全國青少年機器人等級考試一二級理論復習及試題分享

1、文檔供參考，可復制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 全國青少年機器人技術(shù)等級考試一、二級理論及實操“Robot”的由來1920年，原捷克斯洛伐克劇作家卡爾·恰佩克在他的科幻情節(jié)劇羅薩姆的萬能機器人中，第一次提出了“機器人”（Robot）這個名詞。在捷克語中，Robot這個詞是指一個服役的奴隸。Robota（捷克文，原意為“勞役、苦工”）Robotnik（波蘭文，原意為“工人”二、機器人發(fā)展史人們對機器人的幻想與追求已有3000多年的歷史。“機器人”最早是以自動機械裝置或自動人偶的形式出現(xiàn)，西方國家將早期的機器人稱之為automation（自動機）或是self-operating mach

2、ine（自行控制機器）。 1）古代機器人指南車。人類記載的最早的機械裝置。古今注記載黃帝與蚩尤涿鹿之戰(zhàn)所用。春秋時期，“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下?！庇涊d于墨子.魯問中，是世界上最早的關(guān)于空中機器人的記載。記里鼓車。漢代，大科學家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車。計里鼓車每行一里，車上木人擊木馬車鼓一下，每行十里擊鐘一下。春秋時期，“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下?！庇涊d于墨子.魯問中，是世界上最早的關(guān)于空中機器人的記載。記里鼓車。漢代，大科學家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車。計里鼓車每行一里，車上木人擊木馬車鼓一下，每行十里擊鐘一下。木構(gòu)水運儀象臺。北宋

3、時期，蘇頌等人制造了當時世界上最先進的天文鐘。它由水力驅(qū)動，能以多種形式表現(xiàn)天體運行。它能集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻，是一座小型的天文臺根據(jù)史料記載，三國時期諸葛亮發(fā)明了一種用來運送軍用物資的機器人，名為（ ）A.記里鼓車 B.指南車 C.木牛流馬 D.千里船答案：C 題型:單選題 漏壺。公元前1400年由古巴比倫人發(fā)明，用水流來計量時間的計時器。也是歷史上可考據(jù)的最早的機械裝置之一。公園前270年左右，古希臘發(fā)明家特西比烏斯改進了漏壺采用人物造型指針指示時間。 公元前2世紀，亞歷山大時代的古希臘人發(fā)明了最原始的機器人自動機。它是以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動

4、的雕像，它可以自己開門，還可以借助蒸汽唱歌。 公元前14-17世紀，意大利文藝復興，達芬奇作為發(fā)明家發(fā)明了機器人、機械車、子母彈、坦克車、潛水艇、直升機等超越時代的裝置。其中達芬奇設計的機器人以木頭金屬皮革為外殼，以齒輪為驅(qū)動裝置，可坐可站，頭部能轉(zhuǎn)動，胳膊能揮舞。 1662年，日本人竹田近江發(fā)明自動機器玩偶。 1737年，法國雅克沃康松發(fā)明機器鴨子。 1769年，匈牙利沃爾夫?qū)?馮.肯佩倫發(fā)明土耳其機器人。 1801年，法國約瑟夫雅卡爾發(fā)明通過穿孔卡片控制的自動織機。 1822年，英國查爾斯.巴貝奇設計了最早的可編程機器差分機。 1893年，加拿大人摩爾設計了“蒸汽人”“安德羅丁”。 189

5、8年，塞爾維亞美籍發(fā)明家尼古拉.特斯拉在紐約麥迪遜廣場展示遠程自動化的新發(fā)明，一艘無線電遙控船。 1927年，美國西屋公司溫茲利制造了機器人電報箱。近代機器人研究始于20世紀中期。先后出現(xiàn)了三代機器人。第一代機器人：“示教再現(xiàn)”型機器人。通過遙控操作機器，不能離開人的控制獨自運動。只具有記憶、存儲能力，按相應程序重復作業(yè)，但對周圍環(huán)境基本沒有感知與反饋控制能力。（工業(yè)機器人） 第二代機器人：感知型機器人。隨著傳感技術(shù)和信息處理技術(shù)的發(fā)展第二代機器人按照事先編好的程序?qū)C器人控制，能夠獲得作業(yè)環(huán)境和作業(yè)對象的部分有關(guān)信息，進行一定的實時處理，引導機器人進行作業(yè)。 第三代機器人：智能機器人。它具有

