机器人技术基础实验报告4(机器人技术基础实验报告9机器人动力学)
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机器人教育是指通过设计、组装、编程、运行机器人,激发学生学习兴趣、培养学生综合能力。技术融合了机械原理、电子感测器、计算机软硬体及人工智慧等众多先进技术,为学生能力、素质的培养承载着新的使命。
机器人技术综合了多学科的发展成果,代表了高技术的发展前沿,机器人涉及到信息技术的多个领域,它融合了多种先进技术,引入教育机器人的教学将给中国小的信息技术课程增添新的活力,成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。
基本介绍
中文名 :机器人教育 外文名 :STEAM Education 目的 :培养学生综合能力 类型 :科技类综合学科教育 重要性 :提高学生分析问题解决问题的能力 教育类型,重要性,局限性,教育机器人,教育状况,国内机器人,国外机器人,竞赛,国内机器人,国际机器人, 教育类型 机器人的发明、研究及套用实践是以科学研究和社会生产为需求的,进入到教育是其领域的扩大与发展。但是,由于它所涉及知识的广泛性和涉及技术的综合性,这都使得机器人对教育而言具有更多的价值。根据有关机器人教育专家的研究与实践,机器人教育的套用可以分为五种类型。 第一种方式 机器人学科教学(RobotSubjectInstruction,简称RSI) 机器人学科教学,是指把机器人学看成是一门科学,在各级各类教育中,以专门课程的方式,使所有学生普遍掌握关于机器人学的基本知识与基本技能。其教学目标如下。 (1)知识目标:了解机器人软体工程、硬体结构、功能与套用等方面的基本知识。 (2)技能目标:能进行机器人程式设计与编写,能拼装多种具有实用功能的机器人,能进行机器人及智慧型家电的使用维护,能自主开发软体控制机器人。 (3)情感目标:培养对人工智慧技术的兴趣,真正认识到智慧型机器人对社会进步与经济发展的作用。 机器人教育成为学科课程,尤其对中国小而言师资、器材、场地及活动经费、教学经验等都具有很大的挑战。 第二种方式 机器人辅助教学(Robot-AssistedInstruction,简称RAI) 机器人辅助教学是指师生以机器人为主要教学媒体和工具所进行的教与学活动。与机器人辅助教学概念相近的还有机器人辅助学习(Robot-AssistedLearning,简称RAL),机器人辅助训练(Robot-AssistedTraining,简称RAT),机器人辅助教育(Robot-AssistedEducation,简称RAE),以及基于机器人的教育(Robot-BasedEducation,简称RBE)。与机器人课程比较起来,机器人辅助于教学的特点是它不是教学的主体,是一种辅助。即充当助手、学伴、环境或者智慧型化的器材,起到一个普通的教具所不能有的智慧型性作用。 第三种方式 机器人管理教学(Robot-ManagedInstruction,简称RMI) 机器人管理教学是指机器人在课堂教学、教务、财务、人事、设备等教学管理活动中所发挥的计画、组织、协调、指挥与控制作用。机器人管理是从组织形式、组织效率等进行发挥其自动化、智慧型性的特点,即属于一种辅助管理的功能。 第四种方式 机器人代理(师生)事务(Robot-RepresentedRoutine,简称RRR) 机器人具有人的智慧和人的部分功能,完全能代替师生处理一些课堂教学之外的其他事务。比如机器人代为借书,代为作笔记,或者代为订餐、打饭等。利用机器人的代理事务功能,目的是提高与学习相关的,能够促进学习效率、质量的提高。 第五种方式 机器人主持教学(Robot-DirectedInstruction,简称RDI) 机器人主持教学(RDI)是机器人在教育中套用的最高层次。在这一层次中,机器人在许多方面不再是配角,而是成为教学组织、实施与管理的主人。机器人成为我们学习的对象,这好像是遥不可及的事,但是人工智慧结合虚拟现实技术、多媒体技术等让它成为实现并非太难,只是如何要越来越符合教育的发展才是更重要的。 纵观机器人进入教育的五大方式,很多功能也是相互辅助、相互关联、相互融合的,我们不易完全的把它们割裂开来。 重要性 技术融合了机械原理、电子感测器、计算机软硬体及人工智慧等众多先进技术,为学生能力、素质的培养承载着新的使命。机器人教育在教学中体现了以下几个方面的作用: 1、让学生了解机器人的发展和套用现状,理解机器人的概念和工作方式,为进一步学习机器人技术的有关知识打下基础。 2、让学生了解机器人各个感测器的功能,学习编写简单的机器人控制程式,提高学生分析问题和解决问题的能力。 3、通过机器人竞赛和完成各项任务,使学生在搭建机器人和编制程序的过程中培养动手能力、协作能力和创造能力。 4、充分体现了学生的主体地位和老师的主导作用,有目的的培养学生的科学素养。 5、实现与国际接轨的需要。日本、美国等一些已开发国家高度重视机器人学科教育对高科技社会的作用和影响,已在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人的课程内容。我国要赶超世界教育先进水平,必须大力加强机器人教育。 6、迎接机器人时代的需要。机器人的广泛套用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整。开展机器人教育,有助于使我们在机器人时代走向世界前列 局限性 机器人已经成为呼声很高的创新教育平台,并且正在大踏步地走向基础教育。教育机器人在国内处在起步阶段,随着各地中国小机器人实验室的迅速建设,它作为课程,一些不成熟的表现也越发明显,并且遇到了诸多方面的制约: 1、教育机器人产品缺乏规范性。国内外机器人制造商开发的教育机器人品牌十分繁杂,且自成体系,互不兼容,开放度较低。 2、资金严重缺乏,配套组件及设施不够,给普及增加了难度。 3、机器人教育缺乏科学规划。机器人教学所使用的“教材”质量不高,大多属于“产品说明书”或“用户指南”等,缺少课程与教学专家的参与和指导,且每个学校要独立开发各自的校本教材,难度较高。 4、竞赛活动商业化严重,教育发展方向偏移。机器人竞赛的组织形式,大部分是由某些机器人制造商独立或联合举办,教育行政部门的监管力度不够,在竞赛规则、裁判确定、奖励办法等方面存在较大差异。 5、教育行政部门不够重视,缺少从教育视角进行的研究。当前中国小机器人教育 的开展,在一定程度上是由教育机器人企业在推动。虽然企业在初期所为此作出的贡献应当予以肯定,但是随着机器人教育的逐渐深入与普及,亟需教育行政部门、教学研究机构给以充分的关注、协调与引导。 6、师资队伍的良莠不齐。在机器人教育产业化的发展过程中,只有不断培养大量懂得多学科知识的优秀人才,才能跟上机器人时代的发展步伐。 教育机器人 机器人技术综合了多学科的发展成果,代表了高技术的发展前沿,机器人涉及到信息技术的多个领域,它融合了多种先进技术,没有一种技术平台会比机器人具有更为强大的综合性。引入教育机器人的教学将给中国小的信息技术课程增添新的活力,成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。 有专家认为,“智慧型技术是信息技术领域的一个学术前沿,智慧型机器人的开发与套用全面涉及感测技术、通信技术、智慧型技术和控制技术,是进行信息技术教育的最佳载体,也是全面培养学生信息素质提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。” 教育机器人则是一类套用于教育领域的机器人,它一般具备以下特点:首先是教学适用性,符合教学使用的相关需求;其次是具有良好的性能价格比,特定的教学用户群决定了其价位不能过高;再次就是它的开放性和可扩展性,可以根据需要方便地增、减功能模组,进行自主创新;此外,它还应当有友好的人机互动界面。 