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1、让让我我们们走走进进机机器器人人世世界界Robot无所不能无所不能?机器人将超机器人将超过人人类?机器人会攻机器人会攻击人人类?成成为人人类的的敌人人吗?机器人长啥样?机机器器人人是是怎怎样工工作作的的?机器人与人类机器人与人类走进机器人世界走进机器人世界主讲:刘秋平主讲:刘秋平机器人与人类机器人与人类一、影片中的机器人二、走进机器人三、现实中的机器人四、华罗庚中学机器人社五、展望将来的机器人一、影片中的机器人一、影片中的机器人机器人总动员变形金刚终结者机械公敌 二、走进机器人二、走进机器人1.什么是机器人?-小说家的定义出人意料的是,机器人的定义并非首先出人意料的是,机器人的定义并非首先由科
2、学家提出,而是科幻小说家所赐予。由科学家提出,而是科幻小说家所赐予。1886年,法国作家利尔亚当在其小说年,法国作家利尔亚当在其小说将来的夏娃中提出,机器人应由四将来的夏娃中提出,机器人应由四部分组成:生命系统、造型解质、人造部分组成:生命系统、造型解质、人造肌肉、人造皮肤。肌肉、人造皮肤。而而“机器人机器人”这一名词,是这一名词,是1920年由捷克年由捷克科幻作家恰佩克所提出的。捷克语中,科幻作家恰佩克所提出的。捷克语中,“机器人机器人”正是奴隶的意思。正是奴隶的意思。二、走进机器人二、走进机器人1.什么是机器人?-科学家的定义1967年于日本召开的第一届机器人学术会年于日本召开的第一届机器
3、人学术会议上,日本学者提出:议上,日本学者提出:“机器人是一种具有机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机器移动性、个体性、智能性、通用性、半机器半人类性、自动性、奴隶性等特征的柔性机半人类性、自动性、奴隶性等特征的柔性机器。器。”1987年国际标准化组织对工业机器人进行的年国际标准化组织对工业机器人进行的定义是:定义是:“工业机器人是一种具有自动限制工业机器人是一种具有自动限制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。程操作机。”我国科学家对机器人的定义是:我国科学家对机器人的定义是:“机器人是机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机
4、器具一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相像的智能实力,如感知备一些与人或生物相像的智能实力,如感知实力、规划实力、动作实力和协同实力,是实力、规划实力、动作实力和协同实力,是一种具有高度敏捷性的自动化机器。一种具有高度敏捷性的自动化机器。”二、走进机器人世界二、走进机器人世界2.机器人的发展历史 真正意义上真正意义上“现代机器人现代机器人”的出的出现,是在现,是在1948年核技术发展背景年核技术发展背景下,美国原子能委员会阿尔贡探下,美国原子能委员会阿尔贡探讨所开发了机械式的主从机械手。讨所开发了机械式的主从机械手。当时因核辐射影响,人类无法进当时因核辐射影响,人类无法进入
5、被探讨区域,机器人应运而生。入被探讨区域,机器人应运而生。二、走进机器人世界二、走进机器人世界2.机器人的发展历史1952年,由美国年,由美国MIT公司研发的第一台数控机公司研发的第一台数控机器人,为机器人开发奠定了基础。器人,为机器人开发奠定了基础。机器人最早转化成商业产品进行推广是在机器人最早转化成商业产品进行推广是在1962年,由美国年,由美国AMF公司推出示教再现式好公司推出示教再现式好用机器人运用于工业生产。用机器人运用于工业生产。1970年,在美国召开第一届国际工业机器人年,在美国召开第一届国际工业机器人学术会议。学术会议。80年头起先,随着传感技术和智能技术的发展,年头起先,随着
