2024年2月湖北第二师范学院学报Feb.2024
第41卷第2期JournalofHubeiUniversityofEducationVol.41No.2
基于视觉人体姿态识别的人机交互机器人课程教学研究
李宪华，徐玉杰，胡坤，朱延松abbb
（安徽理工大学a.人工智能学院；b.机械工程学院，安徽淮南232001）
摘要：为了解决机器人学教材和课程内容更新滞后、人工智能等前沿领域知识匮乏、缺乏学
科交叉知识等问题，本文提出了一种基于视觉人体姿态识别的人机交互教学方法，旨在帮助学生深
入接触机器人学领域的前沿知识，拓宽跨学科背景，深刻理解运动控制原理。在激发学生学习兴趣
的同时，协助学生更加有效地掌握机器人学领域的知识。
关键词：机器人学；人机交互；教学实践
中图分类号：TP242；G642文献标识码：A文章编号：1674-344X（2024）02-0077-07
机器人是一种高度复杂的机械系统，它在人类控制下或能够自主地执行任务。机器人的类型功能具有
多样性，从日常自动化作业到在人类难以企及的环境中执行复杂和危险的任务。机器人部署在制造业、医
[1]
疗、农业等诸多行业。经过精心设计，机器人的执行行动可有高精度、长时间持续运行和高效率的特性，从
而协助增强人类的能力，拓展人类可以涵盖的领域。在当今机器人教育领域，人们正在积极合作，共同打造
一个综合性的且涵盖多学科的研究领域，试图将理论基础与实践经验结合起来，使学生具备更全面的知识技
能。这涉及到机械工程、计算机科学、人工智能和控制系统等多个知识领域的交汇和融合，通过建立一个有
凝聚力的机器人学学科，实现培养出既具有理论见解又具有实践才能的毕业生的目标。
目前机器人教学尚存在一些障碍。其中一个关键的障碍是理论概念和机器人实操所需的实际技能之间
的差距。学生在从理解抽象理论过渡到在现实场景中运用这些理论时，经常会遇到困难。这一差距显示了
[2]
将实践练习、模拟和互动学习方法纳入机器人课程的重要性。此外，机器人技术快速发展也给课程开发带
来了挑战。随着机器人技术的发展，教育工作者必须不断更新课程材料，以反映最新的趋势和创新，他们需
要在提供基础知识和了解前沿发展之间取得平衡。
本文提出了一种以人体姿态检测算法为基础的人机交互教学方案。通过这种教学方法，提高学生的参
与度，它可以弥合理论与实践之间的鸿沟，鼓励学生深入探究机器人学领域中人机交互的动态和不断演化的
模式。这一方法激发了学生对机器人技术的学术兴趣，为他们在塑造科技和自动化领域未来的卓越表现做
好了准备。
1姿态检测算法
本文所运用的人体姿态检测算法属于计算机视觉领域，它的主要目标是从图像或者视频流中精确检测
收稿日期：2023-07-20
基金项目：2022年度安徽省级质量工程重点项目“五育并举视域下新工科机器人工程专业课程体系构建与优化”
（2022jyxm399）；2021年度安徽省级质量工程项目“面向新工科的机械专业双创人才培养模式的探索与实践”（2021sx035）；安徽
省级质量工程项目（研究生教育）“智能制造研究生课程思政教学资源库”（2022szjxzyk012）；2022年度安徽省级质量工程重点
项目“高峰学科背景下机械专业产教融合人才培养模式的探索与实践”（2022jyxm402）
作者简介：李宪华（1980-），男，山东济南人，教授，博士，研究方向为机器人技术与智能材料。
·77·
湖北第二师范学院学报2024年第2期
到人体关键点位置。目前这一技术在多个领域中发挥重要作用，徐广等用人体姿态估计模型分析评估太极
[3]
拳运动过程，改进现有运动问题、激发练习者的兴趣，提升他