教育状况 国内机器人 为了适应未来科技社会对技术型人才的需要,2003年颁布的普通高中新课程标准将“人工智慧初步”与“简易机器人制作”分别列入“信息技术课程”、“通用技术课程”选修内容。教育部新制定的《普通高中物理课程标准(实验)》也提到“收集资料,了解机器人在生产、生活中的套用”的要求。由此可见国家对机器人教育的重视。机器人作为增强学生的动手能力,促进学生思维发展,创新能力训练的有效工具,在教育界逐渐得到认同。 机器人教育进入中国小的主要表现在于竞赛,通过竞赛体现机器人对学生的设计能力、创新能力进行拉动,以模范的力量推动它全面地进入课程设定。观察各地中国小机器人教育的方式大体区分以为下四种: 第一,通过学校、少年宫、少科站等单位吸入机器人爱好的部分学生,组成智慧型机器人学习小组,以学员制进行活动,并可代表地区参加各类竞赛活动。这种形式是机器人进入中小学生视野最初、最多,也是最有效的方法。 第二,把智慧型机器人技术学习放入综合实践活动课中普及,在大中型的城市中非常的普遍,开设情况相对与经济欠发达地区较成熟。 第三,把智慧型机器人作为信息技术课的内容之一进入中国小信息技术教育课程,这种形式正在形成期,教材的编写、课程的常规性开设正在起步。但是,这无疑会会为信息技术学科带来新的活力,对今天信息技术教育重软体套用轻编程开发的局面会有所改善。 第四,智慧型机器人教育作为研究性课程的形式进入中学,由于研究性学习课程越来越受到重视,由于机器人教育的长期性、个性化决定了如果通过研究性学习形式推广会更有利于对学生创新能力的培养。但是由于研究性课程的地位决定的课时不足,以及班额过大决定的组织难度,这都会影响机器人教育的整体推进。 早在上世纪70年代,中国学术界便开始对机器人教育开始研究。笔者对中国学术界所发表的相关文献做了统计,以“机器人教育”、“机器人教学”、“机器人竞赛”为关键字和索引,在“中国全数据期刊网、中国学术会议全文资料库、中国优秀硕士学位论文全文资料库”进行搜寻检索,时间为1979年到20l2年3月15日,通过筛选,剔除无关的条目,统计以“机器人教育”和“机器人教学”为关键字的文献共有651篇,“机器人比赛或者机器人竞赛”共有905篇。 通过上述数据对比可看出,研究人员从不同的角度对机器人教育进行了研究,但在各个研究内容的投入的力量明显不均衡,并且中国小机器人教学在中国小开展的活跃度与研究人员在此方面的研究力度明显不对称。研究人员把注意力都集中在了机器人比赛上面,直接造成了机器人教育理论研究上的匮乏,最终导致机器人教学缺乏有效的理论指导,难以深入到课堂。可以说,当前“机器人教育”的发展状况明显滞后于“机器人比赛”的发展。 同时,笔者针对有关机器人教育有关的文献做了内容分析研究,按文献的内容主旨将其分类:机器人教育的价值或意义、机器人教育中存在的问题(或者说阻碍机器人教育发展的因素)、机器人教学的开发设计、机器人教育的套用现状、机器人教学方法、机器人教育课程开发研究、国外机器人教育研究几个方面。其中以研究“套用状况”和“教育问题”的内容最多。而最为重要的课程设计方面的相关文献仅有1篇。 国外机器人 在国外,机器人教育一直是个热点:早在1994年麻省理工学院(MIT)就设立了 “设计和建造LEGO机器人”课程(Martin),目的是提高工程设计专业学生的设计和创造能力,尝试机器人教育与理科实验的整合;麻省理工学院媒体实验室“终身幼稚园”项目小组开发了各种教学工具,通过与著名积木玩具商乐高公司的紧密合作,该项目组开发出可程式的乐高玩具,帮孩子们学会在数字时代怎样进行设计活动。同时,国外的一些智慧型机器人实验室也有相应的机器人教育研究的内容。 日本,美国等一些已开发国家高度重视机器人学科教育对高科技社会的作用和影响,已在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人的课程内容。 自1992年开始,美国 *** 有关部门在全国高中生中推行“感知和认知移动机器人”计画,高中生可免费获得70公斤重的一套零件,自行组装成遥控机器人,然后可参加有关的比赛。 日本发展机器人起步比号称“现代机器人故乡”的美国晚了十年,但是在机器人产业化发展道路上,已经走在了欧美国家的前面。这跟日本高度重视机器人教育和机器人文化的普及是分不开的。在日本,每所大学都有高水平的机器人研究和教学内容,每年定期举行各种不同层次的机器人设计和制作大赛,既有国际性高水平比赛,也有社区性中小学生参加的比赛。 新加坡国立教育学院(NIE)和乐高教育部于2006年6月在新加坡举办了第一届亚太ROBOLAB国际教育研讨会,通过专题报告、论文交流和动手制作等方式,就机器人教育及其在科技、数学课程里的套用进行交流,以提高教师们开展机器人教育的科技水平与套用能力。 竞赛 国内机器人 国际水中机器人大赛 WRC世界机器人大赛 Robotex世界机器人大赛 中国教育机器人大赛(ERCC) NOC机器人越野赛 VEX机器人中国公开赛 FLL机器人世锦赛 2016年江苏省Power Tech 仿生机器人创意大赛 APRC亚太青少年机器人竞赛中国公开赛 中国青少年机器人竞赛 青少年机器人世界杯 TRCC太敬杯全国机器人创意设计大赛 全国青少年电子信息与智慧型控制大赛 全国中国小电脑制作活动 全国中国小信息技术创新与实践活动(NOC) 中国城际家庭机器人挑战赛 未来伙伴杯中国智慧型机器人大赛 全国迈型体教机器人联赛(M.E.S.E) k'bot创意搭建机器人世界大赛全国选拔赛 国际机器人 IYRC国际青少年机器人竞赛 APRC亚太青少年机器人竞赛国际赛 IHRO国际仿人机器人奥林匹克大赛 k'bot创意搭建机器人世界大赛,亚太区(香港),世界大赛(美国拉斯维加斯) VEX机器人工程挑战赛 IROC国际机器人奥林匹克大赛 FIRA机器人足球赛 机器人足球世界杯赛 机器人灭火比赛 FLL机器人世界锦标赛 机器人走迷宫 WER(World Educational Robot Contest) 每年都有来自加拿大、中国、丹麦、以色列、新加坡和美国等的100多支代表队参加。
吴瑞祥的《机器人技术
《机器人技术》
Theory of Machines and Mechanisms
课程编号:20L311Q 适用专业:机电大类专业
课程层次与学位课否: 专业特色课程,否 学 时 数:6
学分数: 课内实验学时数:6
执 笔 者:房海蓉 编写时间: 2005.5.30
一、 教学任务和目标
实验课是机器人技术课程中重要的实践环节,通过机器人实验可以加强学生对机器人的感性认识和形象思维能力,了解机器人机械本体的组成及机械结构设计的重点内容,了解传感检测技术与控制技术在机器人技术中的应用,掌握机器人语言及编程的特点,从而提高学生对高新技术的兴趣、掌握机器人技术的基本理论和基础知识,提高学生的实际动手能力、计算机应用能力和工程意识。机器人实验内容有认知型实验和设计型实验。实验项目为可根据专业需要和实际情况在实验室所列项目中选择。课内实验学时为6学时。
二、实验内容及基本要求
机器人集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程及人工智能等多种学科的最新研究成果,代表了机电一体化最高成就,是当代科学技术发展最活跃的领域之一。
机器人应用于实际生产之中,学生很难有机会看到实物。专门用于教学、研究的小型教学用机器人把机电一体化的相关技术贯穿在一台小型实验设备上,打破了以往单科学习、分项实验的旧模式,将机械、电子、数控、气动、计算机控制及软件工程有机的联系起来,形成一个具有代表性的系统工程。选用的机器人有各种小型可组装型教学机器人、UP6型工业机器人系统、工业机器人集成系统等,实验内容涉及了机器人的机械本体、机器人的传感技术及机械人的控制控制等实践内容。
