卡耐基.梅隆大学“飞跃”2016暑期机器人项目活动介绍
2016-03–15飞跃项目
2016年暑期 “飞跃”大学生机器人夏令营
中国政府已经将扶持和发展机器人产业作为国家政策,具有先进机器人知识和视野的专业型人才必将是未来急需的宝贵财富。在青少年学生中加强和推广机器人教育尤为重要。学生通过设计和搭建机器人,可以学习到数学、电子、机械工程、计算机编程等多个学科领域的知识,懂得如何进行团队合作、项目管理,为今后进一步的深造打下广泛而扎实的知识基础。
自2013 年起,卡耐基·梅隆大学(CMU)计算机学院机器人研究所推出了为期2 周的浓缩型课程——“飞跃”暑期机器人课程,2016 年已经是第四期。学生们在CMU 校园学习、生活,接受CMU 教授的授课,参观世界顶级的机器人实验室,体会原汁原味的美国名校课堂和大学生活,并和美国同龄人一起上课、制作、交流,达到学习知识、开阔眼界、增进友谊的目的,表现优异的学生还将获得美方教授亲自撰写的推荐信, 为将来申请美国大学添色。
“飞跃”课程能让学生深入了解计算机和机器人领域的最新动态,明确自己今后的学习目标和方向。目前,已经有多名“飞跃” 项目的学生分别在2014、2015 年秋季如愿进入CMU 计算机学院开始他们的大学生活。相信你一定会和往届学生一样, 在匹兹堡度过一个收获颇丰的夏天。
卡耐基· 梅隆大学(Carnegie Mellon University, 简称CMU)坐落在美国宾夕法尼亚州匹兹堡市,由钢铁大王兼慈善家安德鲁·卡耐基于1900 年创建,是一所世界级的研究型私立大学,拥有全美顶级计算机学院和戏剧学院,其艺术学院、商学院、工学院以及公共管理学院也都在全美名列前茅。该校吸引了来自全美国50 个州以及世界各国的人才,迄今共有18 名诺贝尔奖获得者、11 名图灵奖获得者、94 名艾美奖获得者、3 名奥斯卡奖获得者以及4 名托尼奖获得者。
卡耐基·梅隆大学尤其在计算机科学专业排名全美第一,机器人领域处于公认的世界领先地位,是美国最早授予机器人方向博士学位的大学。该校在空间机器人方面的研究有很长的历史,是美国航空航天局(NASA)科研任务的主要研发单位之一,其计算机学院下属的机器人研究所是美国最早专门从事机器人开发和研究的专业机构,从事过自动驾驶、月球探测步行机器人,单轮陀螺式滚动探测机器人、无人地面战车、空间机器人等研究。同时, 卡耐基·梅隆大学还被公认为是将机器人应用于教育的先驱。
| “飞跃”师资团队
George A. Kantor飞跃项目创始人
美国卡耐基·梅隆大学计算机学院机器人 研究所系统科学家。坎特先生从美国马 里兰大学获得博士学位之后,一直在卡耐基·梅隆大学机器人研究所从事科研和教学 工作,并致力于针对青少年的机器人培训。Kantor 教授还担任卡耐基·梅 隆大学所辅导的匹兹堡女子中学生 FRC 机器人比赛团队的负责人,多次率队夺 得冠军。他目前的研究领域专注于开发 能够驾驶、平衡和游泳的机器人,应用于农业、采矿和勘探。他的研究重心是 系统的控 制和估测,使用数学方法来理 解特定系统的物理表现,并由此生成用 于控制或估测的算法,比如解决不稳定 机器人的平衡问题、估测无人驾驶车辆 的位置等。
David Kohanbash 机器人研究所高级研究程序员
研究方向:控制、场地和太空机器人、 系统工程学、传感器,发表的学术论文 包括《用于监控和灌溉的无线传感器网 络设计》、《下一代监控和控制硬件开发》、 《小型 NFT 系统的自动机器人》等
Alex Long机器人研究所工程师
研究方向:模拟火星环境中的机器人活动、用于小型营养膜技术的自动机器人、 利用定位成像反馈系统机器人实现水培 装置的自动化
| 课程简介
1.飞跃机器人初级班 2016.07.24-08.08
参加本课程无需机器人制作经验,不过如果在编程和 CAD 绘图 方面有一定背景知识将有所帮助。学习如何使用常用技术和材料 来制作机器人并对其进行编程。课程将从设计、编程、电子学等 几个方面来介绍机器人制作的核心原理。机械领域:学习如何使 用 Solidworks(3D CAD) 进行机械设计,掌握如何在激光切 割机上根据绘图制作塑料模具,并学会组装马达和传感器。电子 学领域:学习基本电路理论、基本传感器(如编码器、电位计、 距离传感器、色彩传感器、声音传感器、摄像头等)的物理学原 理,以及线路连接以实现供电和运算。编程领域:讲授编程原理、 Arduino C 以及如何编写程序来解读传感器并驱动马达。每 4-5 名学生组成小组,综合运用这些知识制作小型机器人,解决指定 任务。两周的课程包括每天上午的理论授课和下午在 CMU 机器 人研究所实验室中进行的动手操作环节。课程第二周,各组将设 计并制作机器人在最后一天进行比赛。