6、传感技术和智能技术的发展,机器人技术进入机器人技术进入“智能机器人智能机器人”探讨阶段。机器探讨阶段。机器人的智能化是指,将视觉、触觉、力觉、接近人的智能化是指,将视觉、触觉、力觉、接近觉等技术添入机器人系统,以提高机器人适应觉等技术添入机器人系统,以提高机器人适应实力,扩大机器人应用范围。实力,扩大机器人应用范围。二、走进机器人二、走进机器人3.机器人的工作原理 机机器器人人一一般般由由程程序序限限制制,具具有有人人或生物的某些功能。或生物的某些功能。智智能能机机器器人人可可以以通通过过传传感感器器了了解解外外部部环环境境或或自自身身状状态态的的变变更更,可可以以做出自己的逻辑推理、推断与决
7、策。做出自己的逻辑推理、推断与决策。计计算算机机是是机机器器人人的的大大脑脑,传传感感器器是是机机器器人人的的感感觉觉器器官官,输输入入/输输出出设设备备是是人人与与机机器器人人的的交交互互工工具具,常常用用的的有有显显示示器器、键键盘盘、示示教教盒盒、打打印印机、网络接口等。机、网络接口等。二、走进机器人二、走进机器人环境听觉视觉感觉记忆分析综合判断肌肉四肢器官行为人类的行为过程人类的行为过程二、走进机器人二、走进机器人环境声音传感器光电传感器其他传感器存储编译计算判断驱动器显示器其他组件行动机器人工作原理机器人工作原理二、走进机器人二、走进机器人3.机器人的工作原理人人I/O设设备备计算机
8、硬件及计算机硬件及软件软件驱动驱动器器机器人本机器人本体体传感器传感器机器人控制系统的基本构机器人控制系统的基本构成成三、现实中的机器人三、现实中的机器人 日本的智能机器人“ASIMO”能自主走路、跑步、上下楼梯、踢足球、跳舞、躲避障碍物等,而且还具备较强的“交际”和“接待”实力能登台指挥交响乐团能登台指挥交响乐团 能能推推断断人人的的动动作作并并做做出出相相应应的的反反应应,有有团团队队协协作作实实力力,较较为为空空闲闲的的Asimo能能帮帮助助同同伴伴工工作作,其其视视频频识识别别系系统统还还能能够够更更好好的的推断路径,避开与其他机器人冲突。推断路径,避开与其他机器人冲突。福岛核电站事故
9、中的机器人焊接机械手臂汽车装配机械手臂水下机器人水下机器人 海底压力特别大,而且环境恶劣,水下机器人海底压力特别大,而且环境恶劣,水下机器人必需具有足够的抗压实力和密封性能,它可以用必需具有足够的抗压实力和密封性能,它可以用于沉船打捞、海上救生、光缆铺设,资源勘探和于沉船打捞、海上救生、光缆铺设,资源勘探和开采等。开采等。水下机器人可以分为两大类:一类是有缆水下水下机器人可以分为两大类:一类是有缆水下机器人,母船通过电缆向机器人供应动力,人可机器人,母船通过电缆向机器人供应动力,人可以在母船上遥控机器人;另一类是无缆水下机器以在母船上遥控机器人;另一类是无缆水下机器人,自带能源,能自主潜航和操
10、作,依靠自身的人,自带能源,能自主潜航和操作,依靠自身的自治实力来完成人赐予的使命。自治实力来完成人赐予的使命。美国美国CURV3型有缆遥控水下机器人型有缆遥控水下机器人 无缆水下勘探机器人无缆水下勘探机器人 空空间间机机器器人人是是指指在在大大气气层层内内外外从从事事各各种种作作业业的的机机器器人人,包包括括在在内内层层空空间间进进行行观观测测和和作作业业的的飞飞行行机机器器人人、各各种种航航天天器器或或空空间间站站运运用用的的机机器器人人、到到其其他他星星球球上上进行探测作业的星球探测机器人等。进行探测作业的星球探测机器人等。空空间间机机器器人人工工作作在在微微重重力力、高高真真空空、超超
