一、认识机器人.pptx

苏教版普通高中通用技术选修3简易机器人制作,宁夏育才中学李红红,第一章走进机器人的世界第一节认识机器人,情景引入：,你们眼中的机器人是什么样的？,机器人那些事儿,机器人的产生与发展,古代的“机器人”,能歌善舞的伶人（西周时期）,指南车（东汉时期）,木牛流马（三国时期）,倒酒机器人（唐朝）,陪酒机器人（隋唐）,乞讨机器人（唐朝）,捕鱼机器人（唐朝）,1、产生：,机器人的产生与发展,古代的“机器人”,发条骑士（达芬奇）,沃康松的鸭子（法国）,写字机器人（瑞士）,土耳其机器人（匈牙利）,1、产生：,机器人的出现是与人的需求紧密相连的，它是用来帮助人，代替人工作的。,机器人的产生与发展,1、产生：,1920“Robot”名字诞生,1942“机器人三定律”,1948控制论出版,1954第一台数字化可编程机器人,1960-1970传感器技术飞速发展,1962实用化工业机器人问世,1978PUMA示教再现型机器人,1980机器人元年,2000本田ASIMO,2012真空吸尘器机器人Roomba,2017波士顿动力的ATLAS机器人完成了后空翻,1959第一台工业机器人Unimation,1939家用机器人Elektro,现代的机器人,机器人的产生与发展,2、发展：,第一代机器人,“示教再现”型机器人Unimate这个最早的工业机器人是示教再现型机器人的典型代表。它由操作员“手把手”地进行“示教”，即人操作机械手做一遍应当完成地动作，或操作人员通过操作示教盒发出指令让机械手臂动作，控制机器人一步一步地运动，完成作业任务。在示教过程中，机器人会自动将这一过程存入记忆装置。当机器人工作时，依照操作员教给的运动顺序和速度进行运动，并能自动重复地执行，即所谓的“再现”。,第二代机器人,第三代机器人,有感觉的机器人机器人工作时，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。如焊接机器人，能通过传感器感知焊缝的位置，再通过反馈控制，自动跟踪焊缝。有触觉的机械手可轻松自如地抓取物体。,机器人的产生与发展,2、发展：,第一代机器人第二代机器人第三代机器人,具有智能的机器人它们根据感知的信息，进行独立思维、识别及推理，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任务。它能在变化的环境中，自主决定自身的行为，具有高度的适应性和自治能力。这类机器人具有自主地解决问题地能力，也被成为自治机器人。智能机器人在许多方面都具有人工智能地特点。但严格来说，此类机器人还处于研究阶段。随着机器人技术地不断发展和完善，机器人地智能水平将不断提高。,机器人的产生与发展,2、发展：,第一代机器人第二代机器人第三代机器人,机器人的产生与发展,2、发展：,“示教再现”型机器人不具有对外界信息进行反馈的能力，不能适应环境的变化。特点：让你动你就动。,具有感知的机器人它们对外界环境有一定感知能力，具有听觉、视觉及触觉等功能。特点：让你怎么动，你就怎么动。,具有智能的机器人靠人工智能技术进行规划、控制的机器人。特点：他想怎么动就怎么动。,第一代机器人,第二代机器人,第三代机器人,案例分析：,比较三种采摘方式工作的效果，并思考：人、机器、机器人的区别与联系。,比较人工采摘、机器采摘与机器人采摘时工作的效果，并讨论：人、机器、机器人的区别与联系。,马上行动：,费时费力,在一定程度上减少人的体力劳动，而且能提高劳动效率，但是工作质量还有欠缺。比如它不能分辨果实的成熟度，很可能将没有成熟的果实一起采摘下来。,能自动调节高度，采摘各个高度的水果，同时它还具有一定的分辨能力，通过末端的传感器辨认水果的成熟与否；它还能做其他一些工作，大大减少人力，提高了工作效率和质量。,机器人在人的需求和相应技术的支持下产生并得以发展，机器人具有一些类似于人的某些器官的功能，能代替人完成一定的工作；机器人不同于一般的自动化机器，能更灵活、更自主地适应环境，完成复杂、多样化地工作。,机器人的定义：,什么是,机器+人,机器,执行,人,？,机器,人,？,行动,+,智能,思维,感知,“三要素”,法国科学家对机器人学的定义是：机器人学指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统，并以此系统的使用方法为研究对象。,日本科学家对机器人的定义是：机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、努力性等7个特征的柔性机器。,我国科学家对机器人的定义是：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。