机器人

第一课时

活动内容：机器人常识

活动目的：让学生初步了解什么是机器人

活动准备：投影活动室

活动过程：

机器人常识

机器人历史事件及重要理论

古代机器。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，中国的能工巧匠偃师用动物皮、木头、树脂制出了能歌善舞的伶人，这是中国最早记载的木头机器人雏形。

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。

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，车上木人击木马车鼓一下，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。

机器人的产生

1920年，捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的万能机器人》中，根据Robota和Robotnik两个单词，创造出了“Robot”机器人这个词。从此之后机器人在历史舞台上拉开了序幕。

1939年，美国西屋电气公司制造出家用机器人，它由电缆控制，可以行走，会说话，甚至可以抽烟，让人们对家用机器人更加憧憬。

1942年，美国的西莫夫在的科幻小说中提出“机器人三大定律”：

1.机器人不应伤害人类；

2.机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3.机器人应能保护自己，与前两条条相抵触者除外。

这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。

1948年诺伯特维纳出版《控制论》，阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。

1954年美国人乔治德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作。

1959年美国发明家约瑟夫·英格伯格和德沃尔制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。约瑟夫英格伯格被称为“工业机器人之父”。

1966年斯坦福大学人工智能研究中心发明了谢克机器人（ShakeTheRobot），它是第一台移动机器人它被赋予了有限的观察和环境建模能力，控制它弘提的计算机要填满整个房间。

1969年日本的机器人专家森昌弘出了“恐怖谷理论”：人形玩具或机器人的仿真度越高，超过95%人们越有好感，但当超过一个临界点98%时，这种好感度会突然降低，越像人越反感恐惧，直至谷底，称之为恐怖谷。正因为如此，许多机器人专家在制造机器人时，都尽量避免“机器人”外表太过人格化，以求避免跌入“恐怖谷陷阱”。

国际上机器人比赛

国际上的机器人足球比赛分为两大系列RoboCUP（机器人世界杯）和FIRA（微型机器人世界杯足球比赛）

（1）机器人世界杯（RoboCup）

1992年加拿大不列颠哥伦比亚大学教授 Alan Mackworth 提出机器人进行足球比赛（提出概念）

1992年10月日本草拟了规则和足球机器人模拟系统的开发原型。（原型）1993年6月日本创办机器人比赛命名RoboCup J联赛，随后，更名机器人世界杯 RoboCup 。（创办）

1997年8月23-29日日本名古屋举行比赛（首届比赛）

2008年6月在中国苏州举行了第12届机器人世界杯

（2）微型机器人世界杯足球比赛（FIRA）

1995年韩国科学技术院的金钟焕教授提出比赛

1996年11月在韩国首次举办了微型机器人世界杯足球比赛，以后每年举办一次机器人足球比赛。

机器人的三代发展

第一代机器人：“示教再现”型机器人只具有记忆、存储能力，按相应程序重复作业，但对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。（工业机器人）

第二代机器人：感知型机器人随着传感技术和信息处理技术的发展第二代机器人能够获得作业环境和作业对象的部分有关信息，进行一定的实时处理，引导机器人进行作业。

第三代机器人：智能机器人它具有更完善的环境感知能力，而且还具有逻辑思维、判断和决策能力，可根据作业要求与环境信息自主地进行工作。

主流机器人影视及形象

电影名称及机器人形象总结如下表

序号电影／动画片名称机器人形象电影年份

1 终结者（第一部）T-800 1984年

2 霹雳五号Number 5 1986年

3 机械战警亚历克斯·墨菲1987年

4 剪刀手爱德华爱德华1990年

5 机器管家安德鲁1999年

6 人工智能大卫2001年

7 I,Robot机械公敌尼桑2004年

8 机器人历险记罗德尼2005年

9 变形金刚（第一部）汽车人霸天虎2007年

10 钢铁侠托尼·斯塔克2008年4月

11 机器人总动员瓦力2008年6月

12 铁臂阿童木阿童木2009年

13 铁甲钢拳亚当2011年

14 机器人启示录艾克斯2012

15 环太平洋机甲猎人2013年

16 超能陆战队大白2014年

17 超能查派查派2015年

机器人定义及组成

机器人定义

机器人是自动控制机器Robot的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想的机械（模拟其他生物）。

理想中的高仿真机器人是整合了控制论、机械、电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。所以机器人是综合微电子技术，自动化控制技术，机械学，计算机等学科综合成果

机器人系统基本结构：机械部分、传感部分、控制部分

机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

机器人驱动

机器人驱动方式：电力驱动液压驱动，气压驱动。

电机是发电机和电动机的统称，电机通常分为直流电机和交流电机，交流电机分为异步电机和同步电机两类。人们对电机的要求是体积小，高速，高精度。

机器人的特点

机器人能力的评价标准包括：

1.智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；

2.机能，指变通性、通用性或空间占有性等；

3.物理能，指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。

4.活动范围：机器人就是具有生物功能的实际空间运行工具，可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。

各类机器人特点