《人工智能應用基礎》 課件-模塊五 智能機器人

BasisofArtificialIntelligenceApplication人工智能應用基礎模塊五智能機器人05你幾歲啦？這個問題太難了，暫時我還不太會，你可以問問別的問題呢。本次任務將利用百度預置問答技能，完成百科知識等場景的問答交流。機器人完成體力勞動已經(jīng)很常見任務五：智能應用開發(fā)網(wǎng)絡通信正常已安裝Anaconda集成環(huán)境已注冊百度用戶并安裝SDK1、任務描述創(chuàng)建自己的機器人為機器人添加技能,獲得相應bot_id根據(jù)機器人秘鑰AK、SK,獲取訪問令牌編程調(diào)用機器人技能2、環(huán)境要求3、任務設計本次任務利用百度預置問答技能，完成百科知識等場景的對話交流。效果如下所示。｝任務一請掃碼完成百度平臺注冊1.熟悉智能機器人的概念2.了解工業(yè)機器人及應用3.了解服務機器人及應用4.了解自動駕駛汽車5.能編程實現(xiàn)智能問答6.培養(yǎng)創(chuàng)新意識重點:1.智能機器人的概念2.智能機器人的應用3.開發(fā)智能問答應用難點:1.智能機器人的概念2.智能問答應用實踐知識?技能?素質(zhì)重難點人工智能應用基礎BasisofArtificialIntelligenceApplication1、智能機器人的概念2、工業(yè)機器人及應用3、服務機器人及應用4、自動駕駛汽車5、任務五：智能應答開發(fā)1920年，捷克劇作家卡佩克發(fā)表劇本《羅薩姆的萬能機器人》，創(chuàng)造單詞Robot1940年，科幻作家阿西莫夫發(fā)表《羅比Robbie》，認真思索機器人與人類的關(guān)系1942年，阿西莫夫小說《轉(zhuǎn)圈圈Runaround》，提出機器人三原則1、智能機器人的定義5.1智能機器人的概念2016年深圳高交會上，一臺名為“小胖”的機器人突然發(fā)生故障，在沒有指令的前提下砸壞玻璃，破壞展臺，并導致路人被劃傷。(澎湃新聞)第一條：機器人不得傷害人類，或看到人類受到傷害而袖手旁觀

第二條：機器人必須服從人類的命令，除非這條命令與第一條相矛盾

第三條：機器人必須保護自己，除非這種保護與以上兩條相矛盾

智能機器人是指能夠自主感知環(huán)境、自主邏輯判斷、自主控制執(zhí)行和自主學習的人造的機器或者機械電子裝置。通常認為，感覺要素，反應要素和思考要素是智能機器人的三要素。1、智能機器人的定義5.1智能機器人的概念智能機器人研究的三大核心技術(shù)分別是定位與導航、人機交互及環(huán)境交互，有掃地機器人、陪伴機器人、迎賓機器人、外科手術(shù)機器人等各種形態(tài)。在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、家政、軍事、醫(yī)療等多個領(lǐng)域取得廣泛的應用。智能機器人核心技術(shù)與應用2、智能機器人核心技術(shù)與應用5.1智能機器人的概念清掃采礦送餐防爆搶險對話物流配送APP倉儲搬運外科手術(shù)高空作業(yè)情感交互應用技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)景點導游家政陪伴教育軍用醫(yī)療水下作業(yè)業(yè)務場景核心技術(shù)定位導航自主地圖構(gòu)建運動和導航實時環(huán)境定位傳感器技術(shù)語音識別語義理解人機交互機械臂控制環(huán)境感知環(huán)境交互語音識別語義理解3、智能機器人的分類：應用領(lǐng)域5.1智能機器人的概念工業(yè)機器人服務機器人無人駕駛汽車3、智能機器人的分類：智能程度5.1智能機器人的概念機器人的本體上沒有智能單元，只有執(zhí)行機構(gòu)和感應機構(gòu)，它具有利用視覺、聽覺等傳感信息進行傳感信息處理、實現(xiàn)控制與操作的能力。又稱外部受控機器人。傳感型智能機器人交互型智能機器人機器人通過計算機系統(tǒng)與操作員或程序員進行人－機對話，實現(xiàn)對機器人的控制與操作。具有部分處理和決策功能，能夠獨立實現(xiàn)簡單的避障等功能，但是還要受到外部的控制。自主型智能機器人機器人無需人的干預，能夠在各種環(huán)境下自動完成各項擬人任務。機器人的本體上具有感知、處理、決策、執(zhí)行等模塊，可以就像一個自主的人一樣獨立地活動和處理問題。4、智能機器人的關(guān)鍵技術(shù)5.1智能機器人的概念（1）多傳感器信息融合多傳感器信息融合就是指綜合來自多個傳感器的感知數(shù)據(jù),以產(chǎn)生更可靠、更準確或更全面的信息。經(jīng)過融合的多傳感器系統(tǒng)能夠更加完善、精確地反映檢測對象的特性,消除信息的不確定性,提高信息的可靠性。