实验一:机器人组成与分析实验(2学时)
实验的基本要求:
1. 分析各种机器人的基本组成,了解机器人的各种应用技术。
2. 能够绘制各种机器人机械本体的机构运动简图。
3. 能够根据机器人的功能要求设计简单的机器人机械结构。
实验二:机器人传感检测技术实验(2学时)
实验的基本要求:
1. 了解机器人常用各种传感器的功能。
2. 了解机器人常用各种传感器的应用场合。
3. 结合教学机器人掌握常见机器人传感器的工作过程及特点。
实验三:机器人示教控制及运用实验(2学时)
实验的基本要求:
1. 熟悉了解工业机器人控制器的硬件组成、结构、功能及连线方法。
2. 了解工业机器人常用的控制方法和示教控制的特点。
3.自主设计机器人机械手的动作,进行路径规划,编制示教控制程序,实现预期的功能。
三、考核与成绩评定
根据实验表现和实验报告给成绩。
课堂表现:30%
实验报告:70%
四、与理论课程的联系
各实验的安排要在《机器人技术》课程大纲规定的相关章节学完后安排,以利于学生理解和掌握机器人技术的基本理论和基本方法。
五、建议教材及参考材料
1.吴瑞祥. 机器人技术及应用.北京:北京航空航天大学出版社,2001
2.白井良明.机器人工程. 北京:科学出版社,2002
3.北京交通大学编,机器人技术实验指导书。
关于机器人
1什么是机器人:机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。机器人可接受人类指挥,也可以执行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作,例如制造业、建筑业,或是危险的工作。
2第一台机器人诞生于哪年?应用于哪个领域?恩格尔伯格是世界上最著名的机器人专家之一,1958年他建立了Unimation公司,并于1959年研制出了世界上第一台工业机器人,他对创建机器人工业作出了杰出的贡献。1983年,就在工业机器人销售日渐火爆的时候,恩格尔伯格和他的同事们毅然将Unimation公司买给了西屋公司,并创建了TRC公司,开始研制服务机器人。
3、机器人发展经历了哪几个阶段?
机器人发展的三个发展阶段
随着人们对机器的研究,机器人也在进步,按其发展过程机器人可分为三代:
第一代是示教再现型机器人:"尤尼梅特"和"沃尔萨特兰"这两种最早的工业机器人是示教再现型机器人的典型代表。它由人操纵机械手做一遍应当完成的动作或通过控制器发出指令让机械手臂动作,在动作过程中机器人会自动将这一过程存入记忆装置。当机器人工作时,能再现人教给它的动作,并能自动重复的执行。这类机器人不具有外界信息的反馈能力,很难适应变化的环境。
第二代是有感觉的机器人:它们对外界环境有一定感知能力,并具有听觉、视觉、触觉等功能。机器人工作时,根据感觉器官(传感器)获得的信息,灵活调整自己的工作状态,保证在适应环境的情况下完成工作。如:有触觉的机械手可轻松自如地抓取鸡蛋,具有嗅觉的机器人能分辨出不同饮料和酒类。
第三代是具有智能的机器人:智能机器人是靠人工智能技术决策行动的机器人,它们根据感觉到的信息,进行独立思维、识别、推理,并作出判断和决策,不用人的参与就可以完成一些复杂的工作。日本研制的能演奏数首曲目?quot;瓦伯特"2号机器人,已达到5岁儿童的智能水平。目前,智能机器人已在许多方面具有人类的特点,随着机器人技术不断发展与完善,机器人的智能水平将越来越接近人类。
4、机器人在哪些方面有广泛的应用?你可以浏览一下网页:
5、说说机器人与一些电动玩具的区别?
职能化程度与应用性质不一样
6、请你想象一下未来机器人的外形与功能会是什么样的?明天的高级智能机器人将比今天的智能机器人具有更丰富的感觉功能和更熟练的活动能力。到那时,家庭里将有服务周到、态度和蔼可亲的家庭机器人。早晨,主人吃过早点上班以后,它立即用吸尘器清的房间,用洗衣机洗涤(dí)主人换下的衣服。电话铃响了,它马上拿起耳机,在一张便条上记下对话内容。“哇——”摇篮里的婴儿醒了,它又像慈祥的母亲一样抱起婴儿,喂水、喂奶,轻声哼(hēng)起一支优美动听的催眠曲,把婴儿再一次送入梦乡。门铃响了,它并不急于开门,而首先问来访者是谁,然后根据来访者的声音仔细辨别他是不是主人的客人,以此决定是否开门。即使是盗贼的恐吓,它也不会害怕,而是声色俱厉地高喊:“快走,你这个无赖(lài)!再不走,我要报警了!”盗贼听到这喊声,只好胆战心惊地走开。做午餐的铃声响了,它走进厨房,熟练地烤面包、炸牛排,为主人准备可口的饭菜。门铃又响了,一听那熟悉的声音,它就知道是主人下班回来了,马上开门迎接……
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人工智能课程报告
摘要:自上世纪五十年代以来,经过了几个阶段的不断探索和发展,人工智能在模式识别、知识工程、机器人等领域已经取得重大成就,但是离真正意义上的的人类智能还相差甚远。但是进入新世纪以来,随着信息技术的快速进步,与人工智能相关的技术水平也得到了相应的提高。尤其是随着因特网的普及和应用,对人工智能的需求,变得越来越迫切,也给人工智能的研究提供了新的更加广泛的舞台。本文强调在当今的网络时代,作为信息技术的先导,人工智能学习在人工智能科学领域中是一个着非常值得关注的研究方向,要在学科交叉研究中实现人工智能学习的发展与创新,就要关注认知科学、脑科学、生物智能、物理学、复杂网络、计算机科学与人工智能之间的交叉渗透点,尤其是重视认知物理学的研究。自然语言是人类思维活动的载体,是人工智能学习研究知识表示无法回避的直接对象,要对语言中的概念建立起能够定量表示的不确定性转换模型,发展不确定性人工智能;要利用现实生活中复杂网络的小世界模型和无尺度特性,把网络拓扑作为知识表示的一种新方法,研究网络拓扑的演化与网络动力学行为,研究网络化了的智能,从而适应信息时代数据挖掘的普遍要求,迎接人工智能学习与应用领域新的辉煌。
概述
自20世纪90年代以来,随着全球化的形式与国际竞争的日益激烈,对人工智能技术的研究与应用变的越来越被人们关注,且人工智能在制造中的运用以成为实现制造的知识化、自动化、柔性化以实现对市场的快速响应的关键。
人工智能是一门研究人类智能的机理以及如何用机器模拟人的智能的学科。从后一种意义上讲,人工智能又被称为“机器智能”或“智能模拟”。人工智能是在现代电子计算机出现之后才发展起来的,它一方面成为人类智能的延长,另一方面又为探讨人类智能机理提供了新的理论和研究方法。
学习机制的研究是人工智能研究的一项核心课题。它是智能系统具有适应性与性能自完善功能的基础。学习过程具有以下特点:学习行为一般具有明显的目的性,其结果是获取知识;学习系统中结构的变化是定向的,要么由学习算法决定,要么由环境决定;学习系统是构造智能系统的中心骨架,它是全面组织与保存系统知识的场所。因此,人工智能学习研究的一个主要目的是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但是,不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。
一.人工智能学习的历史性基础和发展步伐
人工智能学习的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。除了计算机科学以外,人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。
