机器人发展史-ppt

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机器人发展史
• • 机器人的历史并不算长,1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人,机器人的 历史才真正开始。 格在大学攻读伺服理论,这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于 1946年发明了一种系统,可以“重演”所记录的机器的运动。1954年,德沃尔又获得可编程机械手 专利,这种机械手臂按程序进行工作,可以根据不同的工作需要编制不同的程序,因此具有通用性 和灵活性,英格伯格和德沃尔都在研究机器人,认为汽车工业最适于用机器人干活,因为是用重型 机器进行工作,生产过程较为固定。1959年,英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。 这种机器人外形有点像坦克炮塔,基座上有一个大机械臂,大臂可绕轴在基座上转动,大臂上又伸 出一个小机械臂,它相对大臂可以伸出或缩回。小臂顶有一个腕子,可绕小臂转动,进行俯仰和侧 摇。腕子前头是手,即操作器。这个机器人的功能和人手臂功能相似。 它成为世界上第一台真正的实用工业机器人。此后英格伯格和德沃尔成立了“尤尼梅逊”公司,兴 办了世界上第一家机器人制造工厂。第一批工业机器人被称为“尤尼梅特”,意思是“万能自动”。 他们因此被称为机器人之父。1962年美国机械与铸造公司也制造出工业机器人,称为“沃尔萨特 兰”,意思是“万能搬动”。”尤尼梅特”和“沃尔萨特兰”就成为世界上最早的、至今仍在使用 的工业机器人。 据说文艺复兴时期,既是杰出画家、又是科学家的达.芬奇,曾设计出了一款机器人。 近百年来发展起来的机器人,大致经历了三个成长阶段,也即三个时代。第一代为简单个体机器人, 第二代为群体劳动机器人,第三代为类似人类的智能机器人,它的未来发展方向是有知觉、有思维、 能与人对话。
第1代
第二代是有感觉的机器人:它们对外界环境有一定感知能力,并具有 听觉、视觉、触觉等功能。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:有触觉的机械手可轻松自如地抓取鸡蛋,具有嗅觉的机 器人能分辨出不同饮料和酒类。 似的
第2代
第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力,而且还具有独 立判断和行动的能力,并具有记忆、推理和决策的能力,因而能够 完成更加复杂的动作。中央电脑控制手臂和行走装置,使机器人的 手完成作业,脚完成移动,机器人能够用自然语言与人对话。 智能 机器人的“智能”特征就在于它具有与外部世界——对象、环境和 人相适应、相协调的工作机能。从控制方式看,智能机器人不同于 工业机器人的“示教、再现”,不同于遥控机器人的“主—从操 纵”,而是以一种“认知—适应”的方式自律地进行操作。 智能机器人在发生故障时,通过自我诊断装置能自我诊断出故 障部位,并能自我修复。今天,智能机器人的应用范围大大地扩展 了,除工农业生产外,机器人应用到各行各业,机器人已具备了人 类的特点。机器人向着智能化、拟人化方向发展的道路,是没有止
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Leabharlann Baidu
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第一代机器人属于示教再现型,第二代则具备了感觉能力,第 三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力, 而且还具 有独立判断和行动的能力。 英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人,属 于示教再现型,即人手把着机械手,把应当完成的任务做 一遍,或者人用“示教控制盒”发出指令,让机器人的机 械手臂运动,一步步完成它应当完成的各个动作。 20世纪70年代,第二代机器人开始有了较大发展,第二代 机器人则对外界环境实用阶段,并开始普及。 第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力,而且 还具有独立判断和行动的能力,并具有记忆、推理和决策 的能力,因而能够完成更加复杂的动作。中央电脑控制手 臂和行走装置,使机器人的手完成作业,脚完成移动,机 器人能够用自然语言与人对话。 智能机器人在发生故障时,通过自我诊断装置能自我诊断 出故障部位,并能自我修复。今天,智能机器人的应用范 围大大地扩展了,除工农业生产外,机器人应用到各行各 业,机器人已具备了人类的特点。机器人向着智能化、拟 人化方向发展的道路,是没有止境的。机器人是虽然外表 可能不像人,也不以人类的方式操作,但可以代替人力自 动工作的机器。后来美国著名科普作家艾萨克.阿西莫夫为 机器人提出了三条原则,即“机器人三定律”: 第一定律——机器人不得伤害人,或任人受到伤害而无所 作为; 第二定律——机器人应服从人的一切命令,但命令与第一 定律相抵触时例外; 第三定律——机器人必须保护自身的安全,但不得与第一、 第二定律相抵触。 这些“定律”构成了支配机器人行为的道德标准,机器人 必须按人的指令行事,为人类生产和生活服务。
