人工智能與機(jī)器人小學(xué)第單元

人工智能與機(jī)器人

（初中版第1單元走進(jìn)人工智能

）第二課神奇的機(jī)器人神奇的機(jī)器人學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解什么是機(jī)器人2.了解機(jī)器人的發(fā)展歷程3.知道機(jī)器人開發(fā)的三項(xiàng)原則4.了解機(jī)器人的分類和應(yīng)用神奇的機(jī)器人想一想:機(jī)器人到底是什么樣子的呢?機(jī)器人在我們的生活和工業(yè)生產(chǎn)中隨處可見。例如：樓道的自動(dòng)感應(yīng)燈、聲音控制燈、自動(dòng)感應(yīng)水龍頭等。這節(jié)課我們就來認(rèn)識下各種各樣的機(jī)器人。神奇的機(jī)器人1、什么是機(jī)器人？機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。并不是只有外形像人才能稱為機(jī)器人。實(shí)際上，只要具備一些與人或生物相似的智能的自動(dòng)化機(jī)器人，都可以稱為機(jī)器人。一點(diǎn)通：（機(jī)器人定義）神奇的機(jī)器人2、機(jī)器人開發(fā)的三項(xiàng)原則

其實(shí)機(jī)器人就是人類制造出來的一種智能化機(jī)器，它應(yīng)該為人類服務(wù)。那么機(jī)器人應(yīng)該怎樣服務(wù)于人類呢？“機(jī)器人三原則”：1、機(jī)器人不應(yīng)傷害人類；2、機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；3、機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與第一條和第二條相抵觸除外。

這是給機(jī)器人賦予的倫理性綱領(lǐng)。機(jī)器人學(xué)術(shù)界始終將這三原則作為機(jī)器人開發(fā)的準(zhǔn)則。神奇的機(jī)器人3、機(jī)器人的發(fā)展歷程①古代的自動(dòng)機(jī)器

早在三千多年前西周時(shí)代，有個(gè)叫偃師的工匠，就巧妙地制造了一個(gè)能歌善舞的“歌者”，雖然它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)自動(dòng)木偶，但這也許是文獻(xiàn)記載里最早的一個(gè)“機(jī)器人”。在我國，東漢時(shí)期的張衡發(fā)明了指南車，三國時(shí)期的諸葛亮創(chuàng)造了木牛流馬……人類歷史進(jìn)入近代之后，隨著第一次、第二次產(chǎn)業(yè)革命（17～19世紀(jì)）的興起，各種機(jī)械裝置也不斷地被發(fā)明和應(yīng)用，特別是在機(jī)械計(jì)時(shí)裝置的發(fā)展基礎(chǔ)上，日本、西歐等國家出現(xiàn)了不少精巧的“機(jī)器人”玩具或“機(jī)器人”工藝品，這些裝置大多由時(shí)鐘機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，用凸輪和杠桿傳遞運(yùn)動(dòng)，比如，上發(fā)條后就能演奏的音樂盒。神奇的機(jī)器人操作在網(wǎng)上搜索”木牛流馬”、“指南車”的相關(guān)資料，說出其工作的原理。神奇的機(jī)器人②現(xiàn)代的機(jī)器人

現(xiàn)代社會，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人在技術(shù)和應(yīng)用方面都得到了迅猛的發(fā)展。人們發(fā)明了各式各樣的具有感知、決策、行動(dòng)和交互能力的智能機(jī)器人，這些機(jī)器人從外觀上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了最初仿人型機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人所具有的形狀，更符合各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增強(qiáng)，從而為機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用開辟出更加廣闊的空間。神奇的機(jī)器人4、機(jī)器人的分類和應(yīng)用從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，可以將機(jī)器人分為兩大類：

