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猪懂科普 | 编程,机器人,AI,都是些什么鬼?有啥关系?娃学啥好?

Bing 英华兰DrBing 2021-07-18
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胖友们,最近微信公众号大改版,不按时间顺序而是按照阅读频来推送了。


为防迷失,爱我的胖友们可以给我号加“星标”,或者时常进来给我点点“在看”,留个言。


最近评论里问我编程、机器人、乐高的读者特别多,大家都知道大趋势不可逆,但有些非理工背景的妈妈难免抓瞎:


这都是些什么东西啊?娃应该学乐高/机器人,还是学编程?这些和现在大热的AI有啥关系?


所以就今天特此总结个猪懂科普哈。



目前市面上把娃向高科方面培养的完善培训体系,暂时只有两个品类,一个是【机器人培训】,一个是【儿童/少儿编程】培训。


PS:重要的话说在前面,让娃学机器人/编程,并不是要让娃铁定心当编程员、机器人工程师,而是早早进入"科技"的“主干道”,先入为主。


比方我Bing当年是靠做网站实现了财务自由(《斜杠小富婆》一文交代过经历了),后来当公号狗靠的也是“近水楼台先得月”——进了圈子,离机会才近。


人类未来这一两百年必定是科技时代,而信息科技对各行业的改造还出于初期。


所以,从娃安身立命的角度考虑,培养娃的科技意识绝对是没错的。


咱们一个一个来说哈。


首先是【机器人培训】


就是通过组装、搭建、编写程序运行机器人,激发科技兴趣、培养娃综合工程技能的一种教育方式。


其中最火的应该就是乐高了。


乐高机器人培训教育机构,据说5年增长了近15倍,简直井喷。北上广深一批有钱有姿势的家长,可是下血本在乐高玩具、教具和培训上砸钱。


有读者和我说从学前班到学后班上完花费大约在 8 万块左右。在大城市,年学费1W很平常,有些机构人满为患,名都报不上。


虽然贵吧,但两个东西还是实实在在的:


1、短视的实在:


中国制造2025,科技也得到了教委重视(学奥巴马玩STEM)。


机器人比赛获奖可以升学加分,越来越多学校已经把机器人纳入小升初科技特长生、自主招生项中,魔都一些小学还把拼搭乐高当幼升小面试考核。

海淀外国语实验学校的学生正在操作机器人


2、长期的实在:


机器人是跨学科综合教育,可以让娃学习到工程、力学、数学、物理、机械、电子、计算机、通信、生物等多学科知识。


同时让娃有动手能力,problem-solving和团队能力,是STEM教育目前为数不多的覆盖3-16岁系统性的成熟培训体系!


玩机器人,理工思维培养出来了,说不定以后能成为一个科技“创客”!


不济当个攻城狮,那也是符合未来就业大势。


然后就是【少儿编程培训】


就根据不同年龄的儿童,分阶段、系统性地教授儿童编程语言,从最开始的逻辑思维和抽象思维的培养,再到教会孩子学会运用“编程思维”,最后利用算法设计去解决实际问题的培训。

以图形化编程为切入点的儿童编程


我Bing一直觉得,编程作为一门那么重要又有用的素质教育品类,普及率不应该只有现在这样的。


锻炼逻辑思维能力、锻炼解决问题的能力这些老生常谈就不说了,长远来看,它算是一个侵入性的工具类学科,是专门对其他专业进行降维打击的。


  • 电子商务,对应着传统零售业;京东起来了,中关村电脑城就倒掉了;


  • 即时通讯软件,对应着传统通讯业;微信起来了,飞信倒了,短信变成验证码服务了;


  • 移动互联网新媒体,对应着传统纸媒;公众号起来了,报纸就不行了;


所以我之前说过好多次,每个娃都应该学一学CS(computer science),接触一下编程。


即使将来不选择计算机专业,不当程序猿,但至少他能最大化利用这个工具,懂得它背后的原理,知道每个技术的运用。


即使不对别人进行降维打击,也能避免自己遭受降维打击。



说完了乐高机器人编程的概念,再看看他们有什么共同点?


这两者的共同点是,都需要写代码:

上面是谷歌TensorFlow(谷歌的第二代人工智能学习系统)代码示例,语言是Python


上面是一段家用扫地机器人的循边的代码示例,语言是RobotC


总之,代码是跑不掉的,多少得懂一点。


而这两个的不同点呢?


