35信息技術(shù)基礎(chǔ)

1、智能處理“機(jī)器人人走進(jìn)現(xiàn)現(xiàn)代生活活”“機(jī)器人人”是二二十世紀(jì)紀(jì)人類的的偉大發(fā)發(fā)明之一一一、“機(jī)機(jī)器人”簡(jiǎn)介1.機(jī)器人一一詞的由由來(lái)1920年捷克斯斯洛伐克克劇作家家卡雷爾爾查培克（KaralCapak，1890-1938）創(chuàng)作了寓寓言劇劇劇本羅莎姆萬(wàn)萬(wàn)能機(jī)器器人公司司。書(shū)中有有這樣的的情節(jié)：“未來(lái)來(lái)的某時(shí)時(shí)，某島島嶼上的的羅莎姆姆公司大大量地制制造出了了外貌像像人的人造人人Robota。從秘書(shū)到到勞役，它們都都能與人人共事，為人服服務(wù)?！痹谶@里里，“人人造人”第一次次有了自自己的名名字：“Robota”。援引這個(gè)個(gè)捷克語(yǔ)語(yǔ)的讀音音，英、法、意意文均寫(xiě)寫(xiě)作：“Robot”，我國(guó)將它它意譯為為“機(jī)

2、器器人”。2.機(jī)器人的的外形現(xiàn)在的機(jī)機(jī)器人可可謂千姿姿百態(tài)，有的“有手無(wú)無(wú)頭”，有的“三頭六六臂”，與人類類細(xì)膩的的皮膚、精致的的五官相相比，簡(jiǎn)簡(jiǎn)直就是是其貌不不揚(yáng)。人們總是是認(rèn)為，或總是是希望，機(jī)器人人要有與與人類相相似的外外貌現(xiàn)在在無(wú)法斷斷定人類類的這一一理想能能否實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，但從從機(jī)器人人的產(chǎn)生生和功能能來(lái)看，無(wú)論它它們的樣樣子如何何，它們們都是為為了工作作需要誕誕生的，都是忠忠實(shí)、勤勤奮的勞勞動(dòng)者。當(dāng)然，并并不是各各種各樣樣的機(jī)械械都是機(jī)機(jī)器人真真正意義義的機(jī)器人應(yīng)應(yīng)該是一一個(gè)具有有一定智智能的計(jì)計(jì)算機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)，它是人人制造的的一種高高級(jí)工具具，是按按照人類類的某種種方式進(jìn)進(jìn)行工作作的

3、一種種機(jī)器。它的外外形可以以其貌不不揚(yáng)，但但關(guān)鍵是是它必須須適應(yīng)工工作。依照人的的形體結(jié)結(jié)構(gòu)制造造的機(jī)器器人。3.機(jī)器人的的定義對(duì)于機(jī)器器人的準(zhǔn)準(zhǔn)確定義義，至今今仍然在在被廣泛泛爭(zhēng)論著著。目前前，聯(lián)合合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化組織織采納了了美國(guó)機(jī)機(jī)器人協(xié)協(xié)會(huì)給機(jī)機(jī)器人所所下的定定義：“一種可可編程和和多功能能的，用用來(lái)搬運(yùn)運(yùn)材料、零件、工具的的操作機(jī)機(jī)；或是是為了執(zhí)執(zhí)行不同同的任務(wù)務(wù)而具有有可改變變和可編編程動(dòng)作作的專門(mén)門(mén)系統(tǒng)?！睓C(jī)器人具具備的各各種能力力，也有有一整套套的評(píng)價(jià)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：智能，是指感覺(jué)覺(jué)和感知知，包括括記憶、運(yùn)算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習(xí)和和邏輯推推理等；機(jī)能，是指變通通性、通通用性或或空

