J08
机器人小队：一起大扫除
初中 · 7–9 年级 · 10 课时 × 40–45 分钟
核心问题：多台机器人怎样分工、通信、避让，才能在一局比赛里完成最多任务？
🎮 趣味玩法：抢任务大作战「两台机器人不打架」：任务卡随机刷新，两台机器人抢单、让路、补位，完成最多任务获胜。
项目目标
- 理解 ID、消息与任务领取的基本机制
- 能设计区域划分与避免重复的规则
- 能分析多机系统的冲突与效率
- 能在抢单赛中处理冲突、让路与补位
领域落点
AI：多智能体协同的初步体验
硬件：2-4 台底盘、局域网、状态指示灯
算法：任务分配、消息通信、冲突检测
10 课时大纲
2 + 6 + 2| 课次 | 课题 / 驱动问题 | 关键知识点 | 学生任务 | 产出 |
|---|---|---|---|---|
| L01 | 组队：多机一定更快吗 多机一定能更快吗？ | 并行与协调成本；重复清扫；碰撞风险 | 两台机器人同时扫同一房间，记录重复路线与碰撞次数，提出三条改进假设。 | 问题记录 |
| L02 | 队伍频道：局域网与消息 机器人之间怎样说话？ | IP 与端口；消息格式；心跳与超时 | 让两台设备互发“位置/状态”消息，用屏幕显示对方心跳，故意断网观察超时。 | 通信 demo |
| L03 | 队员编号：机器人身份证 怎么区分你我他？ | ID 与命名；消息寻址；统一时钟 | 给每台机器人分配 ID 与颜色，实现“只处理发给自己的任务”的消息过滤。 | ID 通信程序 |
| L04 | 分区包干：谁负责哪块 谁负责哪一块？ | 静态分区；按行/按房间；边界重叠 | 把场地按房间分给不同机器人，测试边界处是否漏扫或重复。 | 分区方案 |
| L05 | 不抢地：避免重复清扫 怎样避免抢同一块地？ | 共享已扫地图；任务锁；认领与释放 | 实现“格子认领”机制：扫之前先广播占用，冲突时后到者让出。 | 认领机制程序 |
| L06 | 抢单：任务领取机制 任务该由谁做？ | 任务队列；就近分配；负载均衡 | 设计任务池，机器人按距离与当前负载领取任务，比较静态分配与动态领取的效率。 | 任务池 demo |
| L07 | 窄路相遇：避让 窄路相遇怎么办？ | 优先级规则；靠右/后退；死锁预防 | 在 60cm 窄道测试相遇场景，设计“ID 小者优先 + 后退让行”规则并统计通过时间。 | 避让规则 + 数据 |
| L08 | 战况汇总：进度 怎样知道整体扫了多少？ | 全局地图合并；进度上报；可视化 | 做一块大屏显示各机位置、已扫区域与总进度，处理重复上报。 | 进度看板 |
| L09 | 多机大扫除赛 协作的极限在哪里？ | 规模与通信压力；故障影响；效率拐点 | 2/3/4 台分别完成同一场地，记录总时间与重复率，找出效率拐点。 | 多机对比报告 |
| L10 | 复盘：人多一定力量大吗 人多一定力量大吗？ | 协作收益与成本；中心化 vs 去中心化；规则设计 | 用“收益—成本”图总结多机协作，讨论什么任务适合多机、什么适合单机。 | 复盘报告 |
说明：本页是教程副本（大纲级），不是完整课件。完整课件、教案、学案、代码与仿真场景按学校进度单独导出。