信息技術(shù)與智能機器人

信息技術(shù)與智能機器人北京東城區(qū)教育信息網(wǎng)絡中心盧燕林“機器人走進現(xiàn)代生活”“機器人”是二十世紀人類的偉大發(fā)明之一一、“機器人”簡介1.機器人一詞的由來1920年捷克斯洛伐克劇作家卡雷爾·查培克（Karal·Capak，1890-1938）創(chuàng)作了寓言劇劇本《羅莎姆萬能機器人公司》。書中有這樣的情節(jié)：“未來的某時，某島嶼上的羅莎姆公司大量地制造出了外貌像人的‘人造人’——Robota。從秘書到勞役，它們都能與人共事，為人服務?！痹谶@里，“人造人”第一次有了自己的名字：“Robota”。援引這個捷克語的讀音，英、法、意文均寫作：“Robot”，我國將它意譯為“機器人”。2.機器人的外形

現(xiàn)在的機器人可謂千姿百態(tài)，有的“有手無頭”，有的“三頭六臂”，與人類細膩的皮膚、精致的五官相比，簡直就是其貌不揚。人們總是認為，或總是希望，機器人要有與人類相似的外貌現(xiàn)在無法斷定人類的這一理想能否實現(xiàn)，但從機器人的產(chǎn)生和功能來看，無論它們的樣子如何，它們都是為了工作需要誕生的，都是忠實、勤奮的勞動者。。當然，并不是各種各樣的機械都是機器人真正意義的機器人應該是一個具有一定智能的計算機控制系統(tǒng)，它是人制造的一種高級工具，是按照人類的某種方式進行工作的一種機器。它的外形可以其貌不揚，但關(guān)鍵是它必須適應工作。。

依照人的形體結(jié)構(gòu)制造的機器人。

3.機器人的定義對于機器人的準確定義，至今仍然在被廣泛爭論著。目前，聯(lián)合國標準化組織采納了美國機器人協(xié)會給機器人所下的定義：“一種可編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機；或是為了執(zhí)行不同的任務而具有可改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。”機器人具備的各種能力，也有一整套的評價標準：智能，是指感覺和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學習和邏輯推理等；機能，是指變通性、通用性或空間占有性；物理能，是指機器人本身的力、速度、連續(xù)運行能力以及可靠性、聯(lián)用性、壽命等等。機器人是人人類的朋友友21世紀，在人人的控制下下，在改造造自然、發(fā)發(fā)展生產(chǎn)的的事業(yè)和家家庭生活中中，將會出出現(xiàn)更多更更好的機器器人。會有滅火的的機器人，，它身行敏敏捷，不僅僅在熊熊烈烈火之中來來去自如，，而且不管管哪里冒煙煙、起火，，它都能及及時發(fā)現(xiàn)，，趕到現(xiàn)場場，將火災災隱患消滅滅。會有檢修汽汽車的機器器人，只要要把車擺上上檢修臺，，它用眼一一掃，耳朵朵一聽，立立即就會查查出毛病的的部位和原原因，進行行修理，只只需幾分鐘鐘。會有守邊防防機器人，，24小時連續(xù)值值勤，萬無無一失。不不管白天、、黑夜、風風雨、冰雪雪天氣，一一有敵情，，它就能馬馬上采取措措施，封鎖鎖邊境線。。同時通知知空中、地地面報警系系統(tǒng)，監(jiān)視視敵人行動動，使任何何人也不能能越境一步步。還會有海洋洋開發(fā)機器器人，它們們能潛入海海中勘察、、取樣、化化驗，很快快制定出開開發(fā)方案，，有條不紊紊地下海作作業(yè)，把海海底的寶藏藏獻給人類類。未來的機器器人機器人探秘秘埃及金字字塔考古學者為為實施金字字塔探險項項目，美國國方面為此此出資特別別研制了一一臺微型鐵鐵臂機器人人，并正式式命名為：：“金字塔塔漫游者””?！敖鹱炙握摺钡牡那吧硎恰啊埃埂ぃ保保薄笔录蠛笤诩~約世世貿(mào)廢墟搜搜尋幸存者者過程中大大顯神通的的“蛇形機機器人”。。經(jīng)過改良良后，“金金字塔漫游游者”體態(tài)態(tài)更為輕盈盈，行動和和操作非常常靈活。它它的總重量量只有２．．７千克，，長寬大約約各為１２２厘米，高高度可自動動調(diào)節(jié)，最最高高度在在３０厘米米左右。每分鐘行走走９１４厘厘米

10月28日上午，一個全身銀色、有著漂亮大眼睛的智能機器人出現(xiàn)在王府井東方廣場的索尼探夢館里，它操著不太流利的漢語扭著身子向觀眾問好，引起了一陣照相機閃光燈的騷動。這個名叫SDR-4X的機器人是索尼公司開發(fā)的目前世界上最先進的智能機器人，是索尼為了“索尼科技周”而特地從東京派來的。它屬于高智能的娛樂機器人，裝置著各種感應系統(tǒng)，感情豐富，能跟人類進行各種交流，同時可以通過記憶和學習不斷成長。此外它的特殊天賦能夠完成各種高難度動作，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與人類做伴，而目前則主要被用于科研。

