机器人与机器人足球

仿生机器人
Boston Dynamics
清洁机器人 - Unstrucutred
• • • • 水池 窗户 地板 飞机
新型机器人
• 危险环境
– 核电站
• 监测
第四次浪潮：人本机器人
• 与人实时共存于动态不确定的环境
• 与人类用户进行智能交流: 人-机器人交互
• 自适应和调整，而不是工业机器人中的高速及 精确定位 • 失效恢复（fail-safe）, 即有冗余传感器，处理器 及激活装置.
I, Robot（机械公敌）
Asimov’s（阿西莫夫）机器人三法则 • A robot may not injure a human being, or, through inaction, allow a human being to come to harm.
– 机器人不能伤害人，不允许人伤害自己
– 软件相关专业
• 智能与策略设计
– 电类专业
• 机器人控制电路设计
第一讲、机器人与机器人足球概 论
主要内容
• 历史回顾
– 机器人第一次浪潮 (1920’s)
– 机器人第二次浪潮(1950’s) – 机器人第三次浪潮(1980’s)
– 机器人第四次浪潮(2000’s)
• 机器人足球 • 机器人足球在地大
• 抛光机器人
• 零件检测机器人
• 医疗/手术机器人
这些机器人在固定环境下高速高精度运转
食物加工机器人
• 切 • 垛码 • 包装
机器人第三次浪潮
• 1986, R. Brooks教授发明基于行为的机器人“Behaviourbased Robotics”. • 机器人从固定环境走向不确定的环境 • 1990开始，机器人向服务业并走向家庭
Honda Asimo, 2001
机器人第一次浪潮
• 捷克作家Karel Capek’s首次使用robot，1921在 play R.U.R • 25年来， robots一词不断在科幻小说中出现，主要有: – Fritz Lang’s 1926，无声电影 Metropolis，其主角是 Robotrix, 一个机器人用来压迫工人. – 各种机器人“表演”，包括1939世博会上的 Westinghouse’s Electro • 但缺乏实际应用
微型机器人
人形机器人
2006年 首次 参加FIRA中 国机器人足 球比赛的机 器人
人形机器人
人形机器人
2007年中国武汉思远+1杯中国机器人足球比赛获四项亚军 2007年美国旧金山机器人世界杯勇夺七项全能等三项季军，
机器人舞蹈
2007年中国 武汉思远+1 杯中国机器 人足球比赛 获四人组亚 军
• 经验学习：从成功和失败
康复传感器与机器人
personal robot assistants
video-based monitoring & behavior assessment
wearable computing
implantable biosensors
robotic motion assists & prosthetics
–人工智能 –先进制造 –高性能传感器 –先进机电控制 –通讯技术
国际机器人足球赛（FIRA)
主要赛事
• • • • • MiroSOT SimuoSOT HuroSOT Khepera MiniSOT
机器人小车
国际机器人足球赛（ROBOCUP）
主要赛事
• 仿真
–RoboCUP 2D –RoboCUP 3D
名人的机器人观
• CLB: If you were a soon-to-graduate college senior or Ph.D. and you didn't have any "baggage", what kind of research would you want to do? Or would you even choose research again? • Knuth: I think the most exciting computer research now is partly in robotics, and partly in applications to biochemistry. Robotics, for example, that's terrific. Making devices that actually move around and communicate with each other. Stanford has a big robotics lab now, and our plan is for a new building that will have a hundred robots walking the corridors, to stimulate the students. It'll be two or three years until we move in to the building. Just seeing robots there, you'll think of neat projects. These projects also suggest a lot of good mathematical and theoretical questions. And high level graphical tools, there's a tremendous amount of great stuff in that area too. Yeah, I'd love to do that... only one life, you know, but...
娱乐机器人
机器鱼
全自主机器车
穿过沙漠、穿过城市
人工智能与机器人足球
• 国际象棋：深蓝vs Kasparov(1997)
•
Result
– – – – – – 1 2 3 4 5 6 Kasparov Deep Blue Draw Draw Draw Deep Blue
机器人足球
• • • • 2050 人VS机器人 多智能体智能与协调 多学科交叉 高技术
• A robot must obey orders given it by human beings, except where such orders would conflict with the First Law.
– 机器人必须服从人类，除非与第一条矛 盾
I. Robot
• A robot must protect its own existence as long as such protection does not conflict with the First or Second Law.
• • • • •
Sony四腿 HuroSOT 小型 中型 救援
中型组
地大机器人
仿真机器人足球
Biblioteka Baidu
小车型足球机器人
类人型机器人足 球
机器人舞蹈
飞行机器人、机器鱼
地大机器人研究与开发
• 仿真机器人
• 足球机器人小车
• 类人机器人足球 • 类人机器人舞蹈
仿真机器人
2004年 （韩国）获世界杯机器人足球 亚军、季军 2005年 （新加坡）获世界杯机器人足球 冠军、亚军 2006年 （德国）获世界杯机器人足球 亚军、季军 2007年 （美国）获世界杯机器人足球 两项季军
medical robotics
robotic mobility aids
robotic exercise & rehabilitation
Health care economics
Bioethics
医疗服务机器人
• • • • • 关节, 脑手术 遥操作 最小化创伤 精确 输送
家庭安全
• 智能运动 • 与人交互 • 智能通讯
– 在不违反１，２的情况下，机器人应该尽量 保护自己
机器人第二次浪潮
• 1950’s 工业机器人突破
– 受原子弹计划的驱动，1947美国国家实验室试验首次遥操作 – 1948年力反馈，1958跟随TV系统
• 第一台计算机 (ENIAC)于1945建立 • 1948, 维纳出版控制论“Cybernetics”, 构画出其控制与通讯的蓝图
• 智能机器人与服务机器人，开始服务于人类
• 2003年末,全世界售出民约610,000个自动吸尘器和除草机 • 联合国预测，到2007年将有470万服务和个人机器人 • 服务机器人的特点：自动、交互、智能、陪伴
仿生机器人
• 仿昆虫的群集机器人
– 每个都具有简单的传感器和共同特性 – 他们可以通过自组织, 合作和自组装来完成特定的任务， 如捕食
机器人与机器人足球
信息工程学院 罗忠文
讲课主要内容
• 机器人足球的发展历史、现状及主要类 型 • 仿真机器人足球及其程序设计方法 • 半自主机器人足球及其体系结构与软硬 件开发方法 • 类人型机器人足球及其软硬件开发方法 • 类人型机器人舞蹈设计
机器人足球实践
• 按专业进行划分
– 机械专业
• 设计小车：先尝试画小车的图 • 设计人型机器人：画人型的构建
• 1954, George Devol和Joseph Engelberger建立 Unimation Ltd. 公司开发程 控机器人
• 1956 John McCarthy造出 “人工智能”一词，并在 1958开发出 LISP语言
工业机器人
• 焊接机器人
• 喷漆机器人
• 组装操作机器人 • 邮局分信机器人
课程简介及要求
• 考勤：4次（每次１5分） • 课程报告：１次（2０分） • 实验与报告：４次（共２0分）
课程调查
• 姓名 学号 所在院系 所学专业 • 实验内容
– 全自主机器人小车
• 实验时间
– 周六或者周日的某个时间 – 具体化 – 小组实验