優(yōu)質(zhì)課一等獎初中綜合實踐活動《開源機器人初體驗》

機器人初體驗

什么是機器人？機器人的用途機器人三法則機器人是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(wù)而具有可改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。系統(tǒng)是泛指由一群有關(guān)連的個體組成，根據(jù)預(yù)先編排好的規(guī)則工作，能完成個別元件不能單獨完成的工作的群體。例如我們的經(jīng)常見到的洗衣機它就是一部由多個部分和元件組成的實現(xiàn)衣物洗滌工作的系統(tǒng)。那么現(xiàn)在最先進最豪華的全自動洗衣機不叫洗衣機器人最主要的原因是系統(tǒng)任務(wù)的單一性，如果這個洗衣機還能自己主動收集并分辨衣服什么時候該洗或者是洗好曬好的衣服折好后放到指定地點的話，它就具備智能機器人的雛形了，可以稱之為洗衣機器人。什么是機器人機器人按用途分可分為以下幾大類軍用機器人空間機器人工業(yè)機器人民用機器人機器人的用途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。拆彈專家無人機軍用機器人機器人技術(shù)最先用于空間探索。最近登錄火星的機器人“好奇”號便是最先進的空間機器人。這是處理器，好奇的大腦空間機器人最常見的焊接機器人搬運機器人工業(yè)機器人主要用于教育和娛樂醫(yī)療用納米機器人主要用于心腦血管手術(shù)。民用機器人第一代機器人可追溯到20世紀七十年代，那時的機器人是由固定的、非程序控制的、無感應(yīng)器的機電設(shè)備構(gòu)成。第二代機器人誕生于20世紀80年代，內(nèi)置了感應(yīng)器和可編程控制器。第三代機器人囊括自20世紀90年代到迄今為止發(fā)明的所有機器人。機器人按發(fā)展時間分類

機器人與電腦的區(qū)別什么是物聯(lián)網(wǎng)?物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的.物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“TheInternetofthings”,顧名思義,簡而言之,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”.這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通訊.嚴格而言,物聯(lián)網(wǎng)的定義是:通過射頻識別(RFID),紅外感應(yīng)器,全球定位系統(tǒng),激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別,定位,跟蹤,監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)第一法則機器人不得傷害人類，或袖手旁觀坐視人類受到傷害；第二法則除非違背第一法則，機器人必須服從人類的命令；第三法則在不違背第一及第二法則下，機器人必須保護自己。但在1985年，《機器人與帝國》這本書中，艾西莫夫?qū)⑷蠓▌t擴張為四大法則：第零法則機器人不得傷害人類整體，或袖手旁觀坐視人類整體受到傷害；第一法則除非違背第零法則，機器人不得傷害人類，或袖手旁觀坐視人類受到傷害；第二法則除非違背第零或第一法則，機器人必須服從人類的命令；第三法則在不違背第零至第二法則下，機器人必須保護自己。機器人三法則1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅薩姆的機器人萬能公司》中，根據(jù)Robota(捷克文，原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文，原意為“工人”)，創(chuàng)造出“機器人”這個詞。1939年美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個字，甚至可以抽煙，不過離真正干家務(wù)活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。1942年美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說里的創(chuàng)造，但后來成為學(xué)術(shù)界默認的研發(fā)原則。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，因此具有通用性和靈活性。機器人編年史（1）

1956年在達特茅斯會議上，馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法：智能機器“能夠創(chuàng)建周圍環(huán)境的抽象模型，如果遇到問題，能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個定義影響到以后30年智能機器人的研究方向。1959年德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(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。由于英格伯格對工業(yè)機器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為“工業(yè)機器人之父”。1962年美國AMF公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是萬能搬運),與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機器人，并出口到世界各國，掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。1962年——1963年傳感器的應(yīng)用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的傳感器，包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器，托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器，而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺傳感系統(tǒng)，并在1965年，幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺傳感器，能識別并定位積木的機器人系統(tǒng)。機器人編年史（2）1965年約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室研制出Beast機器人。Beast已經(jīng)能通過聲納系統(tǒng)、光電管等裝置，根據(jù)環(huán)境校正自己的位置。20世紀60年代中期開始，美國麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國愛丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器、“有感覺”的機器人，并向人工智能進發(fā)。1968年美國斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機器人Shakey。它帶有視覺傳感器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過控制它的計算機有一個房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺智能機器人，拉開了第三代機器人研發(fā)的序幕。1969年日本早稻田大學(xué)加藤一郎實驗室研發(fā)出第一臺以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力于研究仿人機器人，被譽為“仿人機器人之父”。日本專家一向以研發(fā)仿人機器人和娛樂機器人的技術(shù)見長，后來更進一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。1973年世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作，就誕生了美國CincinnatiMilacron公司的機器人T3。1978年美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人PUMA，這標志著工業(yè)機器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。機器人編年史（3）1984年英格伯格再推機器人Helpmate，這種機器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、送郵件。同年，他還預(yù)言：“我要讓機器人擦地板，做飯，出去幫我洗車，檢查安全”。1998年丹麥樂高公司推出機器人(Mind-storms)套件，讓機器人制造變得跟搭積木一樣，相對簡單又能任意拼裝，使機器人開始走入個人世界。1999年日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO)，當即銷售一空，從此娛樂機器人成為目前機器人邁進普通家庭的途徑之一。2002年美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它