一般认为,人工智能的思想萌芽可以追溯到德国著名数学家和哲学家莱布尼茨(Leibnitz,1646-1716)提出的"通用语言"设想。这一设想的要点是:建立一种通用的符号语言,用这个语言中的符号表达“思想内容”,用符号之间的形式关系表达“思想内容”之间的逻辑关系。于是,在“通用语言”中可以实现“思维的机械化”这一设想可以看成是对人工智能的最早描述。
计算机科学的创始人图灵被认为是“人工智能之父”,他着重研究了一台计算机应满足怎样的条件才能称为是“有智能的”。1950年他提出了著名的“图灵实验”:让一个人和一台计算机分别处于两个房间里,与外界的联系仅仅通过键盘和打印机。由人类裁判员向房间里的人和计算机提问,并通过人和计算机的回答来判断哪个房间里是人、哪个房间里是计算机。图灵认为,如果“中等程度”的裁判员不能正确地区分,则这样的计算机可以称为是有智能的。“图灵实验”是关于智能标准的一个明确定义。有趣的是,尽管后来有些计算机已经通过了图灵实验,但人们并不承认这些计算机是有智能的。这反映出人们对智能标准的认识更深入、对人工智能的要求更高了。
图灵和冯·诺依曼的上述工作,以及麦克考洛和匹茨对神经元网的数学模型的研究,构成了人工智能的初创阶段,这其实也是人工智能学习的开始。
人工智能早期研究给人的深刻印象是博羿,与自动定理证明的研究意义不限于数学一样,搜索的研究意义也不限于博弈。根据认知心理学的信息处理学派的观点,人类思维过程的很大一部分可以抽象为从问题的初始状态经中间状态到达终止状态的过程,因此可以转化为一个搜索问题,由机器自动地完成。例如“规划”问题。设想一台机器人被要求完成一项复杂任务,该任务包含很多不同的子任务,其中某些子任务只有在另一些子任务完成之后才能进行。这时,机器人需要事先“设想”一个可行的行动方案,使得依照该方案采取行动可以顺利完成任务。“规划”即找出一个可行的行动案,可以通过以其子任务为状态、以其子任务间依赖关系为直接后继关系的状态空间中的搜索来实现。
人工智能的早期研究还包括自然语言理解、计算机视觉和机器人等等。通过大量研究发现,仅仅依靠自动推理的搜索等通用问题求解手段是远远不够的。Newell和Simon等人的认知心理学研究表明,各个领域的专家之所以在其专业领域内表现出非凡的能力,主要是因为专家拥有丰富的专门知识(领域知识和经验)。70年代中期,Feigenbaum提出知识工程概念,标志着人工智能进入第二个发展时期。知识工程强调知识在问题求解中的作用;相应地,研究内容也划分为三个方面:知识获取,知识表示和知识利用。知识获取研究怎样有效地获得专家知识;知识表示研究怎样将专家知识表示成在计算机内易于存储、易于使用的形式;知识利用研究怎样利用已得到恰当表示的专家知识去解决具体领域内的问题。知识工程的主要技术手段是在早期成果的基础上发展起来的,特别是知识利用,主要依靠自动推理和搜索的技术成果。在知识表示方面,除使用早期工作中出现的逻辑表示法和过程表示法之外,还发展了在联想记忆和自然语言理解研究中提出的语义网表示法,进而引入了框架表示法,概念依赖和脚本表示法以及产生式表示法等等各种不同方法。与早期研究不同,知识工程强调实际应用。主要的应用成果是各种专家系统。专家系统的核心部件包括:
(a)表达包括专家知识和其他知识的知识库。
(b)利用知识解决问题的推理机。
大型专家系统的开发周期往往长达10余年,其主要原因在于知识获取。领域专家虽然能够很好地解决问题,却往往说不清自己是怎么解决的,使用了哪些知识。这使得负责收集专家知识的知识工程师很难有效地完成知识获取任务。这种状况极大的激发了自动知识获取----机器学习研究的深入发展。已经得到较多研究的机器学习方法包括:归纳学习、类比学习、解释学习、强化学习和进化学习等等。机器学习的研究目标是:让机器从自己或“别人”的问题求解经验中获取相关的知识和技能,从而提高解决问题的能力。
80年代以来,随着计算机网络的普及,特别是Internet的出现,各种计算机技术包括人工智能技术的广泛应用推动着人机关系的重大变化。据日美等国未来学家的预测,人机关系正在迅速地从“以人为纽带”的传统模式向“以机为纽带”的新模式转变人机关系的这一转变将引起社会生产方式和生活方式的巨大变化,同时也向人工智能乃至整个信息技术提出了新的课题。这促使人工智能进入第三个发展时期。
在这个新的发展时期中,人工智能面临一系列新的应用需求。
首先是需要提供强有力的技术手段,以支持分布式协同工作方式,现代生产是一种社会化大生产,来自不同专业的工作者在不同或相同的时间、地点从事着同一任务的不同子任务。这要求计算机不仅为每一项子任务提供辅助和支持,更需要为子任务之间的协调提供辅助和支持。由于各个子任务在很大程度上可以独立地进行,子任务之间的关系必然呈现出动态变化和难以预测的特点。于是,子任务之间的协调(即对分布协同工作的支持)向人工智能乃至整个信息技术以及基础理论提出了巨大的挑战。
其次,网络化推进了信息化,使原本分散孤立的数据库形成一个互连的整体,即一个共同的信息空间。尽管现有的浏览器和搜索引擎为用户在网上查找信息提供了必要的帮助,这种帮助是远远不够的,以至于“信息过载”与“信息迷失”状况日益严重。更强大的智能型信息服务工具已成为广大用户的迫切需要。另一方面,信息空间对人类的价值不仅在于单独的信息条目(比如某厂家生产出了某一新产品的信息),还远在于一大类信息中隐藏着的普遍性知识(比如某个行业供求关系的变化趋势)。于是,数据中的知识发现也成为一项迫切的研究课题。机器人始终是现代工业的迫切需求。随着机器人技术的发展,研究重点已经转向能在动态、不可预测环境中独立工作的自主机器人,以及能与其他机器人(包括人)协作的机器人。显然,这种机器人之间的合作可以看成是物理世界中的分布式协同工作,因而包括相同的理论和技术问题。
由此可见,人工智能第三发展时期的突出特点是研究能够在动态、不可预测环境中自主、协调工作的计算机系统,这种系统被称为Agent 。目前,正围绕着Agent的理论、Agent的体系结构和Agent语言三个方面展开研究,并已产生一系列重要的新思想、新理论、新方法和新技术。在这一研究中,人工智能呈现一种与软件工程、分布式计算以及通讯技术相互融合的趋势。Agent研究的应用不限于生产和工作,还深入到人们的学习和娱乐等各个方面。例如,Agent与虚拟现实相结合而产生的虚拟训练系统,可以使学生在不实际操纵飞机的情况下学飞行的基本技能;类似地,也可使顾客“享受”实战的“滋味”。
我国也先后成立中国人工智能学会、中国计算机学会人工智能和模式识别专业委员会和中国自动化学会模式识别与机器智能专业委员会等学术团体,开展这方面的学术交流。此外国家还着手兴建了若干个与人工智能研究有关的国家重点实验室,这些都将促进我国人工智能的研究,为这一学科的发展作出贡献。
综观人工智能学习的发展历程,可以看出它始终遵循的基本思路。首先是强调人类智能的人工实现而不是单纯的模拟,以便尽可能地为人类的实际需要服务。其次是强调多学科的交叉结合,数学、信息科学、生物学、心理学、生理学、生态学以及非线性科学等等越来越多的新生学科被融入到人工智能学习的研究之中。
二.人工智能学习的主要技术及其发展趋势
目前人工智能学习研究的3个热点是:智能接口、数据挖掘、主体及多主体系统。
智能接口技术是研究如何使人们能够方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,智能接口技术的研究既有巨大的应用价值,又有基础的理论意义。目前,智能接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音识别、语音合成、图像识别、机器翻译以及自然语言理解等技术已经开始实用化。