（1）工業(yè)機(jī)器人（2）特種機(jī)器人

特種機(jī)器人又包括：服務(wù)機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、教育機(jī)器人等等。機(jī)器人人的分分類及及應(yīng)用用---工業(yè)機(jī)機(jī)器人人弧焊機(jī)機(jī)器人人機(jī)器人人的分分類及及應(yīng)用用---工業(yè)機(jī)機(jī)器人人120公斤斤點(diǎn)焊焊機(jī)器器人120公斤斤點(diǎn)焊焊機(jī)器器人是是以一汽汽紅旗旗車身身焊裝裝生產(chǎn)產(chǎn)線為為應(yīng)用用背景景，瞄瞄準(zhǔn)國國際上上典型型機(jī)器器人產(chǎn)產(chǎn)品技技術(shù)性性能開開發(fā)的的一種種具有有先進(jìn)進(jìn)性、、可靠靠性的的實(shí)用用機(jī)器器人產(chǎn)產(chǎn)品。。該機(jī)機(jī)器人人具有有工作作空間間大、、運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度度快和和負(fù)荷荷能力力強(qiáng)等等特點(diǎn)點(diǎn)。機(jī)機(jī)器人人設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊湊，外外觀宜宜人，，運(yùn)動(dòng)動(dòng)平穩(wěn)穩(wěn)快捷捷，大大大地地提高高了點(diǎn)點(diǎn)焊作作業(yè)的的生產(chǎn)產(chǎn)率。。機(jī)器人人的分分類及及應(yīng)用用---工業(yè)機(jī)機(jī)器人人5kg搬運(yùn)運(yùn)機(jī)器器人，，采用用五軸軸伺服服電機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)控制制，實(shí)實(shí)現(xiàn)五五軸空空間聯(lián)聯(lián)動(dòng)，，配置置不同同工具具包可可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)搬運(yùn)運(yùn)、碼碼垛、、焊接接、裝裝配等等工作作，具具有較較高的的柔性性自動(dòng)動(dòng)化水水平。。5公斤斤搬運(yùn)運(yùn)機(jī)器器人“插秧秧機(jī)器器人””試驗(yàn)驗(yàn)田中中插秧秧。這這個(gè)““機(jī)器器人””可按按水田田形狀狀，根根據(jù)設(shè)設(shè)定路路線自自我糾糾正姿姿態(tài)進(jìn)進(jìn)行插插秧、、播撒撒肥料料和農(nóng)農(nóng)藥等等勞作作。機(jī)器人人的分分類及及應(yīng)用用---工業(yè)機(jī)機(jī)器人人便攜式式機(jī)器器人由哈爾爾濱工工業(yè)大大學(xué)機(jī)機(jī)器人人研究究所研研制的的便攜攜式機(jī)機(jī)器人人，可可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)六自自由度度弧焊焊機(jī)器器人的的全部部功能能，同同時(shí)可可作為為通用用機(jī)器器人完完成其其它工工作，，可任任意位位置安安裝。。機(jī)器器人本本體自自重30Kg，，便于于拆裝裝攜帶帶。便便攜式式機(jī)器器人可可以作作為一一個(gè)流流動(dòng)的的焊接接機(jī)器器人到到不同同的場場所進(jìn)進(jìn)行作作業(yè)，，特別別是在在一些些工作作空間間狹小小，周周圍環(huán)環(huán)境惡惡劣，，工人人無法法作業(yè)業(yè)的地地方。。機(jī)器人人的分分類及及應(yīng)用用---服務(wù)機(jī)機(jī)器人人腦外科科及其其任輔輔助系系統(tǒng)該腦外外科機(jī)機(jī)器人人輔助助系統(tǒng)統(tǒng)是由由北京京航空空航天天大學(xué)學(xué)、清清華大大學(xué)和和海軍軍總院院共同同研制制開發(fā)發(fā)的。。1997年5月用用該機(jī)機(jī)器人人為病病人實(shí)實(shí)施了了首例例開顱顱手術(shù)術(shù),到到2000年11月月已為為140多多位病病人實(shí)實(shí)施了了這種種手術(shù)術(shù)。機(jī)器人人的分分類及及應(yīng)用用---服務(wù)機(jī)機(jī)器人人格林系系統(tǒng)格林系系統(tǒng)是是讓外外科醫(yī)醫(yī)生坐坐在一一個(gè)大大操縱縱臺前前，帶帶上三三維眼眼鏡，，盯著著一個(gè)個(gè)透明明的工工作間間，觀觀看手手術(shù)室室內(nèi)立立體攝攝像機(jī)機(jī)攝錄錄并傳傳送過過來的的手術(shù)術(shù)室和和病人人的三三維立立體圖圖像。。與此此同時(shí)時(shí)，外外科醫(yī)醫(yī)生的的兩手手手指指分別別勾住住操縱縱臺下下兩臺臺儀器器上的的控制制環(huán)。。儀器器中的的傳感感器可可測量量出外外科醫(yī)醫(yī)生手手指的的細(xì)微微動(dòng)作作并把把測量量結(jié)果果數(shù)字字化，，隨后后傳送送到兩兩只機(jī)機(jī)械手手上，，機(jī)械械手隨隨外科科醫(yī)生生動(dòng)作作，為為病人人作手手術(shù)。。