11、低低温温、强强辐辐射射的的环环境境中中,一一般般要要求求重重量量轻轻、能能耗耗低低、牢牢靠靠性性高、抗干扰实力强、功能全、智能程度高。高、抗干扰实力强、功能全、智能程度高。在在将将来来的的空空间间活活动动中中,将将有有大大量量的的空空间间加加工工、生生产产,装装配配、试试验验、修修理理等等工工作作要要依依靠靠空空间间机机器器人人来来完成。完成。空间机器人空间机器人国际空间站及组装、修理机器人 美国研制的“Nomad”月球探测机器人中国的月球探测车在进行沙漠试验 四、华罗庚中学的机器人社四、华罗庚中学的机器人社人类的运作:人类的运作:机器人的运作:机器人的运作:眼睛、耳眼睛、耳朵等朵等大脑大脑手
12、、脚等手、脚等收集信息限制动作思维实力思维实力学习收集信息限制动作程序程序下载感知部件感知部件核心限制器核心限制器执行部件执行部件传感器传感器RCU马达马达四、华罗庚中学的机器人社四、华罗庚中学的机器人社四、华罗庚中学的机器人社四、华罗庚中学的机器人社四、华罗庚中学的机器人社四、华罗庚中学的机器人社四、华罗庚中学的机器人社四、华罗庚中学的机器人社五、将来的机器人五、将来的机器人 机器人的应用领域正不断扩大、种机器人的应用领域正不断扩大、种类日趋增多、性能不断提高,并逐步向类日趋增多、性能不断提高,并逐步向智能化方向发展,追求目标是融入人类智能化方向发展,追求目标是融入人类的生活,和人类一起协同
13、工作,从事一的生活,和人类一起协同工作,从事一些人类无法从事的工作,以更大的敏捷些人类无法从事的工作,以更大的敏捷性给人类社会带来更多的价值。性给人类社会带来更多的价值。机器人的主要探讨内容有机器人结构机器人的主要探讨内容有机器人结构的优化设计、机器人限制技术、多传感的优化设计、机器人限制技术、多传感器系统与信息融合、机器人及其限制系器系统与信息融合、机器人及其限制系统的一体化、机器人遥控及监控、多智统的一体化、机器人遥控及监控、多智能体的协调限制、微型和微小机器人等。能体的协调限制、微型和微小机器人等。五、将来的机器人五、将来的机器人同学们想一想:同学们想一想:将来机器人将在哪些方面有所应用
14、?将来机器人将在哪些方面有所应用?将来的机器人会不会超过人类?将来的机器人会不会超过人类?会不会成为人类的敌人?会不会成为人类的敌人?会不会最终统治人类?会不会最终统治人类?机器人与人的对比机器人机器人人人机动实力强机动实力强计算实力强计算实力强没有情感没有情感没有思想没有思想没有想像力没有想像力没有繁衍和进化没有繁衍和进化机动实力弱机动实力弱计算实力弱计算实力弱有情感有情感有思想有思想有想像力有想像力有繁衍和进化有繁衍和进化六、结语六、结语 对于机器人,首先我们应明确,机器人是机器,不对于机器人,首先我们应明确,机器人是机器,不是人类。机器人可以替代或者强化人类某些机能,但是人类。机器人可以
15、替代或者强化人类某些机能,但是人类的某些实力,机器人恒久无法替代、超越。是人类的某些实力,机器人恒久无法替代、超越。其次,机器人可以成为人类忠实的助手乃至挚友,其次,机器人可以成为人类忠实的助手乃至挚友,我们应懂得如何让机器人替代人类从事人类不好做、做我们应懂得如何让机器人替代人类从事人类不好做、做不好的工作,合理优化分工,使得人类能够更好地专注不好的工作,合理优化分工,使得人类能够更好地专注于自己应当做的事情。于自己应当做的事情。最终,尽管机器人是人类的创建独创,但历史上曾出最终,尽管机器人是人类的创建独创,但历史上曾出现过机器人伤人甚至杀人的事务,甚至有人说机器人将现过机器人伤人甚至杀人的事务,甚至有人说机器人将统治世界。所以,我们必需从法律规范、伦理道德等方统治世界。所以,我们必需从法律规范、伦理道德等方面合理规范机器人的研制与应用。这样,才能使得机器面合理规范机器人的研制与应用。这样,才能使得机器人与人类和谐相处,从而构建和谐的机器人与人类社会。人与人类和谐相处,从而构建和谐的机器人与人类社会。