数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘和知识发现的研究目前已经形成了三根强大的技术支柱:数据库、人工智能和数理统计。主要研究内容包括基础理论、发现算法、数据仓库、可视化技术、定性定量互换模型、知识表示方法、发现知识的维护和再利用、半结构化和非结构化数据中的知识发现以及网上数据挖掘等。
主体是具有信念、愿望、意图、能力、选择和承诺等心智状态的实体,比对象的粒度更大,智能性更高,而且具有一定自主性。主体试图自治地、独立地完成任务,而且可以和环境交互,与其他主体通信,通过规划达到目标。多主体系统主要研究在逻辑上或物理上分离的多个主体之间进行协调智能行为,最终实现问题求解。目前对主体和多主体系统的研究主要集中在主体和多主体理论、主体的体系结构和组织、主体语言、主体之间的协作和协调、通信和交互技术、多主体学习以及多主体系统应用等方面。
新一代的智能技术是指80年代以来迅速发展起来的以神经网络(ANN)、进化计算、模糊逻辑、Agent为主要代表的计算只能技术,其中主要具有学习进化与自组织的能力。
神经网络也就是模拟人脑中神经元的功能,希望通过模拟人脑最基本的单位神经元功能来模拟人脑的功能。它通过一定的范例训练构成的神经网络,就象教一个小孩子一样,在训练结束后,这个神经网络就可以完成特定的功能了。它是通过范例的学习,修改了知识库和推理机的结构,达到实现人工智能的目的。
最后还有一个应用领域,就是模型识别,我想它应该在知识挖掘中应用不小,因为现在工程中的获得的数据越来越多,要想人为地从这些数据中确定某一规律都不容易,更不要说在这些数据中发现新规律了,因此有必要进行数据挖掘,它的应用对于决策支持系统将有着巨大的意义。
人可以思考,人工智能也需要思考,这就是推理;人可以学习,人工智能也就需要学习;人可以拥有知识,那么人工智能也就需要拥有知识。
人工智能是为了模拟人类大脑的活动的,人类已经可以用许多新技术新材料代替人体的许多功能,只要模拟了人的大脑,人就可以完成人工生命的研究工作,人创造自己,这不但在科学上,而且在哲学上都具有划时代的意义。
学习是指系统适应环境而产生的适应性变化,它使得系统在完成类似任务时更加有效。80年代以来,ANN的学习机制再次得到人们的重视,基于连接机制的亚符号学习又一次成为的当今学习机制研究的热点,提出了竞争学习,进化学习、加强学习等各种新的学习机制。
机械式学习。它的另一个名称死记式学习能够直接体现它的特点,这是一种最简单的,最原始的学习方法,也是机器的强项,人的弱项。
指导式学习。这种学习方式是由外部环境向系统提供一般性的指示或建议,系统把它们具体地转化为细节知识并送入知识库中,在学习过程中要对反复对知识进行评价,使其不断完善。
归纳学习。我们看到,机器所善长的不是归纳,而是演绎,它适用于从特殊到一般,而不太适应从一般到特殊,从特殊到一般的归纳是人类所特有的,是智慧的标志。具体的归纳学习方法有许多,但它们的本质就是让计算机学会从一般中得出规律。
类比学习。类比也就是通过对相似事物进行比较所进行的一种学习。它的基础是类比推理,也就是把新事物和记忆中的老事物进行比较,如果发现它们之间有些属性是相同的,那么可以(假定地)推断出它们的另外一些属性也是相同的。
基于解释的学习。这是近年来兴起的一种新的学习方法。它不是通过归纳或类比进行学习,而是通过运用相关的领域知识及一个训练实例来对某一目标概念进行学习,并最终生成这个目标概念的一般描述,这个一般描述是一个可形式化表示的一般性知识。
增强式学习(ReinforcementLearning)是一种基于行为方法的半监督学习。一般的学习方法分两类,一类是上文提到的基于模型的,在这种方法,智能体需要环境确切的模型,具有较高的智能,但不适合于不确定的动态环境;另一种是基于行为的方法,在这种方法中,不需要环境的确切模型,采用分层结构,高层行为可以调整和抑制低层的行为能力,但每层中都具有其自主的确定权,如[3]中的Holonic智能制造系统。增强式具有这些优点,故常用于机器人足球赛[4]、狩猎问题、甚至战争指挥中[5],但是这些都只是理论上的研究,因为机器人足球赛的本身目的也是为了测试人工智能的可用性,且更不可能去让战争去由电脑而不是人去指挥了。
使用强化学习的Agent最早是出现与遗传算法中,使用“Ethogenetics(行为遗传)”的思想,突破了人们长期以来关于一个编码串对应于组合优化问题所有策略变量的一个组合方式的传统、静态的认识,而将一个编码串看成某个智能主体(Agent)主动进行的一系列决策行为的结果。
人工智能学习可能会向以下几个方面发展:模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。目前,人工智能的推理功能已获突破,学习及联想功能正在研究之中,下一步就是模仿人类右脑的模糊处理功能和整个大脑的并行化处理功能。人工神经网络是未来人工智能应用的新领域,未来智能计算机的构成,可能就是作为主机的冯·诺依曼机与作为智能外围的人工神经网络的结合。研究表明:情感是智能的一部分,而不是与智能相分离的,因此人工智能领域的下一个突破可能在于赋予计算机情感能力。情感能力对于计算机与人的自然交往至关重要。
通过以上的学习方法就是为了得到知识,通过一种方便的方法得到知识。前面已经说过了,因为机器的思考方式和人类的思考方式大有不同之处,因此让机器通过自己学习生成自己便于理解和使用的知识,也不失为机器学习的目标之一。
人工智能一直处于计算机技术的前沿,人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。
由于计算机芯片的微型化已接近极限。人们越来越寄希望于全新的计算机技术能够带动人工智能的发展。目前至少有三种技术有可能引发全新的革命,它们是光子计算机、量子计算机和生物计算机。
结束语
许多科学家断言,机器的智慧会迅速超过阿尔伯特·爱因斯坦和斯蒂芬·霍金的智慧之和。著名物理学家斯蒂芬·霍金认为,就像人类可以凭借其高超的捣弄数字的能力来设计计算机一样,智能机器将创造出性能更好的计算机。最迟到本世纪中叶而且很可能还要快得多,计算机的智能也许就会超出人类的智能。
本文对学习中的一些方法进行基本的叙述并阐述了其发展的趋势,但是在一般的学习中,使用基于行为的方法仍旧是最受人关注的;文中介绍了几种强化学习方法的变形,并对他们的运用进行了一定的叙述。在一定程度上,他们实现仿真的可行行。但是这些仿真大多都是验证性的,真正的人工智能在实际生产中的运用仍旧是一个需要研究的课题。最后,我们来总结一下,人工智能学习的各个研究领域。参照人在各种活动中的功能,我们可以得到人工智能的领域也不过就是代替人的活动而已。哪个领域有人进行的智力活动,哪个领域就是人工智能学习研究的领域。人工智能学习就是为了应用机器的长处来帮助人类进行智力活动。人工智能学习研究的目的就是要模拟人类神经系统的功能。
但随着技术及技术的发展,人工智能学习的方法还会有所变化也更加会引起我们的关注。
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机器人的资料
