簡易機(jī)器人專題講座1機(jī)器人概況.ppt

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,通用技術(shù)課程選修模塊——簡易機(jī)器人制作專題講座一、機(jī)器人概況,一、機(jī)器人概況,1、機(jī)器人定義,2、機(jī)器人歷史,3、機(jī)器人分類,什么是機(jī)器人,許多影視作品中都有“機(jī)器人”的形象。那么什么是機(jī)器人呢？,一、機(jī)器人概況,1、機(jī)器人定義,？,一、機(jī)器人概況,1、機(jī)器人定義,機(jī)器人,一、機(jī)器人概況,1、機(jī)器人定義,現(xiàn)在，國際上對機(jī)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(jī)器人是靠自身動力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機(jī)器人協(xié)會給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的的操作機(jī)；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(jī)器人概況,1、機(jī)器人定義,我國科學(xué)家對機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)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(jī)器”。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)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(jī)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(jī)器人”這個(gè)詞。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)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(jī)器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個(gè)字，甚至可以抽煙，不過離真正干家務(wù)活還差得遠(yuǎn)。但它讓人們對家用機(jī)器人的憧憬變得更加具體。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,1942美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機(jī)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(jī)器人不應(yīng)傷害人類；2、機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；3、機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與第一條相抵觸者除外。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,1948年諾伯特維納出版《控制論》，闡述了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺機(jī)能的共同規(guī)律，率先提出以計(jì)算機(jī)為核心的自動化工廠。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)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(jī)器人，并注冊了專利。這種機(jī)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(dá)特茅斯會議上，馬文明斯基提出了他對智能機(jī)器的看法：智能機(jī)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(gè)定義影響到以后30年智能機(jī)器人的研究方向。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)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(jī)器人。隨后，成立了世界上第一家機(jī)器人制造工廠——Unimation公司。由于英格伯格對工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為“工業(yè)機(jī)器人之父”。,1962年美國AMF公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是萬能搬運(yùn)),與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機(jī)器人，并出口到世界各國，掀起了全世界對機(jī)器人和機(jī)器人研究的熱潮。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,1965年約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制出Beast機(jī)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(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。美國興起研究第二代帶傳感器、“有感覺”的機(jī)器人，并向人工智能進(jìn)發(fā)。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)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(jī)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(jì)算機(jī)有一個(gè)房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺智能機(jī)器人，拉開了第三代機(jī)器人研發(fā)的序幕。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,1969年日本早稻田大學(xué)加藤一郎實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺以雙腳走路的機(jī)器人。加藤一郎長期致力于研究仿人機(jī)器人，被譽(yù)為“仿人機(jī)器人之父”。日本專家一向以研發(fā)仿人機(jī)器人和娛樂機(jī)器人的技術(shù)見長，后來更進(jìn)一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,阿西莫ASIMOAdvancedStepInnovativeMobility高級步行創(chuàng)新移動機(jī)器人,Qrioquestforcuriosity,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,1973年世界上第一次機(jī)器人和小型計(jì)算機(jī)攜手合作，就誕生了美國CincinnatiMilacron公司的機(jī)器人T3。,1978年美國Unimation公司推出通用工業(yè)機(jī)器人PUMA，這標(biāo)志著工業(yè)機(jī)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(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,1984年英格伯格再推機(jī)器人Helpmate，這種機(jī)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(jī)器人擦地板，做飯，出去幫我洗車，檢查安全”。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,1998年丹麥樂高公司推出機(jī)器人(Mind-storms)套件，讓機(jī)器人制造變得跟搭積木一樣，相對簡單又能任意拼裝，使機(jī)器人開始走入個(gè)人世界。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,1999年日本索尼公司推出犬型機(jī)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(shí)候，20分鐘內(nèi)告罄。從此娛樂機(jī)器人成為目前機(jī)器人邁進(jìn)普通家庭的途徑之一。到2002年，大概有10萬人擁有了Aibo。,一、機(jī)器人概況,2、機(jī)器人歷史,2002年美國iRobot公司推出了吸塵器機(jī)器人Roomba，它能避開障礙，自動設(shè)計(jì)行進(jìn)路線，還能在電量不足時(shí)，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(jī)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(jī)器人概況,3、機(jī)器人分類,關(guān)于機(jī)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(fù)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(jī)器人：能幫助人們打理生活，做簡單的家務(wù)活。操作型機(jī)器人：能自動控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。程控型機(jī)器人：按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動作。,一、機(jī)器人概況,3、機(jī)器人分類,示教再現(xiàn)型機(jī)器人：通過引導(dǎo)或其它方式，先教會機(jī)器人動作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。數(shù)控型機(jī)器人：不必使機(jī)器人動作，通過數(shù)值、語言等對機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。感覺控制型機(jī)器人：利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動作。適應(yīng)控制型機(jī)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(jī)器人：能“體會”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。智能機(jī)器人：以人工智能決定其行動的機(jī)器人。,一、機(jī)器人概況,3、機(jī)器人分類,華宇I(lǐng)型弧焊機(jī)器人,一、機(jī)器人概況,3、機(jī)器人分類,弧焊機(jī)器人點(diǎn)焊機(jī)器人,一、機(jī)器人概況,3、機(jī)器人分類,伐根機(jī)器人摘果機(jī)器人,一、機(jī)器人概況,3、機(jī)器人分類,擦玻璃機(jī)器人無人潛水器,一、機(jī)器人概況,3、機(jī)器人分類,排爆機(jī)器人外科手術(shù)機(jī)器人,一、機(jī)器人概況,3、機(jī)器人分類,雙足仿人機(jī)器人球機(jī)器人,