世界上最先進的智能機器人亮相京城未來的機器器人大家族族1.機器人會越越來越小在21世紀，將會會有可以進進入人體血血液循環(huán)系系統(tǒng)的功能能齊全的醫(yī)醫(yī)用微型機機器人，能能進入工業(yè)業(yè)上的小管管道甚或裂裂縫，進行行檢測與維維護的工業(yè)業(yè)用微型機機器人，以以及各種微微型傳感器器、微型機機電產(chǎn)品，，如掌上電電視等。在在軍事上，，將有小如如蝴蝶的飛飛行器，用用于偵察敵敵情；裝有有自動駕駛駛系統(tǒng)，能能在海底航航行數(shù)年的的微型潛艇艇……微型車旁邊邊的東西是是什么嗎？？那是我們們常見的幾幾粒大米2.機器人人會越來越越聰明現(xiàn)在的智能能機器人，，它的智力力最高也只只相當于兩兩三歲幼兒兒的智力水水平。在21世紀，高智智能的機器器人將越來來越多，其其智力水平平也一定會會不斷提高高，慢慢地地達到七、、八歲、十十幾歲少年年甚至青年年人的智力力水平。20世紀90年代后期，，為促進智智能機器人人的發(fā)展，，日本、韓韓國等國家家相繼發(fā)起起舉行機器器人足球世世界杯賽，，并成立了了相應的協(xié)協(xié)會。機器器人足球賽賽涉及機器器人的動作作協(xié)調(diào)、系系統(tǒng)控制等等前沿的課課題。可以以說，每一一場機器人人足球賽實實際上都是是世界各國國機器人發(fā)發(fā)展水平的的一場較量量。智能機器人人活動和比比賽（1））智能能機機器器人人活活動動和和比比賽賽（（2））智能能機機器器人人活活動動和和比比賽賽（（3））智能能機機器器人人活活動動和和比比賽賽（（4））智能能機機器器人人活活動動和和比比賽賽（（5））智能能機機器器人人活活動動和和比比賽賽（（6））智能能機機器器人人活活動動和和比比賽賽（（7））通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人一通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的組組成成1．．通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人簡簡介介通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人(如如圖圖所所示示））是是針針對對計計算算機機基基本本語語言言教教學學和和計計算算機機科科普普活活動動而而設設計計開開發(fā)發(fā)的的,機機器器人人的的主主板板可可以以安安裝裝在在履履帶帶，，雙雙輪輪或或四四輪輪驅(qū)驅(qū)動動的的運運動動模模型型上上，，有有很很強強的的移移動動能能力力；；有有輸輸入入輸輸出出端端口口，，可可外外接接多多種種模模塊塊，，進進行行行行走走，，躲躲避避障障礙礙物物,奏奏樂樂等等功功能能。。還還可可以以根根據(jù)據(jù)不不同同的的要要求求，，增增加加新新的的模模塊塊，，具具有有開開放放性性和和擴擴展展功功能能，，能能培培養(yǎng)養(yǎng)學學生生的的動動手手動動腦腦能能力力。。通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人2．．通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人的的組組成成通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人3．．通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人由由以以下下幾幾部部分分組組成成。。⑴通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人主主板板通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人主主板板是是通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人的的主主要要部部件件，，與與計計算算機機的的主主板板類類似似。。我我們們通通過過計計算算機機發(fā)發(fā)出出的的指指令令傳傳送送給給CPU，，驅(qū)驅(qū)動動輸輸入入輸輸出出端端口口，，完完成成不不同同的的功功能能，，如如車車輛輛運運動動、、發(fā)發(fā)音音、、躲躲避避障障礙礙物物等等等等。。通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人主主板板機器器人人主主板板通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人⑵通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人的的傳傳動動部部件件通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人的的驅(qū)驅(qū)動動部部分分可可以以采采用用履履帶帶、、雙雙輪輪或或四四輪輪驅(qū)驅(qū)動動，，如如圖圖所所示示。。你你也也可可以以將將家家中中閑閑置置的的遙遙控控車車改改裝裝，，作作為為機機器器人人的的傳傳動動部部件件，，創(chuàng)創(chuàng)作作屬屬于于你你個個人人的的機機器器人人。。通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人的的傳傳動動部部件件通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人⑶通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人的的動動力力能能源源為為了了節(jié)節(jié)省省資資源源通通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人采采用用的的是是可可充充電電電電池池，，機機器器人人所所需需要要的的一一切切電電能能均均是是由由它它提提供供的的，，其其充充電電方方式式和和性性能能指指標標如如圖圖所所示示。。