航空航天学院“低重力环境四足机器人运动特性虚拟仿真实验”获批国家虚拟仿真实验教学一流课程

近日，教育部高等教育司国家级一流本科课程认定结果完成公示，航空航天学院万玲教授任负责人，杨昌棋教授、张元勋副教授、张晓敏教授、张亮教授等主要成员参与设计开发的“低重力环境四足机器人运动特性虚拟仿真实验”获批国家虚拟仿真实验教学一流课程。该虚拟仿真实验教学借助现代信息技术、人工智能技术与实验教学的深度融合，有效解决实际实验教学项目中存在的“不能做”、“不敢做”、“不好做”等问题，是学院大力推进高等教育信息化的重要内容和实验教学的重要组成部分。

“低重力环境四足机器人运动特性虚拟仿真实验”以地外天体探测为背景，四足机器人运动及力学性能设计为目标，通过机身负载、支撑腿几何设计及运动规划，来模拟机器人在不同场景下的运动。实验采用“虚实结合”手段，摆脱物理现实的限制，拓展实验教学的广度和深度。在虚拟仿真实验中，学生可以更直观的看到调度成果，引导学生自主探索力学知识在机器人运动特性分析中的运用，帮助学生理解低重力环境下对结构力学特性的影响。

仿真实验中可选的三个场景：月球、地球及火星

学生在仿真实验中，共需完成14个步骤，平均实验时长约45分钟，实验理论涉及《理论力学》与《材料力学》两门力学基础课。本虚拟实验以实际工程问题需求为牵引，既立足力学的基础理论与概念，又在广度与深度上进行了扩展，通过采用虚拟仿真技术提供开放的交互式实验平台，实现“教、学、练、考”四种教学模式的统一。通过实验，既能考察学生对基础理论知识的掌握情况，又能提高学生对课程知识的延伸与应用能力，同时激发学生将研究兴趣和奋斗目标有机融入国家的重大战略需求，实现个人价值与家国情怀的完整统一。

仿真实验中的14个设计步骤

航空航天学院将继续坚持以实际需求为导向，提高学生创新性理念，以培养高素质创新型人才为目标，持续推进一流本科教育体系建设。