从【经济向】来说:

  


机器人更多需要“烧硬件”(学习成本高),适合有钱人家给娃烧个门槛啥的。


编程门槛和成本就低很多了,前期投入非常少(后期更少),试错/投石问路成本非常低


机器人还得投道具呢,编程简直穷人福利啊,一个电脑一根网线就能颠覆世界。


可能一开始老师带上路花点学费,上路以后,靠自学,泡牛人论坛就能一路开挂了。网上开源免费东东实在不要太多!


再从【智商向】来说:


机器人:更适合工科思维强,动手能力好的娃子。


编程:更适合理科思维的孩子(数理逻辑好),不需要有动手力,脑够用就行。



那他们和人工智能(AI)的联系如何呢?


答:都有极大联系。


首先咱们定义一下人工智能。


一直以来,人工智能(AI)在科幻小说出现了不少次:《星球大战》、《终结者》、《2001太空漫游》,《AI》,《I,robot》,《机械姬》等。。。


人工智能在电影出现的形式基本都是
和人一样的形态,但其实,人工智能是个很宽泛的话题。


从手机上的siri,到无人驾驶汽车,到家庭智能语音盒,到淘宝/天猫/京东/豆瓣上的“猜你喜欢”“智能推荐”,到电子邮箱智能的垃圾邮件标识,其实,我们日常生活中已经每天都在使用人工智能了,只是我们没意识到而已。


所以不要一提到人工智能就想着人形机器人。

获得沙特国籍的的人形聊天机器人索菲亚


非常能言善道的索菲亚


随身机器人TEMI,相当于一部移动的有屏幕的siri,有点《星球大战》里2/R2-D2宝宝的雏形了。


人工智能和普通程序的区别是,程序再灵活都是死的,人工智能则具有人的“认知”和“思考”和“模糊处理”的灵活性,还可以有学习能力。


如果娃学【编程】,那他将来可以写“普通应用”(比如说开发游戏,网页,系统架构等,空间依然很大),也可以从事“人工智能应用”的开发。


机器人只是人工智能的容器,机器人有时候是人形,有时候不是,人工智能只是机器人体内的“脑”。


如果说人工智能是人的大脑的话,机器人就是人的身体——而且这个身体不一定是必需的。


(比如说Siri背后的软件和数据是人工智能,但是Siri本身并没有“机器人”这个实体部分。)


如果娃学【机器人】,那他可以做“普通机器人”,也可以做“人工智能机器人”的开发。


比如说,之前写过《娃考上麻省理工,毕业却沦落到开餐厅?怎么肥事?》麻绳理工4娃开发的炒菜机器人,其实就是多几个控温传感什么的,没多少人工智能在里面,算普通机器人。


给我家扫地干活的小robbi,其实也算普通机器人:


下图(AMZNPickingChallenge的机器人抓取挑战赛)是一个有自学能力的机器手臂,只需要一个师傅手把手教它做几遍就能学会的,虽然没有人形,但也算算人工智能机器人。


而下面这些未来必然会出现的机器人产品,就肯定有人工智能的成分在里面了。

《机器人总动员》中的收垃圾机器人瓦力

电影《机器人与弗兰克》中照顾一家老小的家用机器人(这个一上市我第一个剁)

所以说,“机器人”方向,未来的发展空间也不小,但都需要编程打底。


说到这里,两者和“人工智能”的关系大概说清楚了。



那他们的优劣在哪里呢?


1.机构师资问题


【机器人编程】高级的机器人要求非常扎实的编程基础,比如C语言,C++等。


但大多数的机器人培训机构只停留在初级教育,最多涉及到一些图形化编程教育,高级编程那边师资已经非常少了。


这也是为什么3岁可以学习机器人,到8岁之后很多机构就没有东西可学的原因


【编程学习】对比应用比较窄的“机器人”领域,编程的师资一般不会存在问题。


2.应用场景问题


【机器人编程】应用范围仅限于机器人本身,不同的机器人需要不同的语言,比如乐高NXT有图形化IDE,使用RoboLab语言,适合初学者;


高级的可以使用RobotC,但这些语言岗位需求很少。


一旦脱离了机器人,娃学的编程知识可能就无用武之地,
需要跳出来重学编程。


【编程学习】是基于软件项目开发设计的课程,其中会有一部分涉及到与硬件的交互(和机器人有些类似),但是编程的应用场景是没有限制的——


做网页,手机app,游戏开发,最后都是编程,娃选择范围更广。语言从Scratch到Python到C++都可以,选择范围很广。

3.职业选择问题

儿童编程的学员可以从事大部分和高科技有关的工作,机器人编程是其中的一小部分。


对比大部分机器人编程那些浅显的编程语言训练,接受儿童编程教育的娃因为有扎实的编程基础专业上会多点优势——做程序员、算法工程师、数据分析师,架构设计师都可以。



儿童编程怎么学?

