编程教育领军者—— Aelos教育版机器人深度评测报告|163

当人工智能上升为国家战略后，系统性的机器人教育及教具就开始出现在公众的视野，并不断掀起青少年编程教育的热潮。近期，我们门罗机器人评测实验室收到一款专注编程教育的“Aelos教育版机器人”，它由乐聚（深圳）机器人技术有限公司推出。

Aelos教育版机器人（以下简称Aelos）通过软硬件结合，融入了STEM教育和创客教育理念，是一种青少年能够亲身接触并实践到的人工智能产品。

一、评测准备

门罗评测工程师根据前期对Aelos的试用情况和应用特点，将评测环境选定为门罗自有的评测室、国评中心的机器人测试场地、机器人测评技术研究中心共三处，来开展本次的深度评测。

在评测流程的制定上，在场景体验环节我们会先解析Aelos的外观设计，然后分别从操作控制与产品功能进行场景体验。在技术评测环节，我们先着重体验其编程功能，接着对Aelos的扩展模块、运动能力和续航能力等进行测试。最后，由门罗评测工程师们的打分得出综合评定结果。

二、外观设计

市面上现在有不少五花八门的编程类机器人，而Aelos是为数不多的几款仿人型双足可编程机器人之一。光说不过瘾，直接拆开外包装，我们能看到除了Aelos本体，所搭配的物件也比较多，如无线通信手柄、USB数据线、充电线、11种可扩展模块及配套色板和专业教程书籍。

单看Aelos本体，它是典型的仿人型机器人设计，拥有类似人类的外观特征：头部、四肢和躯干。除了头部自由度为0，其余四肢关节共搭载有16个强扭矩舵机：单侧的肩部与手臂有3个自由度，腿部则有5个自由度。其全身采用黑白配色，干净整洁、科技感十足。构成Aelos的材料主要是铝合金+ABS，具有环保无毒而且质量轻的优点。另外，它的阳角均采用圆角处理，避免了青少年在使用时误伤手指等安全问题，细节处理到位。

Aelos的头部正面内置LED嘴灯，在胸部位置是最重要传感器和扩展接口：上方是一对红外测距传感器，下方是3个扩展模块的接口，依次是输出接口1-3。这些接口分别对应不同功能的模块，我们会在后文中详述。

Aelos的背部有一块LED液晶显示，上面显示了各传感器的数值，我们在编程时用得上。在背部下方从左到右依次是充电插口、电源开关、重启键和USB接口。其中，重启键是我们在编程中使用频次最高的实体按键。

从外观到细节，如四肢关节及固定螺栓等不但构造精巧且排列有序。我们都知道机器人舵机在使用一段时间后需进行零点校正，实测证明Aelos可以自我调校，非常方便。整体来说，在外观设计上Aelos的表现已经远超行业平均水平。

三、操作控制

Aelos通过两套编程软件与外设的无线通信手柄进行操作控制。两套编程软件分别是主要用于编写动作指令的Aelos简化版和以任务为导向的Aelos教育版。有了它们，搭配各类扩展模块就能进行大量的编程与教学。

在这里，我们先认识一下无线通信手柄。

Aelos机器人的所有动作都需要无线通信手柄来控制执行，它使用2颗5号电池供电。如上图所示，1-12号按键是执行软件编写的12条动作指令，缺省无动作，其余则是常规按键。下面我们通过Aelos简化版软件来演示Aelos基本配置和连接操作。

（Aelos基本操作控制）

操作比较简单。连接好机器人后，先在电脑中打开软件设置机器人通信信道，接着在手柄上设置对应信道，最后便可以用手柄操作一些默认动作了。

四、编程体验

在掌握入门操作之后，我们就进入编程学习，让Aelos按照我们的创意来执行一些有趣的指令和任务。这里先为大家讲解一下两套编程软件的差异。

【Aelos简化版软件】：

Aelos简化版是3D可视化编程软件，通过显示的Aelos 3D模型，采用三种不同的方法自定义动作指令。这三种方法分别是手工扭转法、舵值调整法和指令参数法。根据我们的实际体验，在编程过程中三种方法可以交叉使用，以达到最精确的动作执行效果。该编程软件强调的是动手能力，不仅适用于本次评测的Aelos教育版机器人，也适用Aelos专业版和娱乐版。

