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2人工智能与机器人-神奇的机器人


人工智能与机器人
(初中版第1单元走进人工智能 )
第二课 神奇的机器人

神奇的机器人
学习目标:
1.了解什么是机器人 2.了解机器人的发展历程 3.知道机器人开发的三项原则 4.了解机器人的分类和应用

神奇的机器人

机器人到底是什么样子的呢?机器 人在我们的生活和工业

生产中随处可 见。例如:楼道的自动感应灯、声音 控制灯、自动感应水龙头等。这节课 我们就来认识下各种各样的机器人。

神奇的机器人
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1、什么是机器人?

并不是只有外形像人才能称为机器人。实际上,只要具备 一些与人或生物相似的智能的自动化机器人,都可以称为机器 人。 一点通:(机器人定义)
机器人是一种自动化的机器,所不同 的是这种机器具备一些与人或生物相似的智 能能力,如感知能力、规划能力、动作能力 和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动 化机器。

神奇的机器人
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2、机器人开发的三项原则
其实机器人就是人类制造出来的一种智能化机器,它应 该为人类服务。那么机器人应该怎样服务于人类呢?“机器 人三原则” :
1、机器人不应伤害人类; 2、机器人应遵守人类的命令,与第一条违背的 命令除 外; 3、机器人应能保护自己,与第一条和第二条相 抵触除外。 这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学 术界始终将这三原则作为机器人开发的准则。

神奇的机器人
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3、机器人的发展历程
早在三千多年前西周时代,有个叫偃师的工匠,就巧妙地 制造了一个能歌善舞的“歌者”,虽然它实质上是一个自动 木偶,但这也许是文献记载里最早的一个“机器人”。 在我国,东汉时期的张衡发明了指南车,三国时期的诸 葛亮创造了木牛流马…… 人类历史进入近代之后,随着第一次、第二次产业革命 (17~19世纪)的兴起,各种机械装置也不断地被发明和应 用,特别是在机械计时装置的发展基础上,日本、西欧等国 家出现了不少精巧的“机器人”玩具或“机器人”工艺品, 这些装置大多由时钟机构驱动,用凸轮和杠杆传递运动,比 如,上发条后就能演奏的音乐盒。

①古代的自动机器

神奇的机器人

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操作
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在网上搜索”木牛流马”、“指南车”的相关 资料,说出其工作的原理。

神奇的机器人
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②现代的机器人
现代社会,随着计算机技术、控制技术、 传感技术和人工智能技术的发展,机器人在 技术和应用方面都得到了迅猛的发展。人们 发明了各式各样的具有感知、决策、行动和 交互能力的智能机器人,这些机器人从外观 上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机 器人所具有的形状,更符合各种不同应用领 域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增 强,从而为机器人技术的应用开辟出更加广 阔的空间。

神奇的机器人
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4、机器人的分类和应用
从应用环境出发,可以将机器人分为两大类: (1)工业机器人

(2)特种机器人
特种机器人又包括:服务机器人、娱乐机 器人、军用机器人、教育机器人等等。

机器人的分类及应用---工业机器人
弧焊机器人

机器人的分类及应用---工业机器人
120公斤点焊机器人

120公斤点焊机器人是 以一汽红旗车身焊装生产线 为应用背景,瞄准国际上典 型机器人产品技术性能开发 的一种具有先进性、可靠性 的实用机器人产品。该机器 人具有工作空间大、运动速 度快和负荷能力强等特点。 机器人设计结构紧凑,外观 宜人,运动平稳快捷,大大 地提高了点焊作业的生产率。

机器人的分类及应用---工业机器人
5公斤搬运机器人

5kg搬运机器人,采 用五轴伺服电机驱动 控制,实现五轴空间 联动,配置不同工具 包可实现搬运、码垛、 焊接、装配等工作, 具有较高的柔性自动 化水平。

“插秧机器人”试验田中插秧。这个“机器人” 可按水田形状,根据设定路线自我纠正姿态进 行插秧、播撒肥料和农药等劳作。

机器人的分类及应用---工业机器人
便携式机器人 由哈尔滨工业大学机器人研 究所研制的便携式机器人, 可实现六自由度弧焊机器人 的全部功能,同时可作为通 用机器人完成其它工作,可 任意位置安装。机器人本体 自重30Kg,便于拆装携带。 便携式机器人可以作为一个 流动的焊接机器人到不同的 场所进行作业,特别是在一 些工作空间狭小,周围环境 恶劣,工人无法作业的地方。

机器人的分类及应用---服务机器人
脑外科及其任辅助系统
该脑外科机器人 辅助系统是由北京 航空航天大学、清 华大学和海军总院 共同研制开发的。 1997年5月用该机 器人为病人实施了 首例开颅手术,到 2000年11月已为 140多位病人实施了 这种手术。

