第一单元第4节智能机器人

第一单元第四节智能机器人东风教育集团刘丽梅李东华【教学目标】认识智能机器人，了解当前人工智能研究领域中最活跃的部分，感受智能机器人在人类生活中的广泛应用。【教学重点】智能机器人的三大要素；体验机器智能化原理。【学习目标】了解智能机器的基本特征，体验智能机器人的应用，探讨机器智能化前景。【学习要点】参与智能机器实践活动；掌握判断“智能机器”的要素；了解机器智能化的历程；畅想未来的智能机器人。一、导入我国自行生产的智能机器人喷漆流水线在东风汽车及长春第一汽车制造厂正式运行。图1-4-1。东风汽车机器人喷漆生产线”，目前的PJ-1系列喷涂机器人、PM系列自动喷涂机及龙门仿形喷涂机器人大家族，由单一喷涂机器人发展到弧焊、搬运、装配、搬运等多种机器人系列。1950年，美国作家埃萨克·阿西莫夫提出了“机器人三原则”：1、机器人不应伤害人类，且在人类受到伤害时不可袖手旁观；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。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则，阿西莫夫因此被称为“机器人学之父”。智能机器人具有三大要素：感知、决策、和行动。一是利用传感器等获取外部环境状态和变化信息；二是程序流程的可控性和可变性，规划实现目标的方案步骤，如同具有自身的大脑。三是有特定的自动机械装置，能够自主完成动作。中国科学家定义智能机器人：机器人是一种自动化的机器，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。1．观看“智能机器人”视频短片小资料图1-4-1东风汽车机器人喷漆流水线图1-4-2阿兰.图灵（AlanTuring,1912—1954)麦卡锡（JohnMcCarthy,1927-1957）GPS即全球定位系统GlobalPositioningSystem，是一个由覆盖全球的卫星系统。在太空中24颗卫星组成一个分布网络，分布在6条离地面2万公里、倾斜角为55°的地球准同步轨道上，每条轨道上有4颗卫星。在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，保证卫星采集到该观测点的经纬度和高度，帮助用户准确定位当前位置，并且根据预定的目标计算行程，通过地图显示和语音提示两种方式，引导用户到达目的地。GPS定位精度可达15米,测速精度0.1米/秒,是一个军民两用系统,提供两个等级的服务。222)1()1()1(1zzyyxxd222)2()2()2(2zzyyxxd222)3()3()3(3zzyyxxd鄂栋臣教授，武汉大学中国南极测绘研究中心创始人、中国极地测绘与遥感信息工程科学考察的开拓者，国际南极研究科学委员会SCAR地学常设工作组中国代表和专家组成员。他是中国第一幅南极实测的精确地图——长城站地形图的测定者，南极地名——长城湾的命名者，也是将中国测绘标志埋设在北极点的第一人。他的南极地球形状结构特征和冰盖环境变化、3S（GPS、RS和GIS）技术集成成果斐然。他主持测绘的各种南极地图上，命名了300多条得到国际承认的南极地名，填补了南极自古以来无中国人命名地名的历史空白。南极昆仑站——第一个设在南极内陆的科考站，由武汉大学空间遥感测绘,GPS卫星定位和导航，测出南极内陆冰盖最高点的准确方位。其智能遥感测绘还为长江二桥建设和南水北调工程提供技术保障。中国南极三大科考站之昆仑站南极科考机器人{机器人足球“金牌教练”张彦铎博士,湖北某大学教授，湖北省十大杰出青年。自2001年率队参加国际足球世界杯赛，多次蝉联机器人足球队冠军（五对五仿真项目比赛等），2003年率领的机器人足球队在维也纳机器人足球世界杯比赛上蝉联冠军，2004年世界杯机器人足球赛再次蝉联冠军1项，向世界展示了我国人工智能技术的实力。}国际机器人足球赛，国际上主要有国际机器人足球赛锦标赛RoboCup和国际机器人足球联盟(FederationofInternationalRobot-soccerAssociation)FIRACup竞赛两大类。RoboCup系列比赛正成为一项涵盖大学生和中小学生的全方位的国际著名赛事。RoboCup在足球比赛、救援比赛和青少年比赛三个大项目下，分别设立了2D仿真、3D仿真、小型组、中型组、四腿组、类人组，救援组、家庭组、微软足球挑战赛、青少年舞蹈组、青少年足球组、青少年救援组等十多个类别的不同赛事。