4、間占占有性；物理能，是指機(jī)器器人本身身的力、速度、連續(xù)運(yùn)運(yùn)行能力力以及可可靠性、聯(lián)用性性、壽命命等等。機(jī)器人是是人類的的朋友21世紀(jì)，在在人的控控制下，在改造造自然、發(fā)展生生產(chǎn)的事事業(yè)和家家庭生活活中，將將會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)更多更更好的機(jī)機(jī)器人。會(huì)有滅火火的機(jī)器器人，它它身行敏敏捷，不不僅在熊熊熊烈火火之中來(lái)來(lái)去自如如，而且且不管哪哪里冒煙煙、起火火，它都都能及時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)，趕到現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)，將將火災(zāi)隱隱患消滅滅。會(huì)有檢修修汽車的的機(jī)器人人，只要要把車擺擺上檢修修臺(tái)，它它用眼一一掃，耳耳朵一聽(tīng)聽(tīng)，立即即就會(huì)查查出毛病病的部位位和原因因，進(jìn)行行修理，只需幾幾分鐘。會(huì)有守邊邊防機(jī)器器人，24小時(shí)連續(xù)續(xù)值勤，萬(wàn)無(wú)一一失

5、。不不管白天天、黑夜夜、風(fēng)雨雨、冰雪雪天氣，一有敵敵情，它它就能馬馬上采取取措施，封鎖邊邊境線。同時(shí)通通知空中中、地面面報(bào)警系系統(tǒng)，監(jiān)監(jiān)視敵人人行動(dòng)，使任何何人也不不能越境境一步。還會(huì)有海海洋開(kāi)發(fā)發(fā)機(jī)器人人，它們們能潛入入海中勘勘察、取取樣、化化驗(yàn)，很很快制定定出開(kāi)發(fā)發(fā)方案，有條不不紊地下下海作業(yè)業(yè)，把海海底的寶寶藏獻(xiàn)給給人類。未來(lái)的機(jī)機(jī)器人機(jī)器人探探秘埃及及金字塔塔考古學(xué)者者為實(shí)施施金字塔塔探險(xiǎn)項(xiàng)項(xiàng)目，美美國(guó)方面面為此出出資特別別研制了了一臺(tái)微微型鐵臂臂機(jī)器人人，并正正式命名名為：“金字塔塔漫游者者”?！敖鹱炙握哒摺钡那扒吧硎恰啊笔率录笤谠诩~約世世貿(mào)廢墟墟搜尋幸幸存者過(guò)過(guò)程中大大顯神

6、通通的“蛇蛇形機(jī)器器人”。經(jīng)過(guò)改改良后，“金字字塔漫游游者”體體態(tài)更為為輕盈，行動(dòng)和和操作非非常靈活活。它的的總重量量只有千千克，長(zhǎng)長(zhǎng)寬大約約各為厘米米，高度度可自動(dòng)動(dòng)調(diào)節(jié)，最高高高度在厘米米左右。每分鐘行行走厘米米10月28日上午，一個(gè)全身銀色、有著漂亮大眼睛的智能機(jī)器人出現(xiàn)在王府井東方廣場(chǎng)的索尼探夢(mèng)館里，它操著不太流利的漢語(yǔ)扭著身子向觀眾問(wèn)好，引起了一陣照相機(jī)閃光燈的騷動(dòng)。這個(gè)名叫SDR-4X的機(jī)器人是索尼公司開(kāi)發(fā)的目前世界上最先進(jìn)的智能機(jī)器人，是索尼為了“索尼科技周”而特地從東京派來(lái)的。它屬于高智能的娛樂(lè)機(jī)器人，裝置著各種感應(yīng)系統(tǒng)，感情豐富，能跟人類進(jìn)行各種交流，同時(shí)可以通過(guò)記憶和學(xué)習(xí)不