6、更完善的環(huán)境感知能力，而且還具有邏輯思維、判斷和決策能力，可根據(jù)作業(yè)要求與環(huán)境信息自主地進行工作。能自主行動實現(xiàn)預定目標的高級機器人。 目前正在研究的“智能機器人”屬于第幾代機器人？ A.第一代機器人。 B. 第二代機器人。 C.第三代機器人。 D. 第四代機器人。 答案:C 題型:單選題 1939年，美國西屋電氣公司制造出家用機器人，它由電纜控制，可以行走，會說話，甚至可以抽煙，讓人們對家用機器人更加憧憬。 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

7、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。 1959年美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格和德沃爾制造出第一臺工業(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。約瑟夫英格伯格被稱為“工業(yè)機器人之父”。世界上第一臺工業(yè)機器人誕生于（ ） A. 德國 B. 英國 C. 美國 D. 日本答案:C題型:單選題1966年 斯坦福大學人工智能研究中心發(fā)明了謝克機器人（ShakeTheRobot） ，它是第一臺移動機器人，它被賦予了有限的觀察和環(huán)境建模能力，控制它的計算機要填滿整個房間。 1966年謝克機器人誕生，關(guān)于謝克機器人說法正確的是？A. 第一臺潛水機器人 B

8、. 第一臺飛行機器人C. 第一臺防水機器人 D. 第一臺移動機器人答案:D題型:單選題三、重要機器人理論（1）機器人定義 機器人是自動控制機器Robot的俗稱（自動控制機器），包括一切模擬人類行為或思想、模擬其他生物的機械。理想中的高仿真機器人是整合了控制論、機械、 電子、計算機與人工智能、材料學和仿生學的產(chǎn)物，目前科學界正在向此方向研究開發(fā)。所以機器人綜合微電子技術(shù)，自動化控制技術(shù)，機械學，計算機等學科綜合成果。2）機器人組成 機器人一般由機械本體、控制系統(tǒng)、傳感器、和驅(qū)動器等四部分組成。為實現(xiàn)對本體進行精確控制，傳感器應提供機器人本體或其所處環(huán)境的信息，控制系統(tǒng)依據(jù)控制程序產(chǎn)生指令信號，通

9、過控制各關(guān)節(jié)運動坐標的驅(qū)動器，使各臂桿端點按照要求的軌跡、速度和加速度，以一定的姿態(tài)達到空間指定的位置。驅(qū)動器將控制系統(tǒng)輸出的信號變換成大功率的信號，以驅(qū)動執(zhí)行器工作。a.機械本體 機械本體，是機器人賴以完成作業(yè)任務的執(zhí)行機構(gòu)，一般是一臺機械手，也稱操作器、或操作手，可以在確定的環(huán)境中執(zhí)行控制系統(tǒng)指定的操作。典型工業(yè)機器人的機械本體一般由手部(末端執(zhí)行器)、腕部、臂部、腰部和基座構(gòu)成。機械手多采用關(guān)節(jié)式機械結(jié)構(gòu)，一般具有6個自由度，其中3個用來確定末端執(zhí)行器的位置，另外3個則用來確定末端執(zhí)行裝置的方向(姿勢)。機械臂上的末端執(zhí)行裝置可以根據(jù)操作需要換成焊槍、吸盤、扳手等作業(yè)工具。b.控制系統(tǒng)

10、控制系統(tǒng)是機器人的指揮中樞，相當于人的大腦功能，負責對作業(yè)指令信息、內(nèi)外環(huán)境信息進行處理，并依據(jù)預定的本體模型、環(huán)境模型和控制程序做出決策，產(chǎn)生相應的控制信號，通過驅(qū)動器驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的各個關(guān)節(jié)按所需的順序、沿確定的位置或軌跡運動，完成特定的作業(yè)。從控制系統(tǒng)的構(gòu)成看，有開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)之分;從控制方式看有程序控制系統(tǒng)、適應性控制系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)之分。c.驅(qū)動器 驅(qū)動器是機器人的動力系統(tǒng)，相當于人的心血管系統(tǒng)，一般由驅(qū)動裝置和傳動機構(gòu)兩部分組成。因驅(qū)動方式的不同，驅(qū)動裝置可以分成電動、液動和氣動三種類型。驅(qū)動裝置中的電動機、液壓缸、氣缸可以與操作機直接相連，也可以通過傳動機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)