结束
• • 高二(4)班 陈嘉杰
境的。
第3代机器人
1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶,并 在大阪的道顿堀演出。 18世纪末, 日本人若井源大卫门和源信在此基础上进行了改 进,制造出了端茶玩偶。它是木质的,发条和弹簧则是用鲸鱼须 制成的,它双手捧着茶盘,如果把茶杯放在茶盘上,它便会向前 走,把茶端给客人,客人取茶杯时,它会自动停止行走,客人喝 完茶把茶杯放回茶盘上时,它就又转回原来的地方。若在客厅里 有这样一个玩偶,一定会给人们增添许多乐趣。 法国的机械师鲍堪松小时候就擅长搞发明创造,幻想用机械 制造出与真的动物一样的“机械动物”。1738年,他制造出带有 齿轮的铁鸭子。它能惟妙惟肖地模仿真正的鸭子的动作,当时的 百科词典中有详细的描写,德国大诗人歌德后来见到过这个铁鸭 子,并且还记到日记中。 鲍堪松还制造过会吹笛子的牧童。它坐在基座上,高170厘 米,能吹12首不同的曲子。牧童用嘴向长笛的圆孔吹气,使笛子 发出响声,它的手指在笛子上的其他圆孔上来回按动,使长笛的 声音发生变化。牧童吹笛子的时候,鲍堪松还亲自用铃鼓伴奏。 记载和传说难免溢美之词,但鲍堪松的创造却是确有其事。 鲍堪松制造的“自动偶人”,曾向巴黎公众展出过,当时轰 动了整个欧洲。鲍堪松还制造过“机械驴”。1742年,这位发明 家计划制造一台自动织布机,里昂的织布工人知道后,怕自动织 布机与他们竞争,决定狠狠揍鲍堪松一顿。于是鲍堪松就制造了 一个能在普通织布机上使用的“机械驴”。有人说这是第一个 “工业机器人”,因而把鲍堪松誉为欧洲的机器人之父。
◆ 未来的机器人: 在21世纪,在人的控制下,在改造自然、发展生产的事 业和家庭生活中,将会出现更多更好的机器人。 会有灭火的机器人,它身行敏捷,不仅在熊熊烈火之中 来去自如,而且不管哪里冒烟、起火,它都能及时发现,赶 到现场,将火灾隐患消灭。 会有检修汽车机器人,只要把车摆上检修台,它用眼一 扫,耳朵一听,立即就会查出毛病的部位和原因,进行修理, 只需几分钟。 会有边防机器人,24小时连续值勤,万无一失。不管白 天、黑夜、风雨、冰雪天气,一有敌情,它就能马上采取措 施,封锁边境线。同时通知空中、地面报警系统,监视敌人 行动,使任何人也不能越境一步。 还会有海洋开发机器人,它们能潜入海中勘察、取样、 化验,很快制定出开发方案,有条不紊地下海作业,把海底 的宝藏献给人类。 有科学家预言:生物机器人将在20年后问世;而智能机 器人的发展使机器人具有自我学习的功能,它会自己作出判 断,发出指令……
自动偶人
◆ 机器人的未来:
在已经过去的20世纪,机器人的家族逐渐发展、壮大。在科学技术高度发展的今天,你能预测下一 世纪的机器人会是什么样子呢?对于现有机器人的功能,这个人丁兴旺的大家族又会对人类的文明和社会 的进步产生怎样的影响呢? 1.机器人会越来越小 目前各国的研究现状而言,表明微型机器人大多还处于实验室或原型开发阶段,但可以预见,将来微 型机器人将广泛出现。 由德国工程师莱纳尔· 格茨恩发明的微型机器人,可直接由针头注射进入人体血管、尿道、胆囊或肾脏。 它依靠微型磁铁驱动器前进,由医生通过遥控器指挥,既可用于疾病诊断,也可用于如动脉硬化、胆结石 等管腔阻塞类疾病治疗。还能听从医生指挥,将药物直接送达到需要医治的患病器官,以取得更好的治疗 效果。当这种微型机器人工作完成后,医生便可以像抽血那样用针头将它抽出来。 未来,将会有可以进入人体血液循环系统的功能齐全的医用微型机器人,能进入工业上的小管道甚或 裂缝,进行检测与维护的工业用微型机器人,以及各种微型传感器、微型机电产品,如掌上电视等。在军 事上,将有小如昆虫的飞行器,用于侦察敌情;装有自动驾驶系统,能在海底航行数年的微型潜艇…… 2.机器人会越来越聪明 现在的智能机器人,它的智力最高也只相当于两三岁幼儿的智力水平。在将来,高智能的机器人将越 来越多,其智力水平也一定会不断提高,慢慢地达到七八岁、十几岁少年甚至青年人的智力水平。 20世纪90年代后期,为促进智能机器人的发展,日本、韩国等国家相继发起举行机器人足球世界杯赛, 并成立了相应的协会。机器人足球赛涉及多机器人的动作协调、系统控制等前沿的课题。可以说,每一场 机器人足球赛实际上都是世界各国机器人发展水平的一场较量。 也许在将来的某一天,就如同1996年世界国际象棋冠军卡斯帕罗夫输给了计算机“深蓝”一样,我们 会看到世界顶尖级的球员组成的“超级联队”也对付不了的机器人球队,你相信吗?
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