信息技术与智能机器人

信息技术与智能机器人北京东城区教育信息网络中心卢燕林“机器人走进现代生活”“机器人”是二十世纪人类的伟大发明之一一、“机器人”简介1.机器人一词的由来1920年捷克斯洛伐克剧作家卡雷尔·查培克（Karal·Capak，1890-1938）创作了寓言剧剧本《罗莎姆万能机器人公司》。书中有这样的情节：“未来的某时，某岛屿上的罗莎姆公司大量地制造出了外貌像人的‘人造人’——Robota。从秘书到劳役，它们都能与人共事，为人服务。”在这里，“人造人”第一次有了自己的名字：“Robota”。援引这个捷克语的读音，英、法、意文均写作：“Robot”，我国将它意译为“机器人”。2.机器人的外形

现在的机器人可谓千姿百态，有的“有手无头”，有的“三头六臂”，与人类细腻的皮肤、精致的五官相比，简直就是其貌不扬。人们总是认为，或总是希望，机器人要有与人类相似的外貌现在无法断定人类的这一理想能否实现，但从机器人的产生和功能来看，无论它们的样子如何，它们都是为了工作需要诞生的，都是忠实、勤奋的劳动者。。当然，并不是各种各样的机械都是机器人真正意义的机器人应该是一个具有一定智能的计算机控制系统，它是人制造的一种高级工具，是按照人类的某种方式进行工作的一种机器。它的外形可以其貌不扬，但关键是它必须适应工作。。

依照人的形体结构制造的机器人。

3.机器人的定义对于机器人的准确定义，至今仍然在被广泛争论着。目前，联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人所下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”机器人具备的各种能力，也有一整套的评价标准：智能，是指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，是指变通性、通用性或空间占有性；物理能，是指机器人本身的力、速度、连续运行能力以及可靠性、联用性、寿命等等。机器人是人人类的朋友友21世纪，在人人的控制下下，在改造造自然、发发展生产的的事业和家家庭生活中中，将会出出现更多更更好的机器器人。会有灭火的的机器人，，它身行敏敏捷，不仅仅在熊熊烈烈火之中来来去自如，，而且不管管哪里冒烟烟、起火，，它都能及及时发现，，赶到现场场，将火灾灾隐患消灭灭。会有检修汽汽车的机器器人，只要要把车摆上上检修台，，它用眼一一扫，耳朵朵一听，立立即就会查查出毛病的的部位和原原因，进行行修理，只只需几分钟钟。会有守边防防机器人，，24小时连续值值勤，万无无一失。不不管白天、、黑夜、风风雨、冰雪雪天气，一一有敌情，，它就能马马上采取措措施，封锁锁边境线。。同时通知知空中、地地面报警系系统，监视视敌人行动动，使任何何人也不能能越境一步步。还会有海洋洋开发机器器人，它们们能潜入海海中勘察、、取样、化化验，很快快制定出开开发方案，，有条不紊紊地下海作作业，把海海底的宝藏藏献给人类类。未来的机器器人机器人探秘秘埃及金字字塔考古学者为为实施金字字塔探险项项目，美国国方面为此此出资特别别研制了一一台微型铁铁臂机器人人，并正式式命名为：：“金字塔塔漫游者””。“金字塔漫漫游者”的的前身是““９·１１１”事件后后在纽约世世贸废墟搜搜寻幸存者者过程中大大显神通的的“蛇形机机器人”。。经过改良良后，“金金字塔漫游游者”体态态更为轻盈盈，行动和和操作非常常灵活。它它的总重量量只有２．．７千克，，长宽大约约各为１２２厘米，高高度可自动动调节，最最高高度在在３０厘米米左右。每分钟行走走９１４厘厘米

10月28日上午，一个全身银色、有着漂亮大眼睛的智能机器人出现在王府井东方广场的索尼探梦馆里，它操着不太流利的汉语扭着身子向观众问好，引起了一阵照相机闪光灯的骚动。这个名叫SDR-4X的机器人是索尼公司开发的目前世界上最先进的智能机器人，是索尼为了“索尼科技周”而特地从东京派来的。它属于高智能的娱乐机器人，装置着各种感应系统，感情丰富，能跟人类进行各种交流，同时可以通过记忆和学习不断成长。此外它的特殊天赋能够完成各种高难度动作，真可谓是能歌善舞。据工作人员介绍，它的主要功能是用来与人类做伴，而目前则主要被用于科研。

