原创科普辅助读物 · 2026 年 10 月 13 日 · 戴军

机器人一定用了人工智能吗?给孩子的三个例子和一个小练习

孩子看到一个会跳舞的机器人,问:“它是不是像人一样,听懂了音乐?”先别急着回答。我们可以一起追问:它接收了什么信息,又怎样决定下一步动作?这两个问题,比看它像不像人,更能帮助我们理解机器。

机器人与人工智能有交集。机器人关注机器怎样在真实世界感知和行动;人工智能可以参与识别、推理、规划等任务,也可以只运行在软件中。仅凭“会动”“会说话”或“自动运行”,还不能判断一种产品的技术。

我是戴军,《校园三国之炫酷科技》的作者之一。下面三个设定和纸面练习是我整理的原创辅助读物,可以搭配不同科普书使用;它们不是本书正文或官方样章。

例子一:按动作表跳舞的小机器人

想象一台小机器人,程序写好了:“抬左手、抬右手、转一圈”,按下按钮后,顺序播放这套动作。换一首音乐,它还是照原来的动作表跳。

在这个设定中,动作来自预先写好的步骤。我们没有给它识别节拍或学习新舞步的能力,所以不能因为它“会跳舞”,就说它听懂了音乐。

IBM 的技术介绍也用按固定任务工作的机械臂,说明机器人机械控制与引入 AI 之间的区别。资料:IBM 对机器人与物理 AI 的说明

可以问孩子:如果跳到一半前面多了一个障碍,它有没有办法发现?我们还没说明它有传感器和避障程序,因此答案应该是“信息不够”。真实机器人可能同时使用固定控制、传感器和 AI 模型,要看实际设计。

例子二:只有屏幕,却能给图片分组

再想象一个电脑程序。我们提供一批标成“铅笔”和“橡皮”的图片,用这些例子训练一个分类模型,然后给它一张没有见过的图片,观察它把图片分到哪一类。

这里讨论的是机器学习:通过训练例子形成模型,再对新输入作出分类。它可以只在电脑中运行,并不需要机械手或轮子。

Google 的 Teachable Machine 就提供图片、声音和姿态分类的机器学习体验,步骤包括收集例子、训练和测试。这里借它说明一种真实技术,没有声称已经开展了孩子参与的实测。资料:Google 的 Teachable Machine 介绍

可以问孩子:如果所有铅笔照片都是白色背景,所有橡皮照片都是黑色背景,会怎样?模型可能把背景当成线索。换一个背景测试,才有机会发现问题;究竟发生什么,需要实际实验,不能提前把猜测写成结果。

机器学习是 AI 的一类方法。AI 也包含知识和逻辑推理等方法,不能把“有没有从图片学习”当成识别一切 AI 的标准。资料:OECD 对 AI 方法的说明

例子三:把识别与行动接起来

最后,设想把图片分类模型接到一台分拣机器上:摄像头取得图片,模型给出类别,控制程序再让机械装置执行对应动作。

这时,模型的分类与机器的行动被接在了一起。但“认出来”和“拿起来”是不同任务:还需要考虑物体的位置、动作控制和失败时怎么办。NASA 的自主系统与机器人研究就同时涉及计算机视觉、规划与控制等方向。资料:NASA 自主系统与机器人研究

可以问孩子:照片被遮住一半,机器还能正确分拣吗?有了 AI 不等于每次都正确。应该测试这种情况,并设计无法判断时的处理方式,而不是只给机器贴上“智能”的标签。

一个纸面小练习:先说证据,再作判断

准备一张纸,画三列:收到什么信息、怎样决定、输出什么。下面四张“任务卡”可以直接抄下来,不需要购买机器人或注册平台。

  1. 动作表卡:按按钮后,小机器严格执行三步动作;没有其他功能说明。
  2. 图片分类卡:用标注过的物品图片训练模型,给新图片输出类别;没有机械装置。
  3. 分拣卡:用图片分类模型判断类别,控制机械装置把物品移到相应位置。
  4. 神秘卡:广告只写“智能机器,会唱歌会跳舞”,没有介绍实现方法。

让孩子先填表,再说“已经知道什么,还缺什么资料”。成人可以用下面的参考来讨论:

任务卡参考:依据已知机制判断
任务卡已经知道的机制可以作出的判断下一步要问什么
动作表固定步骤控制动作在这段设定里,没有证据表明它用了 AI有没有感知环境或调整动作的能力?
图片分类训练模型,再分类新图片使用了机器学习;没有实体机器人新背景、新角度的图片表现怎样?
分拣模型分类,加上机械控制AI 与实体机器结合判断错误或抓取失败时怎么办?
神秘只有宣传标签信息不足,不能确定哪些功能是遥控、固定程序或 AI 模型实现的?

小学共读可以只讲清一张卡,再画出信息与动作;中学生可以进一步区分训练阶段、使用阶段和测试条件。这个分层是共读建议,没有替任何书或产品给出统一适龄结论。纸面讨论也没有真的训练一个模型。

带着这个问题,再去读科技故事

如果孩子想继续读中文机器人、人工智能和 STEM 相关读物,可以先查目录,再看具体说明与图示。在《校园三国之炫酷科技》的公开目录中,第一册有机器人主题《机器人舞蹈大赛》和自动驾驶主题《自动驾驶争霸战》;第二册有人工智能主题《吞噬学校的“怪兽”来了?》。出版方作品介绍与目录

读这些主题时,可以继续用“输入—决定—输出”三列记录,检查书中的技术说明怎样回答孩子的问题。上述三个设定并非对书中情节的复述;目录本身也不能证明原书逐项讲解了这里讨论的机制,具体深度需要看实际书页。

这套书由柴小贝、戴军著,海鸥绘,上海交通大学出版社出版,共四册、十二个科技主题,ISBN 9787313321169。我参与本书创作,已获出版社授权推广。

延伸阅读与可用资料

资料说明:技术事实链接至原发布机构;三个教学设定、提问和任务卡为原创辅助材料。本文包含作者自己的作品介绍,未引用他书内页,也未声称取得读者学习效果或实物机器人测试结果。