7、斷成長(zhǎng)。此外它的特殊天賦能夠完成各種高難度動(dòng)作，真可謂是能歌善舞。據(jù)工作人員介紹，它的主要功能是用來(lái)與人類做伴，而目前則主要被用于科研。 世界上最先進(jìn)的智能機(jī)器人亮相京城未來(lái)的機(jī)機(jī)器人大大家族1.機(jī)器人會(huì)會(huì)越來(lái)越越小在21世紀(jì)，將將會(huì)有可可以進(jìn)入入人體血血液循環(huán)環(huán)系統(tǒng)的的功能齊齊全的醫(yī)醫(yī)用微型型機(jī)器人人，能進(jìn)進(jìn)入工業(yè)業(yè)上的小小管道甚甚或裂縫縫，進(jìn)行行檢測(cè)與與維護(hù)的的工業(yè)用用微型機(jī)機(jī)器人，以及各各種微型型傳感器器、微型型機(jī)電產(chǎn)產(chǎn)品，如如掌上電電視等。在軍事事上，將將有小如如蝴蝶的的飛行器器，用于于偵察敵敵情；裝裝有自動(dòng)動(dòng)駕駛系系統(tǒng)，能能在海底底航行數(shù)數(shù)年的微微型潛艇艇微型車旁旁邊的東東西是什什么

8、嗎？那是我我們常見(jiàn)見(jiàn)的幾粒粒大米2.機(jī)器器人會(huì)越越來(lái)越聰聰明現(xiàn)在的智智能機(jī)器器人，它它的智力力最高也也只相當(dāng)當(dāng)于兩三三歲幼兒兒的智力力水平。在21世紀(jì)，高高智能的的機(jī)器人人將越來(lái)來(lái)越多，其智力力水平也也一定會(huì)會(huì)不斷提提高，慢慢慢地達(dá)達(dá)到七、八歲、十幾歲歲少年甚甚至青年年人的智智力水平平。20世紀(jì)90年代后期期，為促促進(jìn)智能能機(jī)器人人的發(fā)展展，日本本、韓國(guó)國(guó)等國(guó)家家相繼發(fā)發(fā)起舉行行機(jī)器人人足球世世界杯賽賽，并成成立了相相應(yīng)的協(xié)協(xié)會(huì)。機(jī)機(jī)器人足足球賽涉涉及機(jī)器器人的動(dòng)動(dòng)作協(xié)調(diào)調(diào)、系統(tǒng)統(tǒng)控制等等前沿的的課題。可以說(shuō)說(shuō)，每一一場(chǎng)機(jī)器器人足球球賽實(shí)際際上都是是世界各各國(guó)機(jī)器器人發(fā)展展水平的的一場(chǎng)較較量。

9、智能機(jī)器器人活動(dòng)動(dòng)和比賽賽（1）智能機(jī)器器人活動(dòng)動(dòng)和比賽賽（2）智能機(jī)器器人活動(dòng)動(dòng)和比賽賽（3）智能機(jī)器器人活動(dòng)動(dòng)和比賽賽（4）智能機(jī)器器人活動(dòng)動(dòng)和比賽賽（5）智能機(jī)器器人活動(dòng)動(dòng)和比賽賽（6）智能機(jī)器器人活動(dòng)動(dòng)和比賽賽（7）通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人一 通用用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人結(jié)構(gòu)的的組成1通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人簡(jiǎn)介通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人(如圖所示示）是針針對(duì)計(jì)算算機(jī)基本本語(yǔ)言教教學(xué)和計(jì)計(jì)算機(jī)科科普活動(dòng)動(dòng)而設(shè)計(jì)計(jì)開(kāi)發(fā)的的,機(jī)器人的的主板可可以安裝裝在履帶帶，雙輪輪或四輪輪驅(qū)動(dòng)的的運(yùn)動(dòng)模模型上，有很強(qiáng)強(qiáng)的移動(dòng)動(dòng)能力；有輸入入輸出端端口，可可外接多多種模

10、塊塊，進(jìn)行行行走，躲避障障礙物,奏樂(lè)等功功能。還還可以根根據(jù)不同同的要求求，增加加新的模模塊，具具有開(kāi)放放性和擴(kuò)擴(kuò)展功能能，能培培養(yǎng)學(xué)生生的動(dòng)手手動(dòng)腦能能力。通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人2通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的組成成通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人3通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人由以下下幾部分分組成。 通用用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人主板通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人主板是是通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的主要要部件，與計(jì)算算機(jī)的主主板類似似。我們們通過(guò)計(jì)

