机器人(教案1)

机器人

一、教学目的

了解机器人的相关知识，知道机器人与人类有着密切的关系。了解机器人的发展历史，感受科技的飞速发展，激发同学们对机器人相关知识的兴趣。

二、教学重点

机器人的概念、机器人与人类的关系、机器人的分类、组成及发展、未来

三、教具：电脑，U盘

四、教学过程

同学们，看到这张图片是不是有熟悉的感觉？它就是科幻电影《变形金刚》中的汽车人领袖—擎天柱。擎天柱可以变形成集装箱卡车（内置防御炮塔和小滚珠）。它正直、博爱、善良、亲和、顾全大局、喜怒不形于色等领袖气质深入人心，成为“变形金刚”中最经典的代表人物之一。

酷爱“星战”的同学们都一定喜欢可爱的R2D2。它圆头圆脑，雪白的身子，蓝色的配件，头顶的摄像头和闪烁的红灯更是引人注目。虽然《星球大战》系列出现过无数稀奇古怪的机器人，但没有一个像这个家伙长得如垃圾桶一般。但它又极其的重要，是一个典型的机智、勇敢、而又鲁莽的宇航技工机器人，憨态可掬和忠主的表现是让人最容易记住的星球大战中的机器人。它不但会修理，还是个通讯高手，兼庞大的电脑资料库。最重要的是，它非常友善，而且听话。

R2不止一次在关键时刻扭转乾坤。他那小巧的身体只有0.96米

高，却塞满了装有各种工具的附加臂，这使他成为了一个了不起的太空船技工和电脑接口专家。

终结战士T-800那强壮的外表下一副恐怖的金钢骨架，它从烈火中爬起追杀人类的场面已经成为经典形象。除了无穷的动力，恐怖的杀人手段，强大的资料库，它居然还披了一张人皮，把属于机器人的金属骨架完全隐藏起来，然后再身穿人类的服装，随时可以从人群中冲出来结果你。在它的身上，集中体现了人类对于失控的力量的看法：强大、麻木、冷酷、毫无感情。

这又是谁呀？它是机器人总动员里的瓦力。机器人瓦力已经在地球上孤独地生活几百年了，他的任务就是清理地球上堆积如山的垃圾。有一天一艘飞船突然降落，一个女机器人伊娃来到地球执行搜寻任务，瓦力爱上了伊娃，并跟随着她展开了一场充满奇幻的太空之旅。

同学们，看到这些图片想到了什么？这就是我今天要给大家介绍的——机器人

1、认识机器人

机器人（Robot）是一种具有高度灵活性的自动化机器，具备一些与人或生物相似的智力，如感知能力、动作能力、规划能力等。

“机器人”一词的起源：1920年，在前捷克斯洛伐克作家雷尔. 在科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中首次提到Robota（捷克文“苦工，劳役”）Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。

机器人的定义：一般来说，机器人是靠自身动力和控制能力来实现

各种功能的一种机器。美国机器人协会（RIA）的机器人定义：“机器人是一种可编程序、多功能的、用以搬运材料、零件、工具的操作机器；或是通过可改变程序动作来完成各种作业的特殊机械装置。”

机器人三原则：

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，与第一条相抵触者除外。

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。

机器人与人类社会的关系

1）机器人进一步解脱了人类的繁重劳动。

代替人从事单一的，繁重的体力劳动。如家用地板清洁机器人，使人免去繁重的家务。

2）机器人可以保护人类。

代替人在有毒，易燃易爆，灾害等危险与恶劣的环境下，完成工作任务。例如核电站的维修检测机器人，军用的地雷探测机器人，在火星上的探测机器人，水下6000米的海洋探测机器人。

3）机器人延伸了人工作和活动的空间。

如火星探测机器人，可以将在火星获取的珍贵图片传到地球，犹如人站在火星表面。医用手术机器人可以辅助医生完成高精度的脑部神经手术。

机器人有三个基本特征：

大脑：自动控制的程序。

身体：一定的结构形态。

动作：具有完成一定动作的能力。

2、机器人的分类：

诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。

中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。所谓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。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：空间机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、服务机器人、农业机器人、医用机器人等。

工业机器人： 焊接机器人

● 代替人类从事危险的焊接工作

● 焊接时，可以精确地焊接很复杂的部分

装配机器人

● 从事简单的重复性的组装工作

● 可以像人手一样进行组装

机器人及输送线物流自动化系统

特种机器人：

美国NASA 的火星探险机器人“勇气”号

（2）特种机器人

空间机器人 水下机器人 军用机器人 教学机器人 服务机器人 娱乐机器人 医用机器人

SONY公司的娱乐机器人QRIO（仿人型机器人）

我国的警用反恐防暴机器人

这是美国XOS 2，是由一系列结构、传感器、执行机构和控制器组成的，主要利用高压液压驱动，堪称真实版的“钢铁侠战衣”，有强力和精细两种可调节的状态模式。穿上它，在强力模式的状态，你可以立刻提升你的负重，并且能量倍增，可以搬动好几个人才能搬动的东西。一拳出去还可以轻松劈碎多块夹有砖头的木板。而在精细状态时，你能轻松地完成各种重复性的动作，甚至用来颠球都可以变得驾轻就熟。雷声公司希望先将XOS 2外骨骼系统推广到军方使用，令战场上的士兵可以轻松举起重型武器或其他设备。

医用机器人

这是达芬奇手术机器人，它由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统。FDA已经批准将达芬奇机器人手术系统用于成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术。达芬奇外科手术系统是一种高级机器人平台，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。

水下机器人