2.高级机器人班 2016.07.24-08.08
这是一个机器人概念和规划课程,学习高级机器人编程技能,尤 其是如何编写程序用于行动机器人的自动控制,并在真正的机器 人平台上植入程序来完成任务。在机器人观念方面,将讲授在平 地上使用 Kinect 等传感器(摄像头和距离图像)探测并绘制障 碍物地图的算法。在规划方面,将讲授在特定障碍物地图下规划 无障碍路径的算法。学生还将学习 ROS 框架并用它来整合概念 和规划,让一个真正的机器人能够执行动作。两周课程由上午的 理论学习和下午在 CMU 计算机房以及机器人实验室中的操作环 节组成。第一周:在计算机房操作并在机器人模拟器上实践;第 二周:在 CMU 机器人实验室中给真正的机器人植入程序。学生 将和导师一起定义机器人的任务,第二周的大部分时间将用于编 写任务代码并对机器人进行测试。最后一天,学生将提交报告并 进行演示。本课程为高级班,需要有全面的 C++ 和面向目标编 程知识。如果没有类似经验,可以通过参加 2014 年 7 月 7-18 日举办的飞跃机器人初级班或机器人编程班来获得必要知识。
- FRC高级课程项目 2016.07.24-08.08
本班是FIRST 机器人竞赛FRC 的速成课程,针对FRC 赛队的学生以及想要深入了解该赛事的教师。授课内容既有技术方面的,也包括非技术性的其他知识。在技术层面,将讲授如何连接FRC 控制系统、如何使用Java 对其进行编程;机器人架构方法和动力传动系统、变速箱的机械制作模块及其固定;FRC 常用传感器的操作原理,包括惯性传感器、摄像头、编码器、限位开关等。学生将从本课程中学习到如何编写程序来从这些传感器中收集数据,并将其用于机器人的操作。在非技术层面,将讨论成功执行团队项目的要素,包括FRC 机器人竞赛的目标设定、组织、项目管理、有效沟通等。学生将和来自匹兹堡当地的美国中学生FRC 赛队一起学习和交流。在课程第二周,每组学生将制作一个机器人,并在赛场内和其他FRC 机器人进行竞赛。
- 大学生夏令营–高级课程项目07.24-08.08
本班针对在校大学生以及想要深入了解参与机器人赛事的教师。内容综合以上第2项和第3项内容基本。但有侧重：授课内容既有技术方面的,也包括非技术性的其它开拓性的知识。在技术层面,将讲授如何连接FRC 控制系统、如何使用Java 对其进行编程;机器人架构方法和动力传动系统、变速箱的机械制作模块及其固定;FRC 常用传感器的操作原理,包括惯性传感器、摄像头、编码器、限位开关等。学生将从本课程中学习到如何编写程序来从这些传感器中收集数据,并将其用于机器人的操作。在非技术层面,将讨论成功执行团队项目的要素,包括FRC 机器人竞赛的目标设定、组织、项目管理、有效沟通等。大学生将和来自匹兹堡当地的美国大学生一起学习和交流。在课程第二周,每组学生将制作一个机器人,并在赛场内和其它机器人进行竞赛。
钢铁女孩FRC 女子中学生机器人赛队
(FIRST Team 3504)
“钢铁女孩”(Girls of Steel)女子中学生机器人赛队于2010 年成立,24 名队员来自匹兹堡市的十几所中学,在卡耐基·梅隆大学机器人研究所的指导下开展活动并参加FIRST 比赛。该队首次参加FIRST FRC 系列比赛,就赢得了匹兹堡赛区和华盛顿赛区的全明星新赛队大奖,并闯入在圣·路易斯举行的决赛。之后两年,该队都连续赢得地区赛、获得多个奖项并闯入决赛。
| 26小时不间断机器人竞赛(WVROX)
课程结束后，我们的队伍将参加由美国航空航天局（NASA)赞助支持，在西弗吉尼亚大学举办的26小时不间断机器人拉力竞赛。
| “飞跃”课程特色和亮点
招生对象:
对计算机编程和机器人制作有兴趣的优秀中学生,英语良好，并吸收部分大学生参加。（即大学生机器人夏令营）。
1.对机器人和计算机领域有着浓厚的兴趣,高级班成员需有机器人制作或编程经验
2.有较好的英语能力理解美方教授的英文授课,并能和美方师生顺利交流
3.初级班学生无需基础,高级班学生需初步接触或了解CAD 绘图软件、机器人编程原理等相关基础性知识理论与实践相结合,学生将在美方老师指导下学习机器人理论并动手制造机器人
4.食宿都在卡耐基·梅隆大学校园内,体会原汁原味的名校生活
授课时间:学习和实验室实践时间为每工作日早晨9 点至下午5 点,周末及晚间安排课外活动
1.初级机器人制作班: 2016 年7 月25 日(周一)- 8 月5 日(周五);
2.高级机器人制作班:2016 年7 月25 日(周一)- 8 月5 日(周五)