11、計(jì)算機(jī)發(fā)發(fā)出的指指令傳送送給CPU，驅(qū)動(dòng)輸入入輸出端端口，完完成不同同的功能能，如車車輛運(yùn)動(dòng)動(dòng)、發(fā)音音、躲避避障礙物物等等。通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人主板機(jī)器人主主板通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人 通用用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的傳動(dòng)動(dòng)部件通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的驅(qū)動(dòng)動(dòng)部分可可以采用用履帶、雙輪或或四輪驅(qū)驅(qū)動(dòng)，如如圖所示示。你也也可以將將家中閑閑置的遙遙控車改改裝，作作為機(jī)器器人的傳傳動(dòng)部件件，創(chuàng)作作屬于你你個(gè)人的的機(jī)器人人。通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的傳動(dòng)動(dòng)部件通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人 通用用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的動(dòng)力力能源為了節(jié)省省

12、資源通通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人采用的的是可充充電電池池，機(jī)器器人所需需要的一一切電能能均是由由它提供供的，其其充電方方式和性性能指標(biāo)標(biāo)如圖所所示。通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人(4)通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的特殊殊端口細(xì)心的你你可能發(fā)發(fā)現(xiàn)了機(jī)機(jī)身上點(diǎn)點(diǎn)綴的一一個(gè)個(gè)小小銀環(huán)，它們是是干什么么用的呢呢？請(qǐng)看看下圖通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人 模塊塊部分通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人基本模模塊部件件有：運(yùn)運(yùn)動(dòng)控制制模塊、避障模模塊、奏奏樂(lè)模塊塊、光電模塊塊等避障模塊塊光電模塊塊通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的其它它部件有有：喇叭

13、叭、數(shù)據(jù)據(jù)連接線線、電源源。數(shù)據(jù)連接接線通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人機(jī)器人側(cè)側(cè)面避障障模塊機(jī)器人前前方避障障模塊通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人二、通通用ROBOT-II型教學(xué)用用機(jī)器人人的組裝裝組裝通用用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的操作作步驟如如下：1 將通通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人主板用用螺絲固固定在運(yùn)運(yùn)動(dòng)模型型的內(nèi)部部，把喇喇叭固定定在運(yùn)動(dòng)動(dòng)模型上上，并把把電機(jī)線線和喇叭叭線從主主板兩側(cè)側(cè)引出，并連接接好。2.組裝過(guò)程程中，你你可能發(fā)發(fā)現(xiàn)，通通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人上預(yù)留留幾個(gè)接接口（如如圖1所示），這些接接口有什什么用途途呢？這這些接口口作為輸輸入輸出出端

14、口，可以外外接一些些模塊，通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人 通用ROBOT-II型教學(xué)用用機(jī)器人人主板接接口示意意圖備注： 為電電源（+） 為I/O（數(shù)據(jù)口）為電源地地（-） 通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人三、通用用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的運(yùn)行行環(huán)境1硬硬件環(huán)境境通用ROBOT-II型教學(xué)用用機(jī)器人人是通過(guò)過(guò)PC機(jī)進(jìn)行程程序設(shè)計(jì)計(jì)，然后后下裝到到機(jī)器人人主板上上，由主主板CPU自主運(yùn)行行程序，即機(jī)器器人可以以脫離計(jì)計(jì)算機(jī)獨(dú)獨(dú)立工作作。你需需要有一一臺(tái)386以上的計(jì)計(jì)算機(jī)，并將隨隨機(jī)的電電纜線25芯插頭插插到計(jì)算算機(jī)的打打印機(jī)接接口。2軟件環(huán)環(huán)境通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人可