4 -6岁:编程小游戏

入门阶段,可以先带孩子玩一些编程小游戏。

比如,用指令控制一个角色到达终点,绕过一些障碍物,用循环来完成重复任务等等。这阶段培训班基本没有,家长在家做好兴趣启蒙就够了。

7 -9岁:图形化编程工具

这个阶段,可以让孩子用一些可视化编程工具来完成一些复杂的任务。我强烈推荐过的软件Scratch,简单好玩有趣,老少皆宜。

10岁+:代码编程语言

这时候孩子们可以开始学习一种编程语言,比如Python等,尝试编写一些软件,初步学习算法、数据结构以及面向对象编程,也可以尝试一些硬件编程。

乐高机器人怎么学?

3-5岁:玩大颗粒(德宝);

主要是培养动手拼插搭建的能力,通过不同的主题的搭建来锻炼。

5-6岁:转小颗粒搭建;

锻炼精细运动、空间感和创造能力,设计和完成自己喜爱的作品。


6-9岁:可以开始涉及工程力学原理

例如杠杆、齿轮变速、齿轮改变扭矩、蜗轮蜗杆、复合式杠杆等等。

9岁+:进入编程阶段

可以通过EV3图形化编程软件,编写程序实现对机器人的控制。

再高级,就是系统学习机器人操控语言Robotc,通过程序编写完成指定任务。

总流程和需要入手的器材(保守支出)大致如下:

2.5-3岁:乐高得宝9090+基础砖块(其实早期一套9090就差不多了)
3-4岁:乐高9076+9090 (可以让孩子搭建出更多花样)
4-5岁:乐高9206+基础砖块(四岁螺丝刀锻炼手臂小肌肉群再合适不过了)
5-6岁:乐高9656+基础砖块(简单的机械物理原理,为小颗粒打下基础)
6-7+ 早期科学与技术
7+ 动力机械I、能源世界、结构与力
8+ 动力机械II,能源世界II,动力机械III
9+  NXT 机器人
10+ EV3 机器人

所以说乐高是烧钱小能手啊!


不过娃9岁后接触机器人(科技系列),开支主要是机器人套装和各种配件,玩深入了还需要买第三方传感器,价格虽然也很烧,但比玩具收集狂好些。

机器人套装和备件库



各种传感器
总结两者的话,乐高机器人要玩出名堂,家庭还是需要一定财力的。


Bing总结:

到这你也看出来了,如果预算没那么充裕,想学习成本低一点,学完了将来的适用范围广一点,那就直接学编程。


毕竟从功利的角度来说收益好机会多嘛。


不过编程一般至少5-6岁才能开始,之前总得做点啥吧?所以很多家庭娃3-4岁就先入乐高坑了,到7-8岁自然就跑到机器人那块去了!


“机器人”有乐高这个门面,先发优势强。


但是随着后面师资越来越少,硬件越烧越贵,可以根据你家的情况,慢慢考虑出乐高坑进编程坑。


而一开始就能喜欢上编程的娃,特意还进一进乐高坑必要就不是特别大了。


当然,除非你不差钱,娃喜欢,动手能力又强、有天赋,你们也没有太多功利心,机器人当然也很好。


还有些家里有理工爸爸可以带着玩,单纯的搭建在家自己来,到了工程力学、机器人等自己讲不了的部分再报机构,这样也可以省不少钱(就是费爹)。


像我家的情况是乐高有几套,但不是乐高控。


娃完成了理工的兴趣启蒙,之后就可以通过自学或结合校内校外各种培训体系下深钻。


要学电路的学电路,要学编程的学编程。。。即使没参加乐高体系,加入国际赛,一样能成为科技人才。


所以,最重要还是看你家的情况,因材鸡娃咯~



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