《認(rèn)識(shí)機(jī)器人》課件

第9課

認(rèn)識(shí)機(jī)器人送餐機(jī)器人

曾經(jīng)，只有在科幻電影里才能見(jiàn)到的形形色色機(jī)器人，如今已進(jìn)入到現(xiàn)實(shí)生活中。在某些餐廳里，我們會(huì)看到為我們點(diǎn)餐送餐的機(jī)器人；在科技展館里，我們也能看到為觀眾講解的智能機(jī)器人…它們無(wú)處不在?，F(xiàn)在就讓我們一起來(lái)展開(kāi)學(xué)習(xí)，開(kāi)啟機(jī)器人的探秘之旅吧!

新知導(dǎo)入新知講解機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的裝置。它既可以接受人類(lèi)下達(dá)的指令又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制訂的原則與綱領(lǐng)行動(dòng)。1959年，美國(guó)的英格伯格和德沃爾設(shè)計(jì)制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，被稱(chēng)為“尤尼梅特”(如圖所示)。從世界第臺(tái)機(jī)器人誕生到現(xiàn)在，機(jī)器人得到了快速的發(fā)展。一、機(jī)器人的發(fā)展新知講解最早的機(jī)器人，是一種沒(méi)有感知能力的機(jī)器人，更像一臺(tái)精密機(jī)器。20世紀(jì)60～80年代，機(jī)器人在工業(yè)化國(guó)家的生產(chǎn)線上迅速得到應(yīng)用。

新知講解

20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了一些對(duì)外部信息具有反饋能力的機(jī)器人，它們特另適合在礦井、海底、高溫高壓高腐蝕環(huán)境下完成勘探、科考操作等任務(wù)，目前這種機(jī)器人已開(kāi)始普及。新知講解近年來(lái)，對(duì)人形機(jī)器人的研究逐漸興起，它不僅外形像人，還具備各種感知能力，擁有類(lèi)似于人類(lèi)的判斷、處理能力。新知講解在我國(guó)，機(jī)器人研究始于20世紀(jì)70年代初期，經(jīng)歷了70年代的萌芽期、80年代的開(kāi)發(fā)期和90年代以后的實(shí)用期。2000年，我國(guó)獨(dú)立研制的第一臺(tái)具有人體外形、能模擬人類(lèi)基本動(dòng)作的類(lèi)人型機(jī)器人在國(guó)防科技大學(xué)問(wèn)世。新知講解

科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“機(jī)器人三定律”，雖然這只是科幻小說(shuō)里的創(chuàng)造，但后來(lái)成為學(xué)術(shù)界默認(rèn)的研發(fā)原則。1.機(jī)器人不得傷害人，也不得見(jiàn)人受到傷害而袖手旁觀；2.機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但不得違反第一定律；3.機(jī)器人應(yīng)保護(hù)自身的安全，但不得違反第一、第二定律。知識(shí)拓展從技術(shù)發(fā)展歷程來(lái)看，機(jī)器人技術(shù)共經(jīng)歷三大階段。發(fā)展階段機(jī)器人的特點(diǎn)新知講解第一階段:示教再現(xiàn)型機(jī)器人第三階段:智能機(jī)器人需要使用者事先教給它們動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)路徑，再不斷地重復(fù)這些動(dòng)作。第二階段:知覺(jué)判斷機(jī)器人可對(duì)外界環(huán)境的變化做出簡(jiǎn)單的判斷并相應(yīng)調(diào)整自己的動(dòng)作能根據(jù)人給的指令和它自身的判斷結(jié)果自動(dòng)確定與之相適應(yīng)的動(dòng)作機(jī)器人的發(fā)展開(kāi)動(dòng)腦筋想象一下，未來(lái)機(jī)器人的外形與功能會(huì)是什么樣的?二、機(jī)器人的應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展和智能程度的不斷提高，機(jī)器人不但在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，還以驚人的速度向軍事、醫(yī)療、服務(wù)、娛樂(lè)等非工業(yè)領(lǐng)域拓展。新知講解根據(jù)機(jī)器人的用途分類(lèi)，通常把機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。特種機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人新知講解（2）按照服務(wù)范圍和用途的不同，特種機(jī)器人可分為民用和軍用兩大類(lèi)。（1）按照程序輸入方式的不同，工業(yè)機(jī)器人可分為編程輸入型和示教輸入型兩類(lèi)。知識(shí)鏈接新知講解工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中不但能代替人們從事沖壓、熱處理、焊接、涂裝等單調(diào)、頻繁和重復(fù)的工作。還可以代替人們?cè)谖ｋU(xiǎn)、惡劣的環(huán)境下作業(yè)，如在原子能工業(yè)部門(mén)中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。如圖所示的QH-165點(diǎn)焊機(jī)器人，已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造行業(yè)。隨著機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與人工智能科學(xué)的發(fā)展，機(jī)器人變得越來(lái)越聰明，涌現(xiàn)出軍用機(jī)器人、空中機(jī)器人、水下機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人和娛樂(lè)機(jī)器人等特種機(jī)器人。它們可以獲取、識(shí)別、處理各種信息自主完成較為復(fù)雜的任務(wù)。新知講解各種領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)器人(a)機(jī)器人群舞(b)軍事機(jī)器人新知講解(a)水下機(jī)器人(b)救災(zāi)排險(xiǎn)新知講解各種領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)器人各種領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)器人(b)機(jī)器人飛行員新知講解(a)醫(yī)療服務(wù)如一款名為“大狗”的四足機(jī)器人能在戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)揮非常重要的作用，它不但能夠行走和奔跑，而且可以跨越一定高度的障礙物，在地形復(fù)雜的地區(qū)為士兵運(yùn)送彈藥、糧食等物資(如圖所示)。新知講解隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，正在離人們的生活越來(lái)越近。舉例說(shuō)說(shuō)你們見(jiàn)過(guò)的機(jī)器人，它們有什么用途。掃地機(jī)器人自動(dòng)在房間內(nèi)完成地板清理工作。開(kāi)動(dòng)腦筋機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器及控制器等部分組成。

(1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手和移動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)械手相當(dāng)于人的手，可完成各種工作;移動(dòng)機(jī)構(gòu)相當(dāng)于人的腳，機(jī)器人靠它來(lái)“走路”。三、機(jī)器人的組成(2)傳感器是機(jī)器人獲取自身或外部環(huán)境變化信息的感覺(jué)器官，相當(dāng)于人的眼睛、耳朵、皮膚等。

(3)控制器是機(jī)器人的指揮中心，相當(dāng)于人腦或中樞神經(jīng)，它能控制、協(xié)調(diào)機(jī)器人的各個(gè)部位。新知講解機(jī)器人的六個(gè)子系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)、人一機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。新知講解新知講解這些執(zhí)行、感知和大腦器官只是機(jī)器人的軀殼，它們必須結(jié)合軟件