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1、全国青少年机器人等级考试 一二级教学概述及教学安排 A 机器人常识 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的部分工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”1.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只有几十年的历史，但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
2、种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。在我国的西周时期，中国的能工巧匠偃（yn）师用动物皮、木头、树脂制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的木头机器人雏形。公元 2 世纪，古希腊人发明了最原始的机器人自动机。它是以水、空气、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，它每行一里，车上木人击木马一下，每行十里击钟一下。三国时期，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。使蜀道之难的运输变得相对轻松。（可以讲一下故事，集中学生的注意力）。机器人的产生：1920 年，捷克斯洛伐克作家卡雷尔恰佩克
3、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。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，美国科幻巨匠阿西莫夫在他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，与第一第违背的命令除外；3.机器人应能保护自己，与前两条相抵触者除外。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。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 Unimate 尤
4、尼梅特，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，因此具有通用性和灵活性。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，并成立了世界上第一家机器人制造工厂，因此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，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，控制它的计算机要填满整个房间。1969 年，日本的机器人专家森昌弘提出了“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时，这种好感度会突然降低，越像人越反感恐惧，直到谷底，所以许多机器人专家在制造机器人时，都尽
5、量避免“机器人”外表太过人格化，以求避免跌入“恐怖谷陷阱”。国际上机器人的比赛：1.国际上的机器人足球比赛分为两大系列（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 AlanMackworth 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和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RoboCupJ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 月在中国苏州举办了第
6、12 届机器人世界杯（2）微型机器人世界杯足球比赛（FIRA）1995 年(JongHwanKim)教授提出 1996 年 11 月，韩国首次举办了微型足球比赛(即 FIRAMiroSot96)，以后每年举办一次机器人足球比赛。机器人三代发展：第一代：“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：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。（门口的欢迎机器人）第三代：智能机器人，它具有更完善的环境感知能力，而且还具有逻
7、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。（动画片中的机器人）。2.机器人相关电影 序电影动画片名机器人主演 电影年份 号 称 1 终结者（第一部）T-800 1984 年 2 霹雳五号 Number5 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
8、 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（小说改编未拍完）15 环太平洋 机甲猎人 2013 年 16 超能陆战队 大白 2014 年（美国上映）17 超能查派 查派 2015 年 3.机器人定义及组成 机器人的定义：它是自动控制机器 robot 的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想模拟其他生物的机械。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，所以机器人是综合微电子技术，自动化控制技术，机械学、计算机等学科的综合成果。机器人系统基本结构：