3.FRC竞赛高级班:2016年7月25日(周一)- 8月5 日(周五)
上午:授课内容包括数学、计算机和机器人等多个领域
中午:学生有90 分钟午餐和休息时间
下午:学生分组对机器人的设计、机械、电子、编程等各方面进行动手实践
每个小组都配有专门老师和美国大学生助教, 同时将和匹兹堡当地中学生组成的“钢铁女孩”机器人赛队成员一起活动在课程最后,各个小组用分头设计并打造的小型机器人来解决任务,并在各组机器人之间进行竞赛课余:我们组织了丰富的课外活动,包括博物馆参观、观看棒球比赛、郊游远足、留学讲座、公园烧烤、冰激凌派对等,充分体验当地风土人情
| 就学步骤指南
我们将会: 经过初步审核,协助你获得飞跃课程的就读资格出具邀请函帮助你获得赴美签证规划你的行程,安排预订航班和接机,帮助你入住学校宿舍
项目时间:
预计2016 年7 月24 日从中国出发,8 月8 日返回中国
项目费用:
人民币49800 元,包括往返机票、学费和器材费、在美期间的食宿和交通游览费、保险费、签证费。不包括中国国内段的旅行费用和学生额外消费的支出。
申请步骤:
1.提交预报名申请表格,发邮件到：
联系方式：王永涛
招生报名：lxj1166@QQ.com（注明：大学生机器人夏令营）
业务介绍：www.pptv1.com
咨询电话：010-88803662/18600750602（大学生机器人夏令营）
微信咨询：lxj11116666（请注明大学生机器人夏令营）
或到相关联络老师处报名,
2.申请者在收到“飞跃”项目组的录取通知后完成缴费,我们将代为预约赴美签证(已有美国签证的同学将返还签证费;如果因为签证拒签,或因不可抗力导致学员无法成行,将返还项目费用)
3.学员取得签证后,我们将统一指导赴美行前准备,阅读“飞跃” 项目相关资料和学校通知。
| 反馈与感想
能在卡耐基梅隆这样的世界顶尖的研究型学府中生活与学习两个星期,实在是我的荣幸。论生活,两个星期完全是按照大学的时间表作息的;睡在学生宿舍,吃在学生食堂,学习在实验室和教室,即使今后不来CMU,这段经历也是对大学生活很好的准备。论学习, 卡耐基·梅隆的教授George 和Jason 非常专业与热心,对学术问题有问必答。作为我们助教的来自Girls Of Steel 机器人小组的当地中学生们也给这段生活添加了不少色彩,不仅在课上提供学术上的帮助,在课后也精心组织了很多活动。
——浙江杭州外国语学校马聪(飞跃2013 年学生,现卡耐基·梅隆大学计算机专业学生)
在CMU 夏令营活动中,我不仅对于机器人方面有了更加深入的了解,而且能够较好地融入到美国大学的学习氛围中。通过两周时间教授关于编程、机械设计的讲解,与小组成员合作设计并实现我们自己的机器人,以及最后的展示和比赛,我对于人工智能有了更浓厚的兴趣,在亲自实践和操作中获得了很多经验,并且与同行的同学、老师和美国学生建立了良好的友情:-)
——孙曦陕西西安高新一中(飞跃2013 年学生,现卡耐基·梅隆大学计算机专业学生)
参加CMU 飞跃课程对我来说是一个非常难忘的经历。在那里,我们不仅学到了一些关于制作机器人的知识与技能,也学到了如何与团队合作。这个项目让我们深深地融入大学,从上课、实验到吃住全部在CMU 校园里,让我们提前体验了大学的生活。在实验室, 我们有任何问题,都可以向教授和助教请教。所有的教授和学生助教是那么的热情,一会是烧烤,一会冰激淋party,一会又是露天电影,这些也让我们对美国人非富多彩的生活有了更深刻的体验。
——郑盼妮浙江慈溪中学(飞跃2013 学生,现弗吉尼亚理工大学学生)
During the two weeks at CMU, I’ve met outstanding students from different palces in China, and madefriends with fantastic teachers at CMU. With their unique teaching methods,they taught us some fundamental knowledge of the college-level robotics. What’s more, I saw amazing things that I’ve only dreamed before in China: the first driverless vehicle, themoonrovers used by NASA, etc. This two- week experience will be my mostunforgettable time in my life.