融合后的多傳感器信息具有以下特性:冗余性、互補性、實時性和低成本性。（2）導航與定位基于環(huán)境理解的全局定位:通過環(huán)境中景物的理解,識別人為路標或具體的實物,以完成對機器人的定位,為路徑規(guī)劃提供素材;

目標識別和障礙物檢測:實時對障礙物或特定目標進行檢測和識別,提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

安全保護:能對機器人工作環(huán)境中出現(xiàn)的障礙和移動物體作出分析并避免對機器人造成的損傷。

4、智能機器人的關(guān)鍵技術(shù)5.1智能機器人的概念（3）路徑規(guī)劃最優(yōu)路徑規(guī)劃就是依據(jù)某個或某些優(yōu)化準則(如工作代價最小、行走路線最短、行走時間最短等),在機器人工作空間中找到1條從起始狀態(tài)到目標狀態(tài)、可以避開障礙物的最優(yōu)路徑。

（4）機器人視覺視覺系統(tǒng)是自主機器人的重要組成部分,一般由攝像機、圖像采集卡和計算機組成。機器人視覺系統(tǒng)的工作包括圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出和顯示,核心任務是特征提取、圖像分割和圖像辨識。而如何精確高效的處理視覺信息是視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。機器人視覺是其智能化最重要的標志之一,對機器人智能及控制都具有非常重要的意義。4、智能機器人的關(guān)鍵技術(shù)5.1智能機器人的概念（5）智能控制智能控制方法提高了機器人的速度及精度，但是也有其自身的局限性,例如機器人模糊控制中的規(guī)則庫如果很龐大,推理過程的時間就會過長;如果規(guī)則庫很簡單,控制的精確性又會受到限制。

（6）人機接口技術(shù)人機接口技術(shù)是研究如何使人方便自然地與計算機交流。為了實現(xiàn)這一目標,除了最基本的要求機器人控制器有1個友好的、靈活方便的人機界面之外,還要求計算機能夠看懂文字、聽懂語言、說話表達,甚至能夠進行不同語言之間的翻譯,而這些功能的實現(xiàn)又依賴于知識表示方法的研究。因此,研究人機接口技術(shù)既有巨大的應用價值,又有基礎理論意義。5、智能機器人的重點領(lǐng)域5.1智能機器人的概念《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》十大標志性產(chǎn)品工業(yè)機器人領(lǐng)域聚焦智能生產(chǎn)、智能物流，提升可操作性和可維護性,重點發(fā)展弧焊機器人、真空（潔凈）機器人、全自主編程智能工業(yè)機器人、人機協(xié)作機器人、雙臂機器人、重載AGV等6種標志性工業(yè)機器人產(chǎn)品，引導我國工業(yè)機器人向中高端發(fā)展。服務機器人領(lǐng)域重點發(fā)展消防救援機器人、手術(shù)機器人、智能型公共服務機器人、智能護理機器人等4種標志性產(chǎn)品，推進專業(yè)服務機器人實現(xiàn)系列化，個人/家庭服務機器人實現(xiàn)商品化。1、智能機器人的概念2、工業(yè)機器人及應用3、服務機器人及應用4、自動駕駛汽車5、任務五：智能應答開發(fā)1、工業(yè)機器人的定義5.2工業(yè)機器人及應用工業(yè)機器人是一種能自動控制、可重復編程、多功能、多自由度的操作機，能搬運材料、工件或操持工具來完成各種作業(yè)。[國際標準化組織(ISO)]以下哪一種不屬于工業(yè)機器人？2、工業(yè)機器人的特點5.2工業(yè)機器人及應用工業(yè)機器人：可編程①擬人化：在機械結(jié)構(gòu)上類似于人的手臂或者其他組織結(jié)構(gòu)。②通用性：可執(zhí)行不同的作業(yè)任務，動作程序可按需求改變。③獨立性：完整的工業(yè)機器人系統(tǒng)在工作中可以不依賴于人的干預。④智能性：具有不同程度的智能。3、工業(yè)機器人舉例5.2工業(yè)機器人及應用廣泛應用于機械、電子、紡織、卷煙、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)的柔性搬運、傳輸?shù)裙δ?，也用于自動化立體倉庫、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)（以AGV作為活動裝配平臺）；同時可在車站、機場、郵局的物品分撿中作為運輸工具。移動機器人（AGV）是工業(yè)機器人的一種類型，它由計算機控制，具有移動、自動導航、多傳感器控制、網(wǎng)絡交互等功能，4、工業(yè)機器人的未來5.2工業(yè)機器人及應用工業(yè)機器人正向著智能化方向發(fā)展，而智能工業(yè)機器人將成為未來的技術(shù)制高點和經(jīng)濟增長點。近年來，智能機器人越來越多的介入到了人類的生產(chǎn)和生活中，人工智能技術(shù)不僅在西方國家發(fā)展勢頭強勁，在中國的發(fā)展前景也同樣引人注目，業(yè)內(nèi)人士分析表示，中國已然是全球機器人行業(yè)增長最快的市場，國內(nèi)的高增長將使得中國未來兩年內(nèi)超越日本，成為世界上最大的工業(yè)機器人市場。在近段時間里，美國谷歌(Google)公司陸續(xù)收購多家與智能機器人有關(guān)的技術(shù)公司，這引發(fā)了外界的廣泛關(guān)注。該公司是目前世界上最具創(chuàng)新意識和研發(fā)能力的科技公司之一;雖然它最為人所熟知的業(yè)務范圍是搜索、廣告和云計算，但在最近卻重金砸向智能機器人產(chǎn)業(yè)。1、智能機器人的概念2、工業(yè)機器人及應用3、服務機器人及應用4、自動駕駛汽車5、任務五：智能應答開發(fā)1、服務機器人的定義5.3服務機器人及應用服務機器人是一種半自主或全自主工作的機器人，它能完成有益于人類健康的服務工作，但不包括從事生產(chǎn)的設備。一般來說，服務機器人可以分為專業(yè)領(lǐng)域服務機器人和個人/家庭服務機器人。[國際機器人聯(lián)合會]2、服務機器人的應用5.3服務機器人及應用軍事領(lǐng)域