9、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。4.各类机器人的特点：工业机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作，所以工业机器人具有以下特点：1.对工作环境有很强的适应能力，能够代替人类在有害场从事危险工作。（比如排雷、潜水机器人）2.动作准确度高，可保证产品质量的稳定性。3.能高强度在环境中从事单调简单的劳动。4.具有很广泛的通用性。医用机器
10、人的特点：1.不能发生错误动作；2.非专业人员也可以正确使用；3.对医生提供有效的帮助。4.可以直接与人接触（不担心被感染或传染）。5.机器人在航空航天中的应用 20 世纪火星探测器 1.2001 年 4 月 7 日，美国发射”探测器 2.2003 年美国发射两架火星探测车，2004 年初成功登陆，分别是勇气号(Spirit,MER-A)机遇号(Opportunity,MER-B)A 作业（机器人常识）一、单选题。1.首届机器人世界杯在哪举办？（日本）A.法国 B.日本 C.美国 D.英国 2.机器人控制系统从基本原理和系统结构上可以分成哪两类？（A）A.非伺服型系统和伺服型系统 B.Wind
11、ows 系统和苹果系统。C.仿真型系统和非仿真型系统 D.大系统和小系统。3.（英格伯格）被称为“工业机器人之父”。A.阿西莫夫 B.英格伯格 C.诺伯特 D.弗里茨 4.下面哪个不是机器人系统的基本结构？（B）A.机械本体 B.人 C.计算机控制系统 D.传感系统。5.工业机器人出现是在（20）世纪。A.18B.19C.20D.21 6.机器人三定律由谁提出？（阿西莫夫）A.美国科幻家艾萨克?阿西莫夫。（在环舞短篇小说中提出机器人三定律）B.乔治?德沃尔。（工业机器人先驱，创造世界第一台可编程机器人-尤尼梅特）C.意大利作家卡洛?洛伦齐尼。（写出匹诺曹）D.捷克剧作家卡尔?恰佩克。（在戏剧创
12、造出“机器人”一词）7.机器人的英文单词是？（B）A.BoterB.RebotC.RobotD.Botre 8.中国在哪年首次举办机器人世界杯？（2008 年 6 月苏州）A.1999B.2004C.2006D.2008 9.随着机器人的越来越多样化，想实现机器人精密控制，对电机的要求有。（B）A.体积大 B.体积小、高速高精度 C.价格昂贵 D.没什么要求 10.下面哪个机器人会说话？（C）A.但丁机器人。（八脚机器人，探索火山）B.探路者机器人。（探索火星）C.菲比娃娃机器人。（会说话）D.谢克机器人。（第一台移动机器人）11.机器人的定义中，突出强调的是？（B）A.具有人型 B.感知能力
13、强 C.像人一样的活着 D.模仿人的功能。12.国际上最具影响力的两大世界杯机器人足球赛是什么？（B）A.奥运会 B.RobotCup/FIRAC.FIFAD.欧洲杯 13.机器人能力评价不包括哪个？（C）A.智能 B.机能 C.生物能 D.活动范围。14.1966 年谢克机器人诞生，关于谢克机器人下面说法正确的是？（D）A.第一台潜水机器人 B.第一台飞行机器人 C.第一防水机器人 D.第一台移动机器人 15.关于机器人“恐怖谷理论”，下面说法正确的是？（D）A.由美国机器人专家提出。（应该是由日本机器人专家森昌弘提出）B.人类不喜欢机器人。C.机器人不喜欢人类。D.随着机器人的拟人程度增加
14、，人类对它的好感度就会改变。16.首届机器人世界杯在哪年举办？（1997 年名古屋）A.1992B.1995C.1997D.1999 17.我国最早的机器人是在什么时候？（D）A.唐朝 B.清朝后期 C.解放后 D.西周时期。二、多选题 1.下面哪些是机器人三定律？（ABC）A.机器人不得伤害人类，或坐视人类受到伤害。B.除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命令。C.在不违背第一及第二法则下，机器人必须保护自己。D.机器人可以偶尔伤害人类。2.2004 年初，美国两架火星探测车成功登录，包括下面哪个？（BD）A.神奇号 B.机遇号 C.勇气号 D.好奇号 3.服务机器人主要从事工作有？（AC
15、D）A.清洁 B.焊接 C.监护 D.保安 4.机器人综合哪些学科的成果而诞生。（ABCD）A.微电子技术 B.自动化控制技术 C.机械学 D.计算机。5.智能机器人主要包括哪些方面的能力。（ABC）A.感知能力 B.思维能力 C.行为能力 D.超能力。6.工业机器人具有哪些特点？（ABCD）A.对工作环境有很强适应能力，能代替人在有害场所从事危险工作。B.动作准确性高，可保证产品质量的稳定性。C.能高强度地在环境中从事单调重复的劳动。D.具有很广泛的通用性。7.机器人传感器应该具有的要求？（CD）A.体积大 B.抗干扰性差 C.体积小 D.抗干扰性强。8.医用机器人具有哪些特征？（ABCD）A.不能发生错误动作 B.非专业人员也可以正确使用。C.对医生提供有效的帮助 D.可以直接与人接触。三、判断题 1.第十二届机器人世界杯在中国举办。（正确）2.机械手不能称为机器人。（错误）3.“机器人”就一定是人型的。（错误）4.世界第一台可编程机器人叫“尤尼梅特”。（正确）5.机器人“恐怖谷理论”认为当机器人与人类相似度超过 95%的时候，人类就会对机器人产 生正面的情感。（正确）