FIRACUP机器人足球比赛，在全球范围内每年举行一次，同时举办学术会议(FIRACongress)，供参赛者交流经验和技术。其种类也由最开始的MiroSot增加到包括MiroSot、RoboSot、HuroSot、SimuroSot等多个类别。智能技术发展快，其视觉、触觉、声觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用。极限作业机器人，主要应用在人们难以进入的场所和环境，例如在核电站、海底、宇宙空间等进行作业的机器人。也包括建筑、农业机器人等。胡夫金字塔“金字塔行走者”机器人火星探路者智能机器人湖北中学生参加高中组电脑机器人竞赛机器鱼德国工程师莱纳尔•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，当工作完成后，医生便可以像抽血那样用针头将它抽出来。当代遥控机器人，使智能机器人走出实验室进入实用阶段。美国发射到火星上的索杰纳Sojanor机器人，就是成功应用的著名实例。2．以小组为单位，自主选择智能机器人操作实验（1）声控启动的机器人实践方法：教师使用在线编程器，现场给机器人下载程序，启动机器人，观察机器人的动作。指导学生小组改编程序，学习给机器人下载程序，然国产“灵蜥B”反恐排爆机器人后启动机器人。辅导学生小组改进性操作，并自主探索。（2）往返跑的机器人（3）智能避障机器人（4）*走迷宫的机器人3．体验聊天机器人腾讯的聊天机器人:QQ615050000昵称:小Q,直接加她就可以聊天,请她帮忙查询邮编、手机号,或成语解释、翻译等,还提供了大量由符号构成的图案。与小I机器人对话。聊天机器人ALICE，与智能机器人ALICE进行英文对话。4．讨论未来的人工智能发展方向现在的智能机器人，它的智力最高也只相当于两三岁幼儿的智力水平。在21世纪，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。{李时珍（1518年——1593年），字东璧，号濒湖，汉族，明代蕲州（今湖北蕲春蕲州）瓦硝坝人，出生于医学世家。他的《本草纲目》一书，被公认为“东方医学的巨典”，达尔文称赞它是“中国古代的百科全书”。《本草纲目》共有52卷，书中编入药物1892种，其中新药374种，附有药方11000余个，绘制精美插图1100余幅，是我国医药宝库中的一份珍贵遗产。保护祖国的文化遗产，重任落在我们年轻一代身上，有朝一日，将会有“《本草纲目》专家系统”诞生。}{神农架风景区内动植物资源十分丰富，保存着完整的亚热带森林生态系统。区内有维管束植物2419种，受国家重点保护的有34种。脊椎动物336种，其中兽类75种，鸟类308种，两栖类23种，爬行类40种，鱼类47种，国家重点保护的有67种，昆虫600余种，成为华中地区的一道天然屏障，素有“绿色宝库”、“植物基因库”、“天然动物园”、“百草药园”、“濒危动植物避难所”之美誉。神农架珍稀植物保护园现收集全球珍稀、濒危植物1500种。珙桐，香果，银杏，连香，篦子杉等60余种孓遗物种，素有活化石之称。还有“头顶一颗珠，文王一枝笔，江边一碗水，七叶一枝花”等珍稀药材……《神农架珍稀植物》专家系统，将会面世。}日本、韩国等国家相继发起举行机器人足球世界杯赛，也许将来某一天，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。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，将有小如蝴蝶的飞行器，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……高智能、高难度的军用机器人、太空机器人等发展迅速，主要用于扫雷、布雷、侦察、站岗及太空探测方面。例如：用微波炉加热食品时，只需按下“加热”按钮——触动传感器;有时程序很复杂，如美国宇航局太空探测器内的全自动照相机控制程序。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。【实践与思考】1、到Internet上查找机器人的相关网站，了解更多智能机器人知识。如://www.iroc.org2、体验“在家里寻找外星人”工程。登录，了解或亲自参与该项目。3、评价聊天机器人的智能化程度。腾讯的聊天机器人:QQ615050000昵称:小Q。小I机器人://www.pandorabots.com/pandora/talk?botid=f5d922d97e345aa1