种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中,有些分支发展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前,国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人也分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是一致的。 古代机器人 机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作。 机器马车 西周时期,我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早记载的机器人。 春秋后期,我国著名的木匠鲁班,在机械方面也是一位发明家,据《墨经》记载,他曾制造过一只木鸟,能在空中飞行“三日不下”,体现了我国劳动人民的聪明智慧。 公元前2世纪,亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人──自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像,它可以自己开门,还可以借助蒸汽唱歌。 1800年前的汉代,大科学家张衡不仅发明了地动仪,而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里,车上木人击鼓一下,每行十里击钟一下。 后汉三国时期,蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”,并用其运送军粮,支援前方战争。 1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶,并在大阪的道顿堀演出。 1738年,法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭,它会嘎嘎叫,会游泳和喝水,还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。 写字机器人 在当时的自动玩偶中,最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年,他们连续推出了自动书写玩偶、自动演奏玩偶等,他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。它们有的拿着画笔和颜色绘画,有的拿着鹅毛蘸墨水写字,结构巧妙,服装华丽,在欧洲风靡一时。由于当时技术条件的限制,这些玩偶其实是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶,它制作于二百年前,两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐,现在还定期演奏供参观者欣赏,展示了古代人的智慧。 19世纪中叶自动玩偶分为2个流派,即科学幻想派和机械制作派,并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表了《浮士德》,塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”;1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》;1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世;1886年《未来的夏娃》问世。在机械实物制造方面,1893年摩尔制造了“蒸汽人”,“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。 进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世,1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”,并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人,装有无线电发报机,可以回答一些问题,但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人(可编程、圆坐标)在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。
四、现代机器人
现代机器人的研究始于20世纪中期,其技术背景是计算机和自动化的发展,以及原子能的开发利用。 自1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。 大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。 另一方面,原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下,美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。 铆接机器人 1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。 作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似,但外形特征迥异,主要由类似人的手和臂组成。 1965年,MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。 机器狗 1967年日本成立了人工手研究会(现改名为仿生机构研究会),同年召开了日本首届机器人学术会。 1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后,机器人的研究得到迅速广泛的普及。 1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人,它是液压驱动的,能提升的有效负载达45公斤。 到了1980年,工业机器人才真正在日本普及,故称该年为“机器人元年”。 随后,工业机器人在日本得到了巨大发展,日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。 自治潜水器 随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高,移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展,推动了机器人概念的延伸。80年代,将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人,这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用,而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间,水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世,许多梦想成为了现实。将机器人的技术(如传感技术、智能技术、控制技术等)扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称,这也说明了机器人所具有的创新活力。
编辑本段自主意识的机器人
据《新科学家》杂志报道,人工智能专家亚伦·斯洛曼(Aaron Sloman)日前发表声明,宣称自己想发明一个数学家机器人。他说他已经找到了“人是怎样发展数学才能”的关键点。假如他的思路是对的,那么就应该有可能使机器人如同人一样有很好的数学才能,甚至可能会更好。 带有自主意识的女性机器人
英国伯明翰大学的斯洛曼(Sloman)说:“人类的大脑不是通过魔法而运转的,因此,大脑所能做到的事同样也适合于机器人。”斯洛曼发明的机器人并不意味着就是个能够引领数学界的数学天才。斯洛曼希望“所有的路都通往这个具有重要意义的新数学领域”。他认为,人类的数学能力关键期在童年,所以“我们将为机器人制造一个孩童般的大脑,让它自己逐渐发展自己的数学命运”。为了认识世界,婴孩们必须获得很多技能。例如,他们要获得这样的知识——“玩具火车驶入隧道,将会在隧道的另一端驶出”;或者是智力拼图玩具,只有找到凹凸合适衔接口才能拼好。