聲頻頻部分分能同同時(shí)傳傳來手手術(shù)所所發(fā)出出的所所有聲聲音，，使人人有親親臨其其境之之感。。機(jī)器人人的分分類及及應(yīng)用用---水下機(jī)機(jī)器人人載人潛潛水器器機(jī)器人人的分分類及及應(yīng)用用---水下機(jī)機(jī)器人人水下6000米米無纜纜自治治機(jī)器器人1995年年8月月，CR-016000米無無纜自自治水水下機(jī)機(jī)器人人研制制成功功，使使我國國機(jī)器器人的的總體體技術(shù)術(shù)水平平躋身身于世世界先先進(jìn)行行列，，成為為世界界上擁擁有潛潛深6000米米自治治水下下機(jī)器器人的的少數(shù)數(shù)國家家之一一。機(jī)器人的分分類及應(yīng)用用---農(nóng)用機(jī)器人人摘西紅柿機(jī)機(jī)器人在日本、美美國等發(fā)達(dá)達(dá)國家，農(nóng)農(nóng)業(yè)人口較較少，隨著著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)的規(guī)?；?、多樣化化、精確化化，勞動(dòng)力力不足的現(xiàn)現(xiàn)象越來越越明顯。許許多作業(yè)項(xiàng)項(xiàng)目如蔬菜菜、水果的的挑選與采采摘，蔬菜菜的嫁接等等都是勞動(dòng)動(dòng)力密集型型的工作，，再加上時(shí)時(shí)令的要求求，勞動(dòng)力力問題很難難解決。正正是基于這這種情況，，農(nóng)林業(yè)機(jī)機(jī)器人應(yīng)運(yùn)運(yùn)而生。機(jī)器人的分分類及應(yīng)用用---農(nóng)用機(jī)器人人嫁接機(jī)器人人能完成砧砧木、穗木木的取苗、、切苗、接接合、固定定、排苗等等嫁接過程程的自動(dòng)化化作業(yè)。操操作者只需需把砧木和和穗木放到到相應(yīng)的供供苗臺上，，其余嫁接接作業(yè)均由由機(jī)器自動(dòng)動(dòng)完成，從從而大大提提高了作業(yè)業(yè)效率和質(zhì)質(zhì)量，減輕輕了勞動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度。嫁嫁接機(jī)器人人可以進(jìn)行行黃瓜、西西瓜、甜瓜瓜苗的自動(dòng)動(dòng)嫁接，為為蔬菜、瓜瓜果自動(dòng)嫁嫁接技術(shù)的的產(chǎn)業(yè)化提提供了可靠靠條件。嫁接機(jī)器人人機(jī)器人的分分類及應(yīng)用用---農(nóng)用機(jī)器人人這種機(jī)器人人的工作過過程如下：：用拔苗器器的抓手將將插盤中的的籽苗拔出出，放在穿穿過插盤傳傳送帶移動(dòng)動(dòng)到盆傳送送帶上的一一排杯狀容容器內(nèi)。在在杯狀容器器移動(dòng)的同同時(shí)，由光光電傳感器器探測有無無缺苗，探探測之后，，栽培器的的抓爪只拿拿起籽苗。。每個(gè)栽培培頭分別接接近一只杯杯，在所有有栽培頭都都夾住籽苗苗之后，所所有栽培頭頭同時(shí)栽培培籽苗，確確保無空盆盆，最大栽栽培速度為為每小時(shí)6000棵棵。該機(jī)器器人是第一一臺能識別別缺苗的機(jī)機(jī)器人。利利用這種機(jī)機(jī)器人，栽栽培者只移移栽真實(shí)的的籽苗，并并使全部籽籽苗都移栽栽到盆里，，減少尋找找和填充空空盤的必要要。移栽機(jī)器人人機(jī)器人的分分類及應(yīng)用用---機(jī)器人警察察英國“手推推車”機(jī)器器人機(jī)器人的分分類及應(yīng)用用---機(jī)器人警察察在西方國家家中，恐怖怖活動(dòng)始終終是個(gè)令當(dāng)當(dāng)局頭疼的的問題。英英國由于民民族矛盾，，飽受爆炸炸物的威脅脅，因而早早在60年年代就研制制成功排爆爆機(jī)器人。。。最近英英國又將手手推車機(jī)器器人加以優(yōu)優(yōu)化，研制制出土撥鼠鼠及野牛兩兩種遙控電電動(dòng)排爆機(jī)機(jī)器人，英英國皇家工工程兵在波波黑及科索索沃都用它它們探測及及處理爆炸炸物。土撥撥鼠重35公斤，在在桅桿上裝裝有兩臺攝攝像機(jī)。野野牛重210公斤，，可攜帶100公斤斤負(fù)載。兩兩者均采用用無線電控控制系統(tǒng)，，遙控距離離約1公里里?！巴翐苁蟆薄焙汀耙芭Ｅ！睓C(jī)器人人機(jī)器人的分分類及應(yīng)用用---軍軍用機(jī)器人遙控掃雷車車機(jī)器人的分分類及應(yīng)用用---機(jī)器人保安安美國機(jī)器人人系統(tǒng)技術(shù)術(shù)公司正在在研制一種種MDARS-E室室外型機(jī)器器人，即將將進(jìn)入工程程制造階段段。機(jī)器人人可識別并并繞過障礙礙物，若繞繞不過去，，就停下來來，并通知知控制站操操作人員。。它的負(fù)載載主要有立立體攝像機(jī)機(jī)，前視紅紅外攝像機(jī)機(jī)，多普勒勒雷達(dá)，4線激光掃掃描儀，超超聲波傳感感器，微波波及光纜通通信網(wǎng)絡(luò)，，視頻標(biāo)簽簽閱讀器。。導(dǎo)航傳感感器有差分分GPS系系統(tǒng)、陀螺螺儀、傾斜斜儀、4輪輪編碼器及及駕駛定位位傳感器。。MDARS-E在