機器人，至今依然在不斷鉆研。
所以在A老師看來，興趣對于中學生科研來說是比擅長要更加重要的。真正的興趣可以讓孩子不會考慮這件事情能給自己帶來什么，全身心地去做他想做的事情，去得到他想要的知識。
除了接觸平時接觸不到的前沿知識，中學生做科研也可以讓孩子對人生有更清晰的規劃。A老師平時也帶很多大學生，他發現國內的很多孩子即使到了研究生階段對自己的人生仍然是很迷茫的，習慣于填鴨式教育，還在想著“隨大流”。
所以中學生做科研其實也是在讓孩子趁早脫離從眾的心理，鍛煉主動獨立思考和創新的能力，通過實踐去選擇自己未來的學習和從事的工作方向。
對于有些學生如果還沒確定自己的方向，也可以趁著科研的機會去了解這個學科，去摸索什么才是自己真正感興趣的。
和A老師聊完，我也是受益匪淺，對于機器人科研也有了全新的認識。就好像A老師說的一樣，現在國內的學生缺少接觸科研的思路和方法論的機會，還總將那些填鴨式課程當成機器人科研，錯過了興趣啟蒙發芽的好時間。
通過一對一的科研規劃來幫助學生走近科研、了解科研是我們有方的教育初衷，我們希望更多的孩子可以通過科研發現自己的潛力，成就不平凡的自己。從創立至今我們也陪伴了不同背景的學生，從“小興趣”出發，成就獨特的“大科研”，助力他們敲響了夢校的大門。
