簡易機器人專題講座1機器人概況.ppt

,通用技術(shù)課程 選修模塊 簡易機器人制作專題講座一、機器人概況,一、機器人概況,1、機器人定義,2、機器人歷史,3、機器人分類,什么是機器人,許多影視作品中都有“機器人”的形象。那么什么是機器人呢？,一、機器人概況,1、機器人定義,？,一、機器人概況,1、機器人定義,機器人,一、機器人概況,1、機器人定義,現(xiàn)在，國際上對機器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般來說，人們都可以接受這種說法，即機器人是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。 聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機器人協(xié)會給機器人下的定義：“一種可編程和多功能的的操作機；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。”,一、機器人概況,1、機器人定義,我國科學(xué)家對機器人的定義是：“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器”。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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。,一、機器人概況,2、機器人歷史,1939 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。,一、機器人概況,2、機器人歷史,1942 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(rèn)的研發(fā)原則。,1、機器人不應(yīng)傷害人類；2、機器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；3、機器人應(yīng)能保護自己，與第一條相抵觸者除外。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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。,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。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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(jì)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)。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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。 。,一、機器人概況,2、機器人歷史,阿西莫 ASIMO Advanced Step Innovative Mobility 高級步行創(chuàng)新移動機器人,Qrio quest for curiosity,一、機器人概況,2、機器人歷史,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Cincinnati Milacron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(biāo)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。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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”。,一、機器人概況,2、機器人歷史,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。,一、機器人概況,2、機器人歷史,1999年 日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO)，它可以行走，坐下，躺下，懇求，行動和普通的狗一樣。當(dāng)Aibo在1999年發(fā)售的時候，20分鐘內(nèi)告罄。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。到2002年，大概有10萬人擁有了Aibo。,一、機器人概況,2、機器人歷史,2002年 美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它能避開障礙，自動設(shè)計行進路線，還能在電量不足時，自動駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業(yè)化的家用機器人。iRobot公司北京區(qū)授權(quán)代理商：北京微網(wǎng)智宏科技有限公司。,一、機器人概況,3、機器人分類,關(guān)于機器人如何分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有的按負載重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按結(jié)構(gòu)分，有的按應(yīng)用領(lǐng)域分。一般的分類方式如下： 家務(wù)型機器人：能幫助人們打理生活，做簡單的家務(wù)活。 操作型機器人：能自動控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。 程控型機器人：按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機器人的機械動作。,一、機器人概況,3、機器人分類,示教再現(xiàn)型機器人：通過引導(dǎo)或其它方式，先教會機器人動作，輸入工作程序，機器人則自動重復(fù)進行作業(yè)。 數(shù)控型機器人：不必使機器人動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教，機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。 感覺控制型機器人：利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。 適應(yīng)控制型機器人：能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動。 學(xué)習(xí)控制型機器人：能“體會”工作的經(jīng)驗，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗用于工作中。 智能機器人：以人工智能決定其行動的機器人。,一、機器人概況,3、機器人分類,華宇I(lǐng)型弧焊機器人,一、機器人概況,3、機器人分類,弧焊機器人 點焊機器人,一、機器人概況,3、機器人分類,伐根機器人 摘果機器人,一、機器人概況,3、機器人分類,擦玻璃機器人 無人潛水器,一、機器人概況,3、機器人分類,排爆機器人 外科手術(shù)機器人,一、機器人概況,3、機器人分類,雙足仿人機器人 球機器人,