通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人(4)通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人的的特特殊殊端端口口細心心的的你你可可能能發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)了了機機身身上上點點綴綴的的一一個個個個小小銀銀環(huán)環(huán)，，它它們們是是干干什什么么用用的的呢呢？？請請看看下下圖圖通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人⑸模模塊塊部部分分通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人基基本本模模塊塊部部件件有有：：運運動動控控制制模模塊塊、、避避障障模模塊塊、、奏奏樂樂模模塊塊、光電電模模塊塊等等避障障模模塊塊光電電模模塊塊通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人的的其其它它部部件件有有：：喇喇叭叭、、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)連連接接線線、、電電源源。。數(shù)據(jù)據(jù)連連接接線線通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人機器器人人側(cè)側(cè)面面避避障障模模塊塊機器器人人前前方方避避障障模模塊塊通用用ROBOT-ⅡⅡ型型教教學學用用機機器器人人二、通通用用ROBOT-II型教教學用用機器器人的的組裝裝組裝通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教學用用機器器人的的操作作步驟驟如下下：1．將將通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教學用用機器器人主主板用用螺絲絲固定定在運運動模模型的的內(nèi)部部，把把喇叭2.組裝過程中，你可能發(fā)現(xiàn)，通用ROBOT-Ⅱ型教學用機器人上預留幾個接口（如圖1所示），這些接口有什么用途呢？這些接口作為輸入輸出端口，可以外接一些模塊，通用ROBOT-Ⅱ型型教教學用用機器器人通用ROBOT-II型型教學學用機機器人人主板板接口口示意意圖備注：：■為為電源源（+）▲為為I/O（數(shù)據(jù)據(jù)口））●為電源源地（（-）通用ROBOT-Ⅱ型型教教學用用機器器人三、通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教學用用機器器人的的運行行環(huán)境境1．硬硬件環(huán)環(huán)境通用ROBOT-II型型教學學用機機器人人是通通過PC機機進行行程序序設計計，然然后下下裝到到機器器人主主板上上，由由主板板CPU自自主運運行程程序，，即機機器人人可以以脫離離計算算機獨獨立工工作。。你需需要有有一臺臺386以以上的的計算算機，，并將將隨機機的電電纜線線25芯插插頭插插到計計算機機的打打印機機接口口。2．軟軟件環(huán)環(huán)境通用ROBOT-ⅡⅡ型教教學用用機器器人可可運行行在裝裝有MSDOS操作作系統(tǒng)統(tǒng)的各各類型型計算算機上上，如如果你你的計計算機機沒有有DOS操操作系系統(tǒng)，，你可可以使使用隨隨機的的軟盤盤啟動動，然然后將將隨機機軟盤盤上的的“TYBASIC.EXE”文文件拷拷貝到到計算算機硬硬盤的的適當當目錄錄，然然后在在硬盤盤運行行程序序。通用ROBOT-Ⅱ型型教教學用用機器器人四、通通用用ROBOT-Ⅱ型型教學學用機機器人人的功功能模模塊1．通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教學用用機器器人所所實現(xiàn)現(xiàn)的功功能主主要有有：““運動動控制制模塊塊”、、“自自動避避障模模塊””、““發(fā)發(fā)音模模塊””，““光電電控制制模塊塊，““滅火模模塊””，另外，，還附附加一一些參參數(shù)設設置。。2．每每個功功能模模塊的的功能能介紹紹：通用ROBOT-Ⅱ型型教教學用用機器器人運動控控制模模塊：在此功功能模模塊中中。可可以通通過程程序直直接向向通用用ROBOT-Ⅱ型型教學學用機機器人人發(fā)出出“運運動命命令””既前前進，，后退退，左左轉(zhuǎn)，，右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，停停止幾幾個簡簡單的的命令令。本本模塊塊直接接嵌入入主板板上，，即主主板的的初始始功能能。自動避避障模模塊：：當避障障開始始時，，通用用ROBOT-Ⅱ型型教學學用機機器人人可通通過““紅外外發(fā)射射與接接收器器”來來判斷斷前方方、左左面、、右面面是否否有障障礙物物。你可以以通過過編寫寫程序序，對對障礙礙物的的不同同位置置來做做出不不同反反映。。譬如如在通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教學用用機器器人左左前方方有一一障礙礙物。。當障障礙物物達到到通用用ROBOT-Ⅱ型型教學學用機機器人人的““判斷斷范圍圍”時時。通通用ROBOT-ⅡⅡ型教教學用用機器器人便便自動動做出出反映映，向向右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)并避避開障障礙物物光電模模塊：：光電模模塊采采用了了窗口口比較較技術(shù)術(shù)和輔輔助光光源技技術(shù)，，對環(huán)環(huán)境光光的變變化有有較好好的抑抑制作作用。。其工工作原原理是是：當當兩個個光敏敏電阻阻接受受的光光強接接近時時，兩兩個輸輸出端端均呈呈現(xiàn)高高電平平。當當其光光強差差超過過一定定數(shù)值值時，，較亮亮的一一側(cè)將將輸出出低電電平。。通過過高低低電平平的判判斷，，利用用程序序可以以讓機機器人人做出出相應應的反反應。。發(fā)音模模塊從功能能上來來講,主要要為發(fā)發(fā)音。。本模模塊已已經(jīng)編編制好好了0-127共128個地地址來來存儲儲從低低音到到高音音的多多個音音階【說明明】⑴本本模塊塊已集集成在在主板板的PIN8端端口