世界上最先进的智能机器人亮相京城未来的机器器人大家族族1.机器人会越越来越小在21世纪，将会会有可以进进入人体血血液循环系系统的功能能齐全的医医用微型机机器人，能能进入工业业上的小管管道甚或裂裂缝，进行行检测与维维护的工业业用微型机机器人，以以及各种微微型传感器器、微型机机电产品，，如掌上电电视等。在在军事上，，将有小如如蝴蝶的飞飞行器，用用于侦察敌敌情；装有有自动驾驶驶系统，能能在海底航航行数年的的微型潜艇艇……微型车旁边边的东西是是什么吗？？那是我们们常见的几几粒大米2.机器人人会越来越越聪明现在的智能能机器人，，它的智力力最高也只只相当于两两三岁幼儿儿的智力水水平。在21世纪，高智智能的机器器人将越来来越多，其其智力水平平也一定会会不断提高高，慢慢地地达到七、、八岁、十十几岁少年年甚至青年年人的智力力水平。20世纪90年代后期，，为促进智智能机器人人的发展，，日本、韩韩国等国家家相继发起起举行机器器人足球世世界杯赛，，并成立了了相应的协协会。机器器人足球赛赛涉及机器器人的动作作协调、系系统控制等等前沿的课课题。可以以说，每一一场机器人人足球赛实实际上都是是世界各国国机器人发发展水平的的一场较量量。智能机器人人活动和比比赛（1））智能能机机器器人人活活动动和和比比赛赛（（2））智能能机机器器人人活活动动和和比比赛赛（（3））智能能机机器器人人活活动动和和比比赛赛（（4））智能能机机器器人人活活动动和和比比赛赛（（5））智能能机机器器人人活活动动和和比比赛赛（（6））智能能机机器器人人活活动动和和比比赛赛（（7））通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人一通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人结结构构的的组组成成1．．通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人简简介介通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人(如如图图所所示示））是是针针对对计计算算机机基基本本语语言言教教学学和和计计算算机机科科普普活活动动而而设设计计开开发发的的,机机器器人人的的主主板板可可以以安安装装在在履履带带，，双双轮轮或或四四轮轮驱驱动动的的运运动动模模型型上上，，有有很很强强的的移移动动能能力力；；有有输输入入输输出出端端口口，，可可外外接接多多种种模模块块，，进进行行行行走走，，躲躲避避障障碍碍物物,奏奏乐乐等等功功能能。。还还可可以以根根据据不不同同的的要要求求，，增增加加新新的的模模块块，，具具有有开开放放性性和和扩扩展展功功能能，，能能培培养养学学生生的的动动手手动动脑脑能能力力。。通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人2．．通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人的的组组成成通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人3．．通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人由由以以下下几几部部分分组组成成。。⑴通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人主主板板通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人主主板板是是通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人的的主主要要部部件件，，与与计计算算机机的的主主板板类类似似。。我我们们通通过过计计算算机机发发出出的的指指令令传传送送给给CPU，，驱驱动动输输入入输输出出端端口口，，完完成成不不同同的的功功能能，，如如车车辆辆运运动动、、发发音音、、躲躲避避障障碍碍物物等等等等。。通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人主主板板机器器人人主主板板通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人⑵通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人的的传传动动部部件件通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人的的驱驱动动部部分分可可以以采采用用履履带带、、双双轮轮或或四四轮轮驱驱动动，，如如图图所所示示。。你你也也可可以以将将家家中中闲闲置置的的遥遥控控车车改改装装，，作作为为机机器器人人的的传传动动部部件件，，创创作作属属于于你你个个人人的的机机器器人人。。通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人的的传传动动部部件件通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人⑶通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人的的动动力力能能源源为为了了节节省省资资源源通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人采采用用的的是是可可充充电电电电池池，，机机器器人人所所需需要要的的一一切切电电能能均均是是由由它它提提供供的的，，其其充充电电方方式式和和性性能能指指标标如如图图所所示示。。