,国际标准化组织（ISO）对机器人的描述是：（1）机器人的动作机构具有类似于人或其他生物的某些器官（肢体、感官等）的功能；（2）机器人具有通用性（versatility），工作种类多样，动作程序灵活多变；（3）机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等；（4）机器人具有独立性，完整的机器人系统，在工作中可以不依赖于人的干预。,被称为“工业机器人之父”的美国科学家英格伯格认为：“机器人只是以人类的某种方式工作的一种机器，他们的外貌完全可以不像人，而关键是必须适应工作”。,机器人的定义：,什么是机器人？,机器人的分类,机器人如何分类，国际上没有统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按应用领域分。我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。工业机器人：就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。特种机器人：除了工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：军用机器人、农业机器人、服务机器人、娱乐机器人等。,马上行动,例举出机器人在各行各业的应用，说说机器人在各行各业的应用给我们的生产、生活带来了什么样的影响？,工业,农业,军事,医疗,服务,科研,机器人的应用,机器人被广泛应用于各种自动化生产线，代替或辅助人们完成焊接、搬运、装配、喷漆、零件加工、包装等工作。机器人在工业方面的应用大大加快了工业的自动化进程。,工业,农业,军事,医疗,服务,科研,机器人在农林业生产中也有着广泛的应用。它能完成耕耘、施肥、除草、喷药、收割、剪羊毛、蔬菜水果采摘、林木修剪、果实分拣等工作，使农业乘上了通往现代化的快车。,机器人可以完成水下探雷、扫雷、侦察等工作，用于执行空中任务的机器人则能出色的完成侦察、攻击的任务。机器人在军事方面的应用推动了其他军事技术的变革和发展，对现代战争产生了极大的影响。,机器人用于医疗，可以完成一些高精度、高难度得外科手术，如脑神经外科手术、器官移植手术、内窥镜外科手术等；还可以用于无损伤诊断和精确定位、康复与护理等。机器人在医疗方面的应用给医学带来了一系列的革新，运用机器人进行手术、康复等工作成为发展方向之一。,机器人开始走进人们的生活，走进家庭。用于办公室的机器人可以从事接待、打印文件等工作；用于家庭的机器人可以从事清扫、洗刷等工作；用于娱乐的机器人可以进行一些表演、竞赛供人们观赏。机器人还可以用于导游、酒店接待、售货、建筑物清洗等工作。机器人在服务领域有着广阔的应用前景。,水下和太空有着丰富的资源，充满着神秘的色彩，机器人在这些领域大有作为。它们可以用于海底探测、海上打捞、海下侦查等；还可以用于宇宙空间的科学考察，如空间生产和科学实验，卫星和航天器的维修，以及空间建筑的装配等。,机器人与人,机器人的出现进一步解放了人。机器人能代替人完成生产、生活中很多工作单调、重复、劳动强度大的工作，将人从体力劳动中解放出来，并且能提高劳动效率和产品质量等。机器人的出现更好地保护了人。机器人能在有毒（污染）、易燃易爆、灾害等危险与恶虐的环境下代替人或辅助人完成作业、任务，极大地改善了人的劳动条件、降低了伤亡事故。机器人还延伸了人工作和生活的空间。有了机器人，人的工作空间可以上到浩瀚的太空，下至数千米的海底；可以从人能到达的空间，如狭小的管道、人的血管内部等。延伸到人无法到达的空间。有了机器人，人们能够完成高精度、高难度、超清洁度的作业。此外，机器人还能成为一些残疾或者失去自理能力的人提供帮助。,机器人三定律,“不要因为自己走得太远，忘记了我们为什么出发。”,为防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫1940年在我的机器人一书中提出了机器人设计时的三条原则：一、机器人不得伤害人类；二、机器人应服从人类的命令，与第一条违背的命令除外；三、机器人应能保护自己，与第一、二条相抵触者除外。,机器人的未来,随着人们需求的不断发展和科学技术的不断进步，机器人的发展势头越来越迅猛。它们的种类将更加丰富，功能将更加全面，性能将更加稳定，智能化水平将不断提高，应用领域将不断拓展，对人类、社会的影响也会越来越大。,课后思考：选择感兴趣的论题进行讨论。人类的所有工作都能由机器人来完成吗？该不该在军事战争中使用机器人？未来机器人可以有哪些独特功能，应用于哪些独特领域？,课堂小结、评价：,自评：我能简单的阐述出机器人的产生、发展和应用现状为优。他评：他能分析出机器人对经济、社会及人类和环境的影响为优。