【Aelos教育版软件】：

Aelos教育版主要是采用可视化的积木编程，先通过拖动积木模块来搭建程序流程，配合几种内置传感器或大量的扩展模块来实现与环境的交互，然后由交互的反馈结果和编写的程序来执行对应动作与任务。与简化版不同，教育版编程采用的是任务驱动或竞技为导向的编程开发模式，它强调的是逻辑思维和创新能力。

于是，针对两套风格迥异的编程软件，我们分别使用两个鲜明的例子为大家展现不同的编程体验流程。

首先是简化版编程，我们设计了一套简单的拳击动作：下蹲→出击→收回动作并站立。在编写程序的过程中，我们先采用“手工扭转法”，并配以“舵值调整法”调整舵机的准确角度，再用“指令参数法”在动作流程间添加速度控制SPEED和动作延迟DELAY语句等，确保了动作的衔接自然和精确。

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（Aelos简化版编程）

在体验过程有几个重点要关注：第一，每一个动作必须确保机器人本体的稳定性，也就是确保重心稳固不至于跌倒；第二，每完成一个动作都需要上锁，点击插入动作才能生成程序段，但实际体验中有出现解开锁（打钩）无效的情况，需要多次尝试；第三，不要在通电情况下强行扭转关节等位置，扭转不动一定是在软件上没有解锁关节。

接下来是教育版编程，我们同样设计了一个好玩的小程序：当Aelos遇到障碍物会执行向右平移，而当它探测到火焰时会开启电机风扇自行灭火。与简化版不同的是，这里我们需要用到两个扩展模块，一个是电机风扇，另一个是火焰传感器。扩展模块均有磁吸设计，将其放置到Aelos对应的接口便会自动连接完成。话不多说，我们在软件上为大家演示编程的流程。

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（Aelos教育版编程）

从视频中我们可以看到，积木编程流程需要清晰的逻辑思路，按照拟定的逻辑顺序一步一步实现每个节点动作，在过程中配合各传感器的参数设置，最终达到预设的动作效果。要强调的是，在编程过程中需要多尝试调整其中的判断结构或循环结构，要熟练掌握“当……执行”、“如果……执行……否则执行”、“循环……执行”等语句的应用条件。例如门罗评测工程师也是多次尝试之后才确定执行右平移8次才能让左手在行走摆动时不至于碰到环境中设定的障碍物。

总体而言，编程流程的体验很好，软件界面清晰，也易于学习上手，内容上的可扩展性很强，适合青少年充分发挥创意，开阔视野，锻炼逻辑思维和动手能力。

五、扩展模块测试

Aelos教育版机器人内置有3个传感器，分别是红外传感器、地磁传感器和六轴传感器。在Aelos背后的LED显示屏上可以看到其对应的数值，具体数值范围我们将在后面进行测试，这些数值跟编程变量设置有联动效应，意义重大。不过在评测过程中，六轴传感器控制平衡的数值未显示，原因待查。

Aelos机器人可接入11个外置扩展模块，其中2个为输出模块，它们分别是LED灯和电机风扇，其接口位置是1。其余9个均为输出模块，接口位置分别是2和3，以下我们对全部14个传感器和扩展模块根据其使用条件进行变量范围测试和功能测试，其测试结果如下。

从测试数据中我们可以看出，各个传感器和模块的变量范围有一定差异，其中温度、湿度传感器的变量值是客观认知中的数值，较易接受，如23即代表23摄氏度；2个输出模块，启动时数值完全相反，很容易混淆；还有碰撞和触摸传感器，初始值和触发的变量值也完全相反，也是容易混淆的地方。红外传感器测试时的SAP值，离障碍越近值越大，但与障碍距离为0时，SAP也显示为0，可以看出它的算法非线性且与常识相悖，有时也会出现显示不准确的情况，建议厂商后续改进算法，便于理解。

在测试过程中有一些小细节值得关注，比如在测试颜色传感器的时，乐聚提供了专用配套色板，很是贴心。

六、运动能力

Aelos教育版机器人具有16个自由度，每一个活动关节搭载一个强扭矩舵机，16个舵机均参与运动时各肢体的协调。在与手柄连接后，即可执行按键的默认动作指令——从动图中可以看出Aelos能够轻松的前进、后退、左右转以及平移，步态控制算法不错。

（基本运动能力展示）

针对细项测试项目，我们选择了在国家机器人检测与评定中心（简称国评中心）的运动测试相关场地进行测试，测试细项分别是运动速度、避障能力、越障能力、爬坡能力以及防跌落能力测试。

