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一中校本教材
电脑机器人
第一节 认识机器人
教学目标:
使学生了解机器人的概念
让学生知道机器人的基本功能及机器人构成的基本条件
教学内容:
各国科学家对机器人的定义都有所不同,而且随着时代的
变化,机器人的定义也在不断发生变化。
中国的科学家们把机器人定义为:“机器人是一种自动化的
机器,而且其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、协同能力等,是一种具有高度灵活性的自动化机器。” 机器人的基本的机能
机器人作为一种具备一定智能的自动化机器,有如下 3 个基本的机能:
1.对外界产生作用: 人们可以用手拿东西和用脚踢球,我们可称之为动作器官。 2.获取外界信息: 动物可以用耳朵听见声音,蜗牛的触须碰到硬物就会收缩,
我们可称之为感应器官。
3.规划作业: 从家里到学校通常都有几条路可以到达,同学们却通过大脑及其思维能 力找到最近的一条路,我们可称之为思维器官及其思想。
机器人构成的基本条件
人类是地球上最高级、最聪明的动物,基本条件是因为人类在漫长的进化过程中不但 拥有了复杂的、完美的身体结构,而且还拥有了发达的大脑。那么机器人要发展成为优秀 的、高级的机器人也应该具备相应的条件。
(1)条件一 —— 机械部件
正如人类的身体需由骨架和肌肉牵引
才能完成一定的动作一样,机器人的身体和
动作表现也是由特定的机械结构组成的在。
制作机器人的时候,我们不仅可以使用课堂
上提供的拼装套件,还可以选取身边随手可
得的各种材料作为机器人的加工原料。例
如:木板、金属板、塑料板、有机玻璃板,
还有像螺丝、螺帽那样的各种各样的五金紧 固件。
只要我们在日常生活中留心观察身边
的各种机械设备的动作,例如缝纫机、变速自行车、 起重机、挖土机等等,相信一定能受到良好的启发, 从而设计出能满足我们自己功能需求的机械结构。
(2)条件二——感应和动作电子部件
一个真正拥有智能的机器人通常都需要具备 一定的感知能力,具有感知能力的电子器件我们 通常又称之为传感器,顾名思义,这类器件具备 了“传”递“感”应信息到机器人的大脑的功能。
和人的感觉器官——眼、耳、舌、鼻、皮肤
六自由度机械手的手臂是一种动作器官
智能机器甲虫的触须是一种感应器官
分别对光线、声音、味道、气味、触碰、气温起感应作用一样,构成机器人的电子传感器 也是按功能分类的,例如光源传感器、声音传感器、气体(煤气、烟雾)传感器、压力传 感器、温度传感器等等;它们的灵敏度和感应范围甚至超越了人的感知界限,例如电子指 南针、红外线传感器等。
1
一中校本教材
电脑机器人
因此,在我们设计机器人的时候,应该根据设计的要求,选用合适的电子传感器件。
感应器官
(3)条件三——机器人的大脑
机器人的大脑可称之为 RCU(robot control unit),RCU 就好象一台微型的家用电脑, 它可以执行程序指令,并向具体动作器官发出相应的动作信息。
#include DelayNs\DelayNs.c
#include
SetLedState\SetLedState.c
int main(void)
{
while(1)
{
机器人的大脑
(4)条件四——机器人的思想
智能机器人尽管具备了以上的感应、动作和 大脑器官,但它们只是让智能机器人有了个躯壳, 机器人的大脑(RCU)初期是完全空白的,像初生 的婴儿一样。需要我们用学到的编程知识,按照 我们的意图编写出特定的程序,灌输给它后才能 变成真正具备智能的大脑。
SetLedState(_LED_test_,1);
DelayNs(2);
SetLedState(_LED_test_,0);
DelayNs(2);
}
return 1;
机器人对知识的掌握是非常快速的,而当它跟人类一样能够对外界的复杂环境进行观 察、思考,然后做出反应的时候,我们的机器人就拥有真正的智能了。
因此,必须学习编写机器人程序的方法,才能让我们的机器人不但拥有漂亮的躯壳, 还能拥有真正的灵魂。
思考:
机器人具有那些基本的机能?
机器人构成的基本条件是什么?
第二节 机器人的种类及其发展
教学目标:
1、让学生对机器人的种类有一定的认识
2
一中校本教材
电脑机器人
2、使学生了解机器人的发展史及其未来发展方向
教学内容:
机器人的种类
机器人的种类很多,分类的方法也非常多,如果按机器人的
用途分,可以把它们分为工业机器人和特种机器人。
工业机器人有搬运上料机器人、喷漆机器人、焊接与切割
机器人、装配机器人、最后工序机器人等。特种机器人有军用
或警用机器人、空间机器人、水下机器人、医用机器人、农业
机器人、建筑机器人、服务机器人和娱乐机器人等。
现在许多国家对学校开展早期的机器人学习非常重视,随
之相应的教育机器人也出现了。积木式
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