我國山地仿生四足機器人（中國北方工業(yè)公司）履帶式軍用機器人（圖源：百度百科）2、服務機器人的應用5.3服務機器人及應用我國先進的太空機械臂2、服務機器人的應用5.3服務機器人及應用醫(yī)療領(lǐng)域

達芬奇手術(shù)機器人達芬奇縫合葡萄皮2、服務機器人的應用5.3服務機器人及應用家政領(lǐng)域

炒菜洗衣送餐娛樂無所不能1、智能機器人的概念2、工業(yè)機器人及應用3、服務機器人及應用4、自動駕駛汽車5、任務五：智能應答開發(fā)1、自動駕駛汽車的定義5.4自動駕駛汽車

自動駕駛汽車又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。無人駕駛汽車還參與了北京2022年冬奧會火炬接力活動。無人車參與北京冬奧會火炬接力活動利用車載傳感器感知周圍環(huán)境依靠人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，可以不需要任何人類主動的操作，電腦就能自動安全地操作機動車輛。2、自動駕駛汽車的分級5.4自動駕駛汽車對于自動駕駛汽車的分級，目前比較權(quán)威的是美國汽車工程師學會（SAE）提出的自動駕駛分級，共分5級。當前在自動駕駛領(lǐng)域最激進的特斯拉量產(chǎn)車也只能達到接近L3級別的自動駕駛，離真實的L3還有差距。分級等級名稱駕駛操作周邊監(jiān)控支援應用場景L0人工駕駛駕駛員無L1輔助駕駛車輛駕駛員駕駛員限定場景L2部分自動駕駛車輛駕駛員L3條件自動駕駛車輛駕駛員L4高度自動駕駛車輛L5完全自動駕駛車輛所有場景特斯拉量產(chǎn)車水準1、智能機器人的概念2、工業(yè)機器人及應用3、服務機器人及應用4、自動駕駛汽車5、任務五：智能應答開發(fā)任務五：智能應用開發(fā)網(wǎng)絡通信正常已安裝Anaconda集成環(huán)境已注冊百度用戶并安裝SDK1、任務描述創(chuàng)建自己的機器人為機器人添加技能,獲得相應bot_id根據(jù)機器人秘鑰AK、SK,獲取訪問令牌編程調(diào)用機器人技能2、環(huán)境要求3、任務設計本次任務利用百度預置問答技能，完成百科知識等場景的對話交流。效果如下所示。｝任務一請掃碼完成百度平臺注冊用戶自定義技能預置技能任務五：智能應用開發(fā)創(chuàng)建機器人我的問答小聰……小智成語問答笑話智能翻譯智能問答天氣查詢產(chǎn)品知識APIKeySecretKey配置技能bot_idbot_idbot_idbot_idbot_idbot_id……基于AK、SK獲得訪問權(quán)限（令牌），將問題對應技能的bot_id

作為參數(shù)獲得回復令牌+bot_id+問題機器人

Vs技能多對多關(guān)系任務五：智能應用開發(fā)注冊登錄

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進入【智能對話UNIT】場景中點擊【進入UNIT】，注冊成為百度UNIT開發(fā)者。點擊【我的機器人】

【+】創(chuàng)建自己的機器人機器人名稱:小智點擊“創(chuàng)建機器人”創(chuàng)建了機器人小智后續(xù)主要步驟：技能管理：為機器人添加技能，并獲取bot_id發(fā)布上線：獲取AK、SK等信息創(chuàng)建機器人并配置技能4、任務實施①②③⑤任務五：智能應用開發(fā)技能管理：點擊“技能管理”

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