11、相連。傳動機構(gòu)通常有齒輪傳動、鏈傳動、諧波齒輪傳動、螺旋傳動、帶傳動等幾種類型。d.傳感器 傳感器是機器人的感測系統(tǒng)，相當于人的感覺器官，是機器人系統(tǒng)的重要組成部分，包括內(nèi)部傳感器和外部傳感器兩大類。內(nèi)部傳感器主要用來檢測機器人本身的狀態(tài)，為機器人的運動控制提供必要的本體狀態(tài)信息，如位置傳感器、速度傳感器等。外部傳感器則用來感知機器人所處的工作環(huán)境或工作狀況信息，又可分成環(huán)境傳感器和末端執(zhí)行器傳感器兩種類型。 前者用于識別物體和檢測物體與機器人的距離等信息，后者安裝在末端執(zhí)行器上，檢測處理精巧作業(yè)的感覺信息。常見的外部傳感器有力覺傳感器、觸覺傳感器、接近覺傳感器、視覺傳感器等。機器人主要由（）

12、組成A.輸入設備 B. 輸出設備 C. 主控制器 D. 以上都是答案：D題型:單選題CPU 是 Central Processing Unit的縮寫形式，他相當于機器人的哪個部分（ ） A、機器人的手臂 B、機器人的軀干 C、機器人的感覺器官 D、機器人的大腦 答案:D 題型:單選題（3）機器人驅(qū)動方式機器人驅(qū)動方式：電力驅(qū)動、 液壓驅(qū)動，氣壓驅(qū)動。電機是發(fā)電機和電動機的統(tǒng)稱，電機通常分為直流電機和交流電機，交流電機分為異步電機和同步電機兩類。人們對電機的要求事體積小，高速高精度。一級：機器人的馬達等輸出設備負責感知環(huán)境。 答案:錯誤 分數(shù):2 題型:判斷題一級：機器人工作的過程中，可以作為能

13、源的有哪些？A、汽油 B、水 C、電 D、陽光答案:A|C|D分數(shù):4題型:多選題（4）機器人能力的評價標準1.智能，指感覺和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學習和邏輯推理等；2.機能，指變通性、通用性或空間占有性等；3.物理能，指力、速度、可靠性、聯(lián)用性和壽命等。 4.活動范圍：機器人就是具有生物功能的實際空間運行工具，可以代替人類完成一些危險或難以進行的勞作、任務等。 機器人能力評價不包括？A. 智能 B. 機能 C. 生物能 D. 活動范圍答案:C題型:單選題機器人手臂或手部安裝點所能達到的所有空間區(qū)域稱為？A. 工作空間 B. 最大空間 C. 自由度 D. 危險空間答案:

14、A題型:單選題（5）機器人應用 工業(yè)機器人指能自動執(zhí)行任務的人造機器裝置，用以取代或協(xié)助人類工作， 所以工業(yè)機器人具有以下特點：1. 對工作環(huán)境有很強的適應能力，能夠代替人類在有害場所從事危險工作2. 動作準確性高，可保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。3. 能高強度在環(huán)境中從事單調(diào)簡單的勞動4. 具有很廣泛的通用性醫(yī)用機器人具有特點：1. 不能發(fā)生錯誤動作2. 非專業(yè)人員也可以正確使用3. 對醫(yī)生提供有效的幫助4. 可以直接與人接觸軍用機器人是一種用于軍事領(lǐng)域的具有某種仿人功能的自動機。從物資運輸?shù)剿褜た碧揭约皩崙?zhàn)進攻，軍用機器人的使用范圍廣泛下列機器人中屬于生產(chǎn)制造的機器人是A.服務機器人 B.軍用機器

15、人C.工業(yè)機器人 D.特種機器人答案:C題型:單選題 下列那種機器人不是軍用機器人。（ ） A.“紅隼”無人機 B.美國的“大狗”機器人 C.索尼公司的AIBO機器狗 D.“土撥鼠” 答案：C 題型:單選題（6）機器人重要理論1942年，美國科幻巨匠阿西莫夫在的科幻小說中提出“機器人三大定律”：1.機器人不應傷害人類；2.機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；3.機器人應能保護自己，與前兩條條相抵觸者除外。這是給機器人賦予的倫理性綱領(lǐng)。機器人學術(shù)界一直將這三原則作為機器人開發(fā)的準則。真題：機器人三定律由誰提出？A. 美國科幻家艾薩克阿西莫夫 B. 喬治德沃爾C. 意大利作家卡洛洛倫齊尼 D. 捷克劇作家卡爾恰佩克答案:A 題型:單選題1969年 日本的機器人專家森昌弘出了