通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人(4)通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人的的特特殊殊端端口口细心心的的你你可可能能发发现现了了机机身身上上点点缀缀的的一一个个个个小小银银环环，，它它们们是是干干什什么么用用的的呢呢？？请请看看下下图图通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人⑸模模块块部部分分通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人基基本本模模块块部部件件有有：：运运动动控控制制模模块块、、避避障障模模块块、、奏奏乐乐模模块块、光电电模模块块等等避障障模模块块光电电模模块块通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人的的其其它它部部件件有有：：喇喇叭叭、、数数据据连连接接线线、、电电源源。。数据据连连接接线线通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人机器器人人侧侧面面避避障障模模块块机器器人人前前方方避避障障模模块块通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教学学用用机机器器人人二、通通用用ROBOT-II型教教学用用机器器人的的组装装组装通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教学用用机器器人的的操作作步骤骤如下下：1．将将通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教学用用机器器人主主板用用螺丝丝固定定在运运动模模型的的内部部，把把喇叭2.组装过程中，你可能发现，通用ROBOT-Ⅱ型教学用机器人上预留几个接口（如图1所示），这些接口有什么用途呢？这些接口作为输入输出端口，可以外接一些模块，通用ROBOT-Ⅱ型型教教学用用机器器人通用ROBOT-II型型教学学用机机器人人主板板接口口示意意图备注：：■为为电源源（+）▲为为I/O（数据据口））●为电源源地（（-）通用ROBOT-Ⅱ型型教教学用用机器器人三、通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教学用用机器器人的的运行行环境境1．硬硬件环环境通用ROBOT-II型型教学学用机机器人人是通通过PC机机进行行程序序设计计，然然后下下装到到机器器人主主板上上，由由主板板CPU自自主运运行程程序，，即机机器人人可以以脱离离计算算机独独立工工作。。你需需要有有一台台386以以上的的计算算机，，并将将随机机的电电缆线线25芯插插头插插到计计算机机的打打印机机接口口。2．软软件环环境通用ROBOT-ⅡⅡ型教教学用用机器器人可可运行行在装装有MSDOS操作作系统统的各各类型型计算算机上上，如如果你你的计计算机机没有有DOS操操作系系统，，你可可以使使用随随机的的软盘盘启动动，然然后将将随机机软盘盘上的的“TYBASIC.EXE”文文件拷拷贝到到计算算机硬硬盘的的适当当目录录，然然后在在硬盘盘运行行程序序。通用ROBOT-Ⅱ型型教教学用用机器器人四、通通用用ROBOT-Ⅱ型型教学学用机机器人人的功功能模模块1．通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教学用用机器器人所所实现现的功功能主主要有有：““运动动控制制模块块”、、“自自动避避障模模块””、““发发音模模块””，““光电电控制制模块块，““灭火模模块””，另外，，还附附加一一些参参数设设置。。2．每每个功功能模模块的的功能能介绍绍：通用ROBOT-Ⅱ型型教教学用用机器器人运动控控制模模块：在此功功能模模块中中。可可以通通过程程序直直接向向通用用ROBOT-Ⅱ型型教学学用机机器人人发出出“运运动命命令””既前前进，，后退退，左左转，，右转转，停停止几几个简简单的的命令令。本本模块块直接接嵌入入主板板上，，即主主板的的初始始功能能。自动避避障模模块：：当避障障开始始时，，通用用ROBOT-Ⅱ型型教学学用机机器人人可通通过““红外外发射射与接接收器器”来来判断断前方方、左左面、、右面面是否否有障障碍物物。你可以以通过过编写写程序序，对对障碍碍物的的不同同位置置来做做出不不同反反映。。譬如如在通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教学用用机器器人左左前方方有一一障碍碍物。。当障障碍物物达到到通用用ROBOT-Ⅱ型型教学学用机机器人人的““判断断范围围”时时。通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教学用用机器器人便便自动动做出出反映映，向向右转转并避避开障障碍物物光电模模块：：光电模模块采采用了了窗口口比较较技术术和辅辅助光光源技技术，，对环环境光光的变变化有有较好好的抑抑制作作用。。其工工作原原理是是：当当两个个光敏敏电阻阻接受受的光光强接接近时时，两两个输输出端端均呈呈现高高电平平。当当其光光强差差超过过一定定数值值时，，较亮亮的一一侧将将输出出低电电平。。通过过高低低电平平的判判断，，利用用程序序可以以让机机器人人做出出相应应的反反应。。发音模模块从功能能上来来讲,主要要为发发音。。本模模块已已经编编制好好了0-127共128个地地址来来存储储从低低音到到高音音的多多个音音阶【说明明】⑴本本模块块已集集成在在主板板的PIN8端端口