上海交通大学通识核心课程《脑与机器人》

• 课程代码：002-90(2011-2012-1)ME902
• 课程名称（中英文）：脑与机器人/ Brain and Robotics
• 34学时，2学分
• 行课安排：为第1周 --- 第16周,其中:星期一第9节--第10节下院101.曹其新 教授、栾楠副教授、张蕾讲师
• 先修课程（中英文）：无
• 推荐修读学期：不限
• 课件

序号  时间           第1节           第2节                 学生演讲名单

1     9/5          Lecture0        Lecture1

2     9/19          Lecture2
3     9/26
 

课程简介：

     《脑与机器人》是面向全校本科生开设的1门通选课程，是上海交通大学2008年首次立项建设的24门通识教育核心课程之一。其适合于1、2年级本科生入门教育，也适合于机械工程专业高年级本科生和研究生。 该课程的主要任务是以容易理解的方法向工程领域和医学领域的学生介绍脑科学与智能机器人技术这一交叉学科领域的最新进展情况，提高学生对于机器人技术、仿生学和认知科学的认识，同时使学生了解学科交叉领域的一般研究方法。本课程内容涉及机器人的发展简史；人脑结构与认知机理；智能机器人的感知、实现及行为决策；基于脑科学的智能机器人系统集成体系结构；智能机器人研究等多方面的内容。本课程的学习将有利于学生全面、系统地掌握脑与机器人交叉领域的研究状况，了解学术前沿，拓展科学思维，培养学生发现和解决问题能力。

           Brain and Robotics is a course what be propitious to whole students of Shanghai Jiaotong University, include the undergraduate and graduate. The aim of this course is introduction to the development of the interdisciplinary between Brain and Robotics. The main content of the course includes the history of the robots, the structure of the brain and cognitive principles, the sensing, recognition and decision of intelligent robots, the integrating structure of robots based on brain science, the application of electronic brain, etc. This course will help the students to master the newly development and progress in this interdisciplinary. It is also useful for students to widen their eyesight and thought and improve the abilities to find and solve scientific problems.    

•  教学大纲    

一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献）

1.     课程性质：此课程是针对机械工程、信息和生命科学等专业本科学生的通识课程。

2. 教学目标：本课程分别从工科角度介绍脑科学和从生命科学介绍机器人技术并且引伸出脑与机器人这一交叉学科领域的最新进展，引导学生思考机器人进入人类社会后亟待研究的课题。激发学生对机器人技术、仿生学和认知科学的研究兴趣，同时使学生了解学科交叉领域的一般研究方法。本课程内容涉及机器人的发展简史；人脑结构与认知机理；智能机器人的感知、实现及行为决策；基于脑科学的智能机器人系统集成体系结构；智能机器人研究等多方面的内容。

 本课程各教学环节对人才培养目标的贡献见下表。

• 知识：知识体系（要求掌握）

• 能力：清晰思考和用语言文字准确表达的能力；发现、分析和解决问题的能力；独立思考和创造性工作的能力；团队合作共事的能力；终生学习的能力；获取整理信息的能力

• 素质：身心和谐、视野开阔；思维敏捷、乐于创新

  二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求）

1. 教学内容：机器人发展史（6学时）；智能机器人与人类共处（4学时）；人脑结构与智能机器人设计（4学时）；智能机器人的感知与行为决策（4学时）；基于脑科学的智能机器人系统集成体系结构（6学时）；电子脑与机器人调研报告（8学时）

2. 讨论：课堂教学过程中的讨论、发言，合计占2学时

3. 自学及要求：每个学生独立整理文档，并进行演讲

4. 团组大作业及要求：要求学生4人一组，完成本课程一个课程设计，研究成果以论文方式表现

 三、教学方法

• 课堂讲解：本课程将充分利用多媒体手段，通过PPT等手段，进行课堂讲解，由老师在课堂讲解课程的要义，并进行分析，点评。

• 情景感受：根据课程进程的需要，通过播放录相片段等，让学生感受机器人实例的背景和开发过程；

• 课外阅读：配合课堂的教学和讨论，指定课外阅读文献，发放电子阅读文献资料，通过网络、电子邮箱、FTP网站，向学生提供电子阅读文献与电子资料；通过本课程的教学网站中的交流功能，为学生提供一个互相学习与讨论的空间。

• 课堂学习：本课程采取教师主讲，学生辅讲的方式，每个学生都会安排不同的课后作业，对本领域的前沿和发展动向进行最新的文献减速，并要求学生整理成文档和PPT格式，在课堂安排十分钟左右的时间进行演讲。

• 实验研讨：由老师引导，由全体学生参与，通过在实验室参观和研讨、对课堂内容、学生演讲内容进行研讨，同学们通过在实验室中研究成果的感官认识，各抒己见、提出自己独立的见解和报告，然后由老师进行点评。

• 调研报告：模拟设计电子脑，根据所学的基本原理、基本知识，结合工程和脑科学技术的最新发展，作出今后机器人发展的预测报告。

 四、考核及成绩评定方式

• 本课程的成绩，注重对学生综合运用所学知识解决问题能力的考核，考核成绩包括三个方面：（1）出勤，占总成绩的40％；（2）课堂演讲和作业，占总成绩30％；（3）考试，占总成绩40％。  

五、教材及参考书目教材：

• 教        材：PPT课件、自编讲义。 
• 参考书目：李人厚译，《自主移动机器人导论》，西安交大出版社

                                 蔡自兴编，《机器人学基础》，机械工业出版社

                                阮晓钢编，《机器生命的秘密》，北京邮电大学出版社

                              Robin R. Murphy, 《人工智能机器人学导论》，电子工业学出版社

六、教学实践：

      由实验室老师的带领下，全体学生积极参与，通过在实验室参观和研讨，大家对《脑与机器人》这门课有了更深入的认识和更浓厚的兴趣。