簡易機器人認知實驗項目

1、簡易機器人認知實驗項目任課教師：金輝機器人概述機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領行動。它的任務是協(xié)助或取代人類的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。它可以說是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產(chǎn)物。目前在工業(yè)、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)甚至軍事等領域中均有重要用途。機器人的結(jié)構(gòu)機器人一般由執(zhí)行機構(gòu)（驅(qū)動裝置）、檢測裝置和控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機構(gòu)即機器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機構(gòu)，其中的運動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）常稱為關節(jié)，關節(jié)個數(shù)通常即為機器人的自由度數(shù)。 檢測裝置的作用是實時檢測機器

2、人的運動及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設定信息進行比較后，對執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)整，以保證機器人的動作符合預定的要求。 控制系統(tǒng)有兩種方式 ：集中式控制 機器人的全部控制由一臺微型計算機完成。 分散（級）式控制 采用多臺微機來分擔機器人的控制，如當采用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時，主機常用于負責系統(tǒng)的管理、通訊、運動學和動力學計算，并向下級微機發(fā)送指令信息；作為下級從機，各關節(jié)分別對應一個CPU，進行插補運算和伺服控制處理，實現(xiàn)給定的運動，并向主機反饋信息。 機器人發(fā)展史1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾恰佩克在他的科幻小說羅薩姆的機器人萬能公司中，根據(jù)Robota(捷克文，原意為“

3、勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文，原意為“工人”)，創(chuàng)造出“機器人”這個詞。1939年 美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個字，甚至可以抽煙，不過離真正干家務活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。1948年 諾伯特維納出版控制論，闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經(jīng)、感覺機能的共同規(guī)律，率先提出以計算機為核心的自動化工廠。 1954年 美國人喬治德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人，并注冊了專利。這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作，因此具有通用性和靈活性。1959年 德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫英格伯

4、格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。隨后成立了世界上第一家機器人制造工廠Unimation公司。由于英格伯格對工業(yè)機器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為“工業(yè)機器人之父”。1962年 美國AMF公司生產(chǎn)“VERSTRAN” (意思是萬能搬運),與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機器人，并出口到世界各國，掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。1965年 約翰霍普金斯大學應用物理實驗室研制出Beast機器人。20世紀60年代中期開始，美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續(xù)成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器、“有感覺”的機器人，并向人工智能進發(fā)。1968

5、年 美國斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機器人Shakey。它帶有視覺傳感器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過控制它的計算機有一個房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺智能機器人，拉開了第三代機器人研發(fā)的序幕。1969年 日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發(fā)出第一臺以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力于研究仿人機器人，被譽為“仿人機器人之父”。日本專家一向以研發(fā)仿人機器人和娛樂機器人的技術(shù)見長，后來更進一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。1978年 美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人PUMA，這標志著工業(yè)機器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。19

6、84年 英格伯格再推機器人Helpmate，這種機器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、送郵件。同年，他還預言：“我要讓機器人擦地板，做飯，出去幫我洗車，檢查安全”。1998年 丹麥樂高公司推出機器人(Mind-storms)套件，讓機器人制造變得跟搭積木一樣，相對簡單又能任意拼裝，使機器人開始走入個人世界。1999年 日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO)，當即銷售一空，從此娛樂機器人成為目前機器人邁進普通家庭的途徑之一。2002年 美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它能避開障礙，自動設計行進路線，還能在電量不足時，自動駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業(yè)化的

7、家用機器人。機器人的分類工業(yè)機器人 所謂工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度機器人。特種機器人 特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務于人類的各種先進機器人，包括：服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等。在特種機器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨立成體系的趨勢，如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。 課堂討論機器人會成為生物嗎？機器人會有感情嗎？機器人會有想像力嗎？機器人會在綜合能力上超過人嗎？機器人能進行自我繁殖嗎？機器人最終是機器還是人？GRANDAR機器人能力風暴智能機器人AS-UII為輪式移動機器人，配備有光敏

8、、紅外、聲音多種傳感器。通過編程能對外界環(huán)境敏捷地作出反應，并提供有獨立的ASBUS總線。能方便對機器人現(xiàn)有功能進行擴展?？蓮V泛應用于機器人、計算機、傳感器、軟件教學實踐和機器人競賽項目。AS-UII主要技術(shù)參數(shù)機電系統(tǒng) 高強度ABS外殼 高壽命電機減速齒輪系統(tǒng) 橡膠輪胎 高性能直流電機 模塊化結(jié)構(gòu) 最大運行速度 0.6m/s 最大爬坡度 10度 轉(zhuǎn)彎半徑 0 0.5W動圈式喇叭傳感系統(tǒng) 2只光敏傳感器 2只紅外接近傳感器 1只聲音傳感器 2只光電編碼器 4只碰撞傳感器能源系統(tǒng) 1050mAh鋰電池 快速充電器 在線充電與保護系統(tǒng)單片機系統(tǒng) 68HC11 微控制器 32K鐵電存儲器 8路AD

9、16路數(shù)字輸入 16路數(shù)字輸出 4路PWM 4路輸入捕捉 216字符LCDAS-UII應用 智能電梯 數(shù)控加工中心機器狗 智能住宅初識AS-UII型智能機器人打開包裝箱，我們發(fā)現(xiàn)里面有：能力風暴機器人一臺，串口通信線一根，AS-DIY 配件一包，VJC1.5 開發(fā)光盤一張，充電器一只。小心地拿出機器人，放在桌子上。機器人下部的碰撞環(huán)是柔性部件，拿的時候要小心，盡量不要接觸碰撞環(huán)。拿機器人的姿勢如左圖所示。右圖的拿法要避免，否則會使碰撞傳感器失靈。注意要點：手指勾住傳感器孔。給機器人檢查身體VJC集成開發(fā)系統(tǒng)VJC開發(fā)系統(tǒng)的安裝 把VJC1.6 開發(fā)版安裝光盤放入電腦光驅(qū)中，則自動彈出安裝界面。我們按照安裝向?qū)崾?，將VJC1.6安裝到系統(tǒng)默認目錄。如果未能自動彈出界面，請打開“我的電腦”，打開“光盤”，運行光盤中安裝程序“VJC1.6Setup.exe”進行安裝。當安裝完成后，桌面上會出現(xiàn)“能力風暴VJC1.6開發(fā)版”圖標。運行VJC開發(fā)系統(tǒng) 雙擊桌面上的“能力風暴VJC1.6開發(fā)版”圖標，會出現(xiàn)以下對話框： 默認的選項是“新建流程圖”，單擊確定，即可進入流程圖界面，如下圖所示。 在流程圖界面中，我們可以看到以下幾個部分：菜單欄、工具欄、