（快步走测速）

在慢速行走过程中，因为舵机调校的问题，它难以走出精准直线，因此我们选择测试它在高速挡位下的行走速度。按不同的地面材质，经过多次测试它在高速挡位下平均速度为14.4cm/s，对小型人形机器人来说已经足够。从数据表格中可以看到，它在地砖上的行走速度稍慢，这是因为摩擦系数的原因，有点打滑造成的。

Aelos的避障能力跟编程的变量设置有关。我们将变量SAP值设置为100时启动避障，测试情况见下方动图。

（避障能力测试）

当SAP设置为100时，我们测得它的避障距离为27cm，这比一些商用服务机器人的避障距离还远。

Aelos的越障能力同样跟编程有关。首先，我们直接用手柄遥控Aelos前进，可以看到在普通步行情况下Aelos无法通过5mm的障碍测试。

（越障能力测试NO.1）

然后，我们采用“跨步的形式”进行动作编程。在测试时，Aelos就能轻易越过10mm的障碍了。在越障能力测试中，如果采用人类越障的姿势，Aelos就能获得更好的成绩。

（越障能力测试NO.2）

在爬坡能力测试环节，我们选择在国评中心的坡道试验台上进行测试。

测试结果显示Aelos能够轻易在5°的坡道上自由行走。

（爬坡能力测试）

最后是防跌落测试，因为Aelos的足部目前未内置防跌落传感器，因此它暂时不具备防跌落能力。

（防跌落测试）

综合来看，Aelos拥有先进的步态控制算法和优异的舵机协调能力。由于该款Aelos在设计之初便将其定位于编程教育机器人，因此其运动能力的测试结果并不像我们以往对其他机器人的评测是一个固定值。我们相信通过优异的编程设计、重心控制、传感器新增等，Aelos的运动能力还有极大的突破空间，而这也是乐聚团队对Aelos寄予的期望。

七、续航能力

在续航能力上，Aelos标配2200mAh锂电池，其内部实际上是串联2节18650锂电池。多轮测试下来，其平均充电时间为2h，平均使用时长约为1h。这是因为Aelos全身有16个舵机，即使没有动作也需要电能维持站立姿势等。这个续航时间对于日常的编程教育、成果演示等足够了，但如果是带出去参加比赛或表演可能会不够，建议提高Aelos的电池容量（如大容量的18650或21700锂电池）或者采用可拆卸电池包。

八、综合评定

我们根据Aelos的实际使用情况和它在各项体验、测试中的表现进行了评估评议，最终得出综合评定结果（满分5分）。

在外观设计上，Aelos外形中规中矩，做工较为精致，硬件及接口布局合理，全身采用环保材料并做圆角处理，密闭性需要改进，所以得到4分。

在操作控制上，它拥有2套编程软件和无线通信手柄，但手柄有时存在延迟，如果手柄和机器人不借助电脑直连会更好，所以得到4分。

在编程体验上，Aelos拥有非常强大的编程能力，并且编程课程编排丰富，但有时软件选项点击无效影响体验，所以得到4分。

在扩展模块上，Aelos具有非常丰富的扩展模块，给编程带来无限创意，但一些模块变量范围不太符合认知常理，且变量数据有时显示不准，所以得到4.5分。

在运动能力上，它的舵机协调性和步态控制算法给我们留下深刻印象，但有时难以走出精确直线且无防跌落能力，所以得到4分。

在续航能力上，2节18650如应用于普通桌面级机器人还不错，但应用于拥有16台舵机的仿人型双足机器人容量有点偏小，所以得到3分。

从综合评定的结果来看，Aelos得分均保持在4分左右，除了续航能力值得厂商仔细考量。它的各项能力如果稳中优化，逐步迭代，就能在所属领域中形成壁垒。

总体而言，目前国内的青少年编程教育正在形成一个巨大的风口，尤其是机器人编程更是发展迅猛，而乐聚Aelos教育版机器人同时具有仿人型双足机器人形态、专属编程软件、丰富的扩展模块、系统的教学课程和良好的生态前景等特质，令其在产业中居于领先地位。

乐聚（深圳）机器人技术有限公司成立于2016年，是一家致力于高端智能人形机器人研发、制造和销售的高科技企业。它凭借领先的技术优势和雄厚的研发实力，获得了腾讯等战略投资，是中国人工智能和机器人领域的佼佼者。

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