机器人的分类及应用---服务机器人
格林系统是让外科医生 坐在一个大操纵台前,带上 三维眼镜,盯着一个透明的 工作间,观看手术室内立体 摄像机摄录并传送过来的手 术室和病人的三维立体图像。 与此同时,外科医生的两手 手指分别勾住操纵台下两台 仪器上的控制环。仪器中的 传感器可测量出外科医生手 指的细微动作并把测量结果 数字化,随后传送到两只机 械手上,机械手随外科医生 动作,为病人作手术。声频 部分能同时传来手术所发出 的所有声音,使人有亲临其 境之感。

格林系统

机器人的分类及应用---水下机器人
载人潜水器

机器人的分类及应用---水下机器人
水下6000米无缆自治机器人
1995年8月, CR-01 6000米 无缆自治水下 机器人研制成 功,使我国机 器人的总体技 术水平跻身于 世界先进行列, 成为世界上拥 有潜深6000米 自治水下机器 人的少数国家 之一。

机器人的分类及应用---农用机器人
摘西红柿机器人 在日本、美国等发 达国家,农业人口较少, 随着农业生产的规模化、 多样化、精确化,劳动 力不足的现象越来越明 显。许多作业项目如蔬 菜、水果的挑选与采摘, 蔬菜的嫁接等都是劳动 力密集型的工作,再加 上时令的要求,劳动力 问题很难解决。正是基 于这种情况,农林业机 器人应运而生。

机器人的分类及应用---农用机器人
嫁接机器人
嫁接机器人能完成砧木、 穗木的取苗、切苗、接 合、固定、排苗等嫁接 过程的自动化作业。操 作者只需把砧木和穗木 放到相应的供苗台上, 其余嫁接作业均由机器 自动完成,从而大大提 高了作业效率和质量, 减轻了劳动强度。 嫁接 机器人可以进行黄瓜、 西瓜、甜瓜苗的自动嫁 接,为蔬菜、瓜果自动 嫁接技术的产业化提供 了可靠条件。

机器人的分类及应用---农用机器人
移栽机器人
这种机器人的工作过程如下: 用拔苗器的抓手将插盘中的籽苗拔 出,放在穿过插盘传送带移动到盆 传送带上的一排杯状容器内。在杯 状容器移动的同时,由光电传感器 探测有无缺苗,探测之后,栽培器 的抓爪只拿起籽苗。每个栽培头分 别接近一只杯,在所有栽培头都夹 住籽苗之后,所有栽培头同时栽培 籽苗,确保无空盆,最大栽培速度 为每小时6000棵。该机器人是第 一台能识别缺苗的机器人。利用这 种机器人,栽培者只移栽真实的籽 苗,并使全部籽苗都移栽到盆里, 减少寻找和填充空盘的必要。

机器人的分类及应用---机器人警察
英国“手推车”机器人

机器人的分类及应用---机器人警察
“土拨鼠”和“野牛”机器人
在西方国家中,恐怖活动 始终是个令当局头疼的问题。 英国由于民族矛盾,饱受爆 炸物的威胁,因而早在60年 代就研制成功排爆机器人。。 最近英国又将手推车机器人 加以优化,研制出土拨鼠及 野牛两种遥控电动排爆机器 人,英国皇家工程兵在波黑 及科索沃都用它们探测及处 理爆炸物。土拨鼠重35公斤, 在桅杆上装有两台摄像机。 野牛重210公斤,可携带100 公斤负载。两者均采用无线 电控制系统,遥控距离约1 公里。

机器人的分类及应用---军用机器人
遥控扫雷车

机器人的分类及应用---机器人保安
MDARS-E室外保安机器人

美国机器人系统技术公司正在研 制一种MDARS-E室外型机器人,即 将进入工程制造阶段。机器人可识别 并绕过障碍物,若绕不过去,就停下 来,并通知控制站操作人员。它的负 载主要有立体摄像机,前视红外摄像 机,多普勒雷达,4线激光扫描仪, 超声波传感器,微波及光缆通信网络, 视频标签阅读器。导航传感器有差分 GPS系统、陀螺仪、倾斜仪、4轮编 码器及驾驶定位传感器。MDARS-E 在值班时可自主进行监视,发现入侵 者或异常情况时,视频链路自动启动, 控制站记录下音响及视频警报,保安 人员可以由远处观察那里的情况,或 与入侵者对话。

机器人的分类及应用—清扫机器人

机器人的分类及应用—娱乐机器人

机器人的分类及应用—救护机器人

机器人的分类及应用—助残机器人

机器人的分类及应用—仿生机器人

机器人的分类及应用—微型机器人

机器人的分类及应用—微型机器人

机器人的分类及应用—航天机器人

月 球 车

机器人的分类及应用—航天机器人

神奇的机器人
做一做,思考

1.机器人一定要做成像人一样的形状 吗? 2.说说什么是机器人? 3.举几个例子,看看机器人都能帮助 我们做什么? 4.想想未来的机器人会是什么样子? 5.通过机器人网站www.hitrobot.cn 了解更多的机器人资料。

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6.使用Word软件,制作一个电脑小报,介绍 机器人的有关内容。
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要求
(1)一页即可,自定主题。 ? (2)通过各种修饰方法,尽量将小报做得美观。
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