——陆钊南京外国语学校(飞跃2014 学生,现多伦多大学学生)
“飞跃”项目宣传片，2015年“飞跃”项目回顾情况请点击左下方（阅读原文）
飞跃2013飞跃2014飞跃2015
立普思国际致力于打造涵盖教育，科技，金融培训等一站式国际交流平台，公司拥有广泛的海外资源，与国外学校、教育咨询机构、培训中心、研究院建立多层次的合作关系网络；公司在国内外拥有众多训练有素的全职顾问，其所建立起来的强大专业服务能力，以其灵活性和高效率，为客户的国际项目需求提供最优质的服务。项目：美国”未来之星“夏令营、卡耐基梅隆大学”飞跃“机器人暑期课程项目、中美合作“转学分”项目、华尔街金融高端培训项目等。
联系方式：王永涛
招生报名：lxj1166@QQ.com（注明：大学生机器人夏令营）
业务介绍：www.pptv1.com
咨询电话：010-88803662/18600750602（大学生机器人夏令营）
微信咨询：lxj11116666（请注明大学生机器人夏令营）
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对计算机编程和机器人制作有兴趣的优秀中学生,英语良好。
- 对机器人和计算机领域有着浓厚的兴趣,高级班成员需有机器人制作或编程经验
- 有较好的英语能力理解美方教授的英文授课,并能和美方师生顺利交流
3.初级班学生无需基础,高级班学生需初步接触或了解CAD 绘图软件、机器人编程原理等相关基础性知识理论与实践相结合,学生将在美方老师指导下学习机器人理论并动手制造机器人
4.食宿都在卡耐基·梅隆大学校园内,体会原汁原味的名校生活
授课时间:学习和实验室实践时间为每工作日早晨9 点至下午5 点,周末及晚间安排课外活动
1.初级机器人制作班: 2016 年7 月25 日(周一)- 8 月5 日(周五);
2.高级机器人制作班:2016 年7 月25 日(周一)- 8 月5 日(周五)
3.FRC竞赛高级班:2016年7月25日(周一)- 8月5 日(周五)
上午:授课内容包括数学、计算机和机器人等多个领域
中午:学生有90 分钟午餐和休息时间
下午:学生分组对机器人的设计、机械、电子、编程等各方面进行动手实践
每个小组都配有专门老师和美国大学生助教, 同时将和匹兹堡当地中学生组成的“钢铁女孩”机器人赛队成员一起活动在课程最后,各个小组用分头设计并打造的小型机器人来解决任务,并在各组机器人之间进行竞赛课余:我们组织了丰富的课外活动,包括博物馆参观、观看棒球比赛、郊游远足、留学讲座、公园烧烤、冰激凌派对等,充分体验当地风土人情
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项目时间:
预计2016 年7 月24 日从中国出发,8 月8 日返回中国
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人民币49800 元,包括往返机票、学费和器材费、在美期间的食宿和交通游览费、保险费、签证费。不包括中国国内段的旅行费用和学生额外消费的支出。
申请步骤:
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——陆钊南京外国语学校(飞跃2014 学生,现多伦多大学学生)
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