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机器人基础

项目导读

机器人技术是20世纪人类最伟大的发明之一，机器人自20世纪60年代初

问世以来，经历了五六十年的发展，取得了长足进步。机器人的发展历史悠久，

1920年捷克作家卡雷尔·恰佩克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用

机器人一词，其中机器人“Robot”（原文为“Robota”，后来英文通用“Robot”）

的本意是苦力，是剧作家笔下一个具有人外表、特征和功能的机器，也是最早对

机器人的设想。随着科学技术的不断发展，机器人发展也是日新月异，看过《变

形金刚》《星球大战》的人们对机器人都不再陌生，影视作品中也对形态各异的

机器人进行了非常多样的呈现，有些机器人已经开始走进我们现实的生活中，成

为我们生活中不可或缺的一部分。

知识目标

（1）了解机器人的诞生和现代机器人。

（2）了解机器人的定义和特点。

能力目标

（1）能够掌握机器人按应用环境、机械结构、控制方式的各种分类。

（2）能够掌握机器人发展趋势。

课时安排

本模块共4个单元，需理论课时4课时，实训课时0课时，共计4课时。

教学内容

单元1机器人简史

一、机器人的诞生

《列子·汤问》中收录了“偃师献技”的科学幻想寓言故事，传说西周时期

有位“偃师”（即现在的能工巧匠）向周穆王献上了自己制作的能歌善舞的“伶

人”（即现在的歌舞或戏剧演员）。《墨子·鲁问》中又收录了“公输削鹊”的

中华寓言故事，传说春秋战国时期我国著名木匠鲁班（在机械方面也是一位发明

家）曾制造过一只木“鹊”，能在空中飞行“三日不下”。公元前2世纪，亚历

山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人——自动机，它是以水、空气和蒸汽

压力为动力会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。1900年前的

汉代，大科学家张衡发明了记里鼓车。记里鼓车每行一里，车上木人击鼓一下，

每行十里击钟一下。后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”

（出自《三国志·蜀志·诸葛亮传》），并用其运送军粮，支援前方作战。1662

年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。

1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会

游泳和喝水，还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进

行医学上的分析。在当时的自动玩偶中，最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗

斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年，他们连续推出了自动书写玩偶、自

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动演奏玩偶等，他们发明的自动玩偶是利用齿轮和发条原理制成的。如图1-1

所示，它们有的拿着画笔绘画，有的拿着鹅毛蘸墨水写字，结构巧妙，服装华丽，

在欧洲风靡一时。

由于当时技术条件的限制，这些玩偶都是身高一米的巨型玩具。现在保留下

来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，

两只手的十个手指可以按动风琴的琴键弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，

展示了古代人的智慧。19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机

械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。

1831年歌德发表的《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”。1870年霍

夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》。1883年科洛迪的《木偶奇

遇记