15、運(yùn)行行在裝有有MSDOS操作系統(tǒng)統(tǒng)的各類類型計(jì)算算機(jī)上，如果你你的計(jì)算算機(jī)沒(méi)有有DOS操作系統(tǒng)統(tǒng)，你可可以使用用隨機(jī)的的軟盤(pán)啟啟動(dòng)，然然后將隨隨機(jī)軟盤(pán)盤(pán)上的“TYBASIC.EXE”文件拷貝貝到計(jì)算算機(jī)硬盤(pán)盤(pán)的適當(dāng)當(dāng)目錄，然后在在硬盤(pán)運(yùn)運(yùn)行程序序。通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人四、通通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的功能能模塊1通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人所實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的功能能主要有有：“運(yùn)運(yùn)動(dòng)控制制模塊”、“自自動(dòng)避障障模塊”、“發(fā)音模模塊”，“光電電控制模模塊，“滅火模塊塊”，另外，還還附加一一些參數(shù)數(shù)設(shè)置。2每個(gè)功功能模塊塊的功能能介紹：通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人運(yùn)動(dòng)控制制

16、模塊：在此功能能模塊中中。可以以通過(guò)程程序直接接向通用用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人發(fā)出“運(yùn)動(dòng)命命令”既既前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，停止幾幾個(gè)簡(jiǎn)單單的命令令。本模模塊直接接嵌入主主板上，即主板板的初始始功能。自動(dòng)避障障模塊：當(dāng)避障開(kāi)開(kāi)始時(shí)，通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人可通過(guò)過(guò)“紅外外發(fā)射與與接收器器”來(lái)判判斷前方方、左面面、右面面是否有有障礙物物。你可以通通過(guò)編寫(xiě)寫(xiě)程序，對(duì)障礙礙物的不不同位置置來(lái)做出出不同反反映。譬譬如在通通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人左前方方有一障障礙物。當(dāng)障礙礙物達(dá)到到通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人的“判判斷范圍圍”時(shí)。通用ROBOT-型教學(xué)用用機(jī)器人人便自

17、動(dòng)動(dòng)做出反反映，向向右轉(zhuǎn)并并避開(kāi)障障礙物光電模塊塊：光電模塊塊采用了了窗口比比較技術(shù)術(shù)和輔助助光源技技術(shù)，對(duì)對(duì)環(huán)境光光的變化化有較好好的抑制制作用。其工作作原理是是：當(dāng)兩兩個(gè)光敏敏電阻接接受的光光強(qiáng)接近近時(shí)，兩兩個(gè)輸出出端均呈呈現(xiàn)高電電平。當(dāng)當(dāng)其光強(qiáng)強(qiáng)差超過(guò)過(guò)一定數(shù)數(shù)值時(shí)，較亮的的一側(cè)將將輸出低低電平。通過(guò)高高低電平平的判斷斷，利用用程序可可以讓機(jī)機(jī)器人做做出相應(yīng)應(yīng)的反應(yīng)應(yīng)。發(fā)音模塊塊從功能上上來(lái)講,主要為發(fā)發(fā)音。本本模塊已已經(jīng)編制制好了0-127共128個(gè)地址來(lái)來(lái)存儲(chǔ)從從低音到到高音的的多個(gè)音音階【說(shuō)明】本模塊已已集成在在主板的的PIN8端口。pin=0-15（本機(jī)器人人定義為為8）。val

18、=0-127（0為休止符符，1-127分別發(fā)出出127種頻率的的聲音）。 低音音1-7近似值：83，87，91，94，97，101，105中音1-7近似值：106，108，109，111，113，115，116高音1-7近似值：117，118，119，120，121，122，123 timer:時(shí)間值：1約為1.3毫秒發(fā)音模塊塊已經(jīng)固化化在主板板上。滅火模塊塊滅火模塊塊是模擬擬日常生生活中機(jī)機(jī)器人進(jìn)進(jìn)行救火火而研制制開(kāi)發(fā)的的，它通通過(guò)紅外外光電三三極管接接收火源源信號(hào)，通過(guò)程程序來(lái)驅(qū)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇扇進(jìn)行滅滅火，此此模塊對(duì)對(duì)鍛煉邏邏輯思維維能力有有很大幫幫助。你你可以讓讓機(jī)器人人完全按按照你的的思路進(jìn)進(jìn)行滅火火救援行行動(dòng)，當(dāng)當(dāng)然在實(shí)實(shí)際過(guò)程程中，你你必須考考慮各種種有