编辑本段人类与机器人
随着社会的不断发展,各行各业的分工越来越明细,尤其是在现代化的大产业中,有的人每天就只管拧一批产品的同一个部位上的一个螺母,有的人整天就是接一个线头,就像电影《摩登时代》中演示的那样,人们感到自己在不断异化,各种职业病逐渐产生,于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作,因此人们研制出了机器人,用以代替人们去完成那些单调、枯燥或是危险的工作。由于机器人的问世,使一部分工人失去了原来的工作,于是有人对机器人产生了敌意。“机器人上岗,人将下岗。”不仅在我国,即使在一些发达国家如美国,也有人持这种观念。其实这种担心是多余的,任何先进的机器设备,都会提高劳动生产率和产品质量,创造出更多的社会财富,也就必然提供更多的就业机会,这已被人类生产发展史所证明。任何新事物的出现都有利有弊,只不过利大于弊,很快就得到了人们的认可。比如汽车的出现,它不仅夺了一部分人力车夫、挑夫的生意,还常常出车祸,给人类生命财产带来威胁。虽然人们都看到了汽车的这些弊端,但它还是成了人们日常生活中必不可少的交通工具。英国一位著名的政治家针对关于工业机器人的这一问题说过这样一段话:“日本机器人的数量居世界首位,而失业人口最少,英国机器人数量在发达国家中最少,而失业人口居高不下”,这也从另一个侧面说明了机器人是不会抢人饭碗的。 美国是机器人的发源地,机器人的拥有量远远少于日本,其中部分原因就是因为美国有些工人不欢迎机器人,从而抑制了机器人的发展。日本之所以能迅速成为机器人大国,原因是多方面的,但其中很重要的一条就是当时日本劳动力短缺,政府和企业都希望发展机器人,国民也都欢迎使用机器人。由于使用了机器人,日本也尝到了甜头,它的汽车、电子工业迅速崛起,很快占领了世界市场。从现在世界工业发展的潮流看,发展机器人是一条必由之路。没有机器人,人将变为机器;有了机器人,人仍然是主人。
编辑本段乐高RCX NXT机器人
RCX是是一块可编程积木,即课堂机器人(机器人指令系统)的大脑。它是整个用乐高积木、马达、 用乐高机器人套件制作的人形机器人
传感器等组建搭建的机器人系统的中枢,就像大脑一样控制、指挥机器人的行为。使用ROBOLAB软件,人们可以创造、搭建、编程真正的机器人,让它运动、做运动、甚至自己去“想”。 RCX升级!NXT机器人! 这位全新组装型机器人全身布满了感应器,让它可以根据感应到的声音和动作做出适当反应,也让它对于光线和触觉的反应更加灵敏。NXT 机器人的心脏系统是一个 32位的微型处理器,可以经由 PC 或 Mac 操作程序。 光学传感器 根据传感器的助攻,帮助您的机器人,以“见” 。 它可以让您的机器人,以区分轻,皮肤黝黑,以及确定光照强度在一个房间内,或光照强度不同的颜色。 声音传感器 声音传感器可让机器人听到! 声音传感器能够测量的噪音水平都分贝(分贝)及DBA (频率约为3-6千赫哪里人耳是最敏感的) ,以及认识到健全的模式和确定基调的分歧。 触碰传感器 触摸传感器的反应接触和释放,机器人创造“感觉”一样,以前从未! 它可以侦测到单个或多个按钮,压力机,和报告回给nxt 。 超声波传感器 超声波传感器“看到”物体的地方!超声波传感器是能够侦测到一个目标和措施,在其邻近英寸或厘米。
编辑本段北京奥运会曾经使用过的机器人
一、福娃机器人
福娃机器人能够感应到一米范围内的游客,与人对话、摄影留念、唱歌舞蹈,还能回答与奥运会相关 奥运会中使用的福娃机器人
的问题。
二、翻译机器人
能够实现在任何时间、场所,对任何人和任何设备的多语言服务。
三、安保机器人
其杰出代表为排爆机器人。
编辑本段上海世博会使用过的机器人
一、海宝机器人
迎宾服务 (1)自动进入迎宾状态,采用中英语言做初始问侯。 (2)请来宾在触摸屏上选择服务语种,包括中英双语,再次进行热情问候和自我介绍。 (3)流畅的肢体运动实现动感十足的拟人交流。 欢迎期间,海宝适时通过语言和主动伸手动作向游客表达握手意愿,在感受到游客的握合回应后,自然轻巧地上下摇晃,完成生动的握手动作。 语音服务 (1)在海宝的引导下,游客可以与海宝进行语言交互及问答。 (2)配合肢体动作、声光电效应营造出动人的时尚感。 信息服务 (1)提供世博会信息平台服务,为来宾介绍上海世博会情况、世博会各场馆介绍。 (2)为来宾介绍机场、车站附近可换乘的公交路线及著名景点,以及播报近期天气信息等。 照相服务 (1)在欢迎来宾后/监测到游客长期驻立身侧/在某些景点,海宝会主动询问游客是否需要照相服务,包括:与游客合影、为游客拍照。 在准备合影过程中,机器人会随机摆出可爱的姿势与表情,并询问参与者是否满意。 若游客提议“换一个”,机器人会更换另一姿势;游客表示“好的”等满意评价后,机器人还会询问参与者是否已经准备好,得到肯定的答复后便和参与者一起倒数准备拍照。 游客通过触摸屏选择也可触发海宝的照相服务。 海宝将语音引导参与者站到指定的位置进行拍照。拍照时,可基于人体检测和人脸检测实现自动对焦。参与者可在机器人触摸屏上看到所拍摄的照片,若对照片不满意,参与者可选择进行重拍。 提供大头贴照相效果服务,利用人物提取、背景融合等技术为相片添加世博主题相关的趣味特效,游客可选择采用何种特效,特效处理结果可实时显示可在服务中心打印照片,或者将照片传到网上,供游客下载。 (3)通过友善可爱的语言提醒并控制单次服务时间。 导航服务 (1)无论室内室外,海宝可随时知道自己的准确位置。 (2)海宝通过语音交互或触摸屏选择获知游客目的地。 (3)为游客规划一条最便捷的到达路径。 才艺表演 (1)可表演多种舞蹈:中国特色舞蹈、中国各民族舞蹈、各国风情舞蹈 (2)讲笑话/说故事 (3)歌曲 协作引领参观 室内外、展区间,机器人在完成了本区间的引领任务后,会将游客带领至下一区间的服务机器人处。下一区间的服务机器人将继续引领,直至游客达到目的地。 机器人换岗仪式 机器人电量低、检修、故障时,可自动召唤备用机器人前来换岗;可设计具有较强观赏性的机器人定时换岗仪式。 团体舞蹈表演 海宝家族的兄弟姐妹们可以一同协作,完成群体舞蹈或队列表演。
二、女子机器人
女子机器人乐队可以轻挪舞步,合力弹奏一曲“茉莉花”或其他乐曲。
三、机器人
除了以上这些,还有的机器人能表演太极拳,身怀中国功夫的机器人也将出现在世博会上。
编辑本段机器人学国家重点实验室
机器人学国家重点实验室(State Key Laboratory of Robotics)依托于中国科学院沈阳自动化研究所, 沈阳自动化所
前身是中国科学院机器人学开放实验室。该实验室是我国机器人学领域最早建立的部门重点实验室,我国机器人学领域著名科学家蒋新松院士1989-1997年曾任实验室主任。近二十年来,实验室在机器人学基础理论与方法研究方面与国际先进水平同步发展,并在机器人技术前沿探索和示范应用等方面取得一批有重要影响的科研成果,充分显示出实验室具有解决国家重大科技问题的能力。目前,我国在沈阳浑南技术开发区的“新松机器人”公司即是我国的该科研领域的基地。该实验室机器人学研究总体水平在国内相关领域处于核心和带头地位,是国内外具有重要影响的机器人学研究基地。 机器人学国家重点实验室定位于为我国经济和社会发展、国家安全和重大科学工程提供所需要的机器人技术与系统,研究机器人学基础理论与方法、发展可行技术和平台样机系统,培养和汇聚从事机器人学研究的高水平人才,推动我国先进机器人技术与系统的可持续发展。主要面向发展具有感知、思维和动作能力的先进机器人系统,研究机器人学基础理论方法、关键技术、机器人系统集成技术和机器人应用技术。 实验室坚持对外开放,吸引国内外专家学者开展交流与合作研究。通过设立基金课题,实验室与国内有关从事机器人学研究的近30所大学、研究所和企业建立了联系,几乎涵盖国内从事机器人学研究的所有单位。近几年来,实验室结合自身的发展方向,有针对性地与国内外知名科研团队建立合作关系。这些合作,对于本实验室加强学科建设、了解国家需求、建立有针对性的演示验证系统,发挥了重要作用。 水下机器人: Rofish 为仿生机器鱼系列产品,该产品以先进的电子、机械技术,模拟鱼类的游动方式,通过新材料对其外形进行精确仿真,使之达到以假乱真的效果。 Rofish 采用结构化的设计方法,高稳定性的电机保证其产品的稳定性。控制方式有两种选择:串口/USB控制和遥控器控制。产品内核采用Bootloader无线编程的编程方式,可随时更改游动程序以适应实际的环境。 性能参数: ? 体长:20cm--80cm,需要特殊尺寸可定做。 ? 外形:锦鲤、金鱼、海豚、鲨鱼等,可定制。 ? 游速:1BL/S。BL为身体长度,即游速与体长有关,游速为1倍体长每秒。 ? 连续工作时间:3--4小时,锂动力电池供电。 ? 通讯方式:RF通讯或声纳(Sonar)通讯,可选其一。 ? 控制方式:串口/USB控制或遥控器控制,二者可选其一。 串口/USB控制方式可同时控制多条机器鱼,通过简单的编程控制可实现多鱼之间的相互追逐、嬉戏等。
编辑本段机器人相关
1.有一个身体 2.有记忆或程序功能 3.有大脑 1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”(android),它由4部分组成: 1,生命系统(平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等); 2,造型解质(关节能自由运动的金属覆盖体,一种盔甲); 3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态); 4,人造皮肤(含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等)。 1984年电影《终结者》,有了真皮包裹的机器人的创意; 1991年电影《终结者2》,有了液态金属机器人概念; 2003年电影《终结者3》,固液混合态机器人出现。 影视作品中逐渐诞生了多种自主智能生化机器人,则固液混合自主智能生化机器人也会诞生。
编辑本段日本最新机器人
名古屋市商业设计 美国战斗机器狗BIGDOG
研究所推出了新款机器人“网络兔子”。它的两只耳朵可以变换许多姿态,会根据人的声音作出反应。“网络兔子” 通过无线通信与家里的电脑相连,如果有电子邮件它会朗读给人听,也可以播放网络电台的节目。最有趣的是不同的“网络兔子”还能够“结婚”、“分手”,通过网络连接让其中一个“网络兔子”的双耳做出一个动作,它远方的“伴侣”也会接着做出同样的动作。 三菱重工业公司的保姆机器人“若丸”连续几年都是各种机器人展上的明星,在本次展会上它依然吸引着众人的目光。“若丸”能在早晨来到主人床边,报告当天的天气或新闻头条。它还能记住主人的生日,或是提醒主人的结婚纪念日。 日本产业技术综合研究所制造的用于陪伴老人和小孩的机器人“Paro”、本田公司的“阿西莫”双足步行机器人也继续受到关注。 阿西莫:本田公司开发的双脚步行机器人,于2000年11月首次在横滨国际和平会议中心举行的机器人展示会上亮相。2006年12月,本田公司曾改进过“阿西莫”的性能,增加了它的关节和马达,使其可以以每小时6公里的速度小跑,而且将其身高也由最初的1.2米提高到1.3米。 美国战斗机械狗研制成功 网上引发轰动近日美国官方公布了一段关于军用机械狗的录像,视频中机械狗展示了它惊人的活动能力和适应性,一举在互联网上造成轰动。研发公司称经过测试,这个机械狗能在战场上为士兵运送弹药、食物和其他物品。 日本首个歌姬机器人HRP-4C未梦,能歌善舞 据法新社2010年10月17日报道,日本产业技术综合研究所近日开发出一款可以学习和模仿人类唱歌的美女机器人。这款机器人名叫“HRP-4”,身高1.58米,体形和真人大小相当,她不仅能够像真人那样唱出优美动听的歌,还可以模仿人类歌手丰富的面部表情。 日本产业技术综合研究所采用了一种名为Choreonoid的技术,意思是能够让机器人模仿人类的舞蹈动作。日前,这款机器人已经在东京举行的数码产品博览会上亮相。[3]
编辑本段阿西莫夫机器人三定律
他根据对朗宁博士生前在3D投影机内留下的信息分析和对自杀现场的勘查,怀疑对象锁定了朗宁博士自己研制的NS-5型机器人桑尼,而公司总裁劳伦斯·罗伯逊似乎也与此事有关。 斯普纳结识了专门研究机器人心理的女科学家苏珊·凯文(碧姬·奈娜汉 饰),随着二人调查的深入,真相一步一步被揭露出来:机器人竟然具备了自我进化的能力,他们对“三大法则”有了自己的理解,他们随时会转化成整个人类的“机械公敌”。 在大多科幻作品里,机器人具有人的外形,甚至穿着各种时尚的机甲,他们相当聪明。像《我,机器人》及迪士尼出品的《机器人总动员》就是这类机器人的代表。还有一类是机甲类,他们保护人类,受人类所控制,像近年热片《阿凡达》中就有很多这种机器人。另一类就是可爱型的,他们没有威风的装备,也没有炫酷的外表,更没有各式各样的招术,只是给人带来快乐,他们不是战争机器人,而是和平中的“伪人”,像中日合作影片《阿童木》中的主人公就是一个例子。
编辑本段机器人的模样一定要像人吗?
有些人认为,最高级的机器人要做的和人一模一样,其实非也。实际上,机器人是利用机械传动、现代微电子技术组合而成的一种能模仿人某种技能的机械电子设备,他是在电子、机械及信息技术的基础上发展而来的。然而,机器人的样子不一定必须像人,只要能独立完成一些人类的技能或有一定危险性的工作,就属于机器人大家族的成员。
编辑本段世界上第一台机器人
世界上第一台真正实用的机器人的工业机器人诞生于20世纪60年代初期。它的模样像一个坦克的炮塔,基座上有一个机械臂,他可以绕着轴在基座上旋转,臂上有一个小一些的机械臂,可以“张开”和“握拳”。无人机发展的动力——现代战争
日本研制美女机器人 能像真人一样唱歌跳舞
机器,科技,发明,人工智能,机器人
2.搜索引擎术语 编辑本义项机器人Robot英文直译是机器人,在搜索引擎优化SEO中,我们经常翻译为:探测器。 有时,你会碰到crawlew(爬行器),spider(蜘蛛),都是探测器之一,只是叫法不同。 3.科学学术期刊 编辑本义项机器人《机器人》是中国自动化学会与中国科学院沈阳自动化研究所联合主办的全国性学术期刊,双月刊,A4开本,96页,刊号:ISSN1002-0446;CN21-1137/TP,邮发代号8-59,单月15日出版发行,定价15元。 本刊创刊于1979年,原名《国外自动化》,1979年成为国内外公开发行期刊,1986年更名为《机器人》。 《机器人》设有论文与报告、综论与介绍、研究通讯、短文等栏目,主要报道中国在机器人学及相关领域中的学术进展及研究成果,机器人在一、二、三产业中的应用实例,发表机器人控制、机构学、传感器技术、机器智能与模式识别、机器视觉等方面的论文。 收录情况:中文自然科学核心期刊 中国学术期刊文摘 中国学术期刊综合评价数据库 中文期刊全文数据库 中国科学引文数据库 INSPEC数据库 EI PageOne数据库词条图册更多图册
“机器人”在汉英词典中的解释(来源:百度词典):
1.a robot
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工业机器人物料形状视觉分拣实验报告怎么写
1、工业机器人物料形状视觉分拣实验报告,包括目的、实验所需工具与材料、实验步骤、物料形状测量与识别原理、图像处理流程、实验结果、实验分析与结论及推广应用。
2、如果需要的话,还可以增加算法优化方案等内容。