人工智能：智能机器人PPT教学课件.pptx

模块8智能机器人

模块8智能机器人通过本模块的学习,读者应达到以下学习目标:(1)熟悉机器人的基本概念、分类以及组成,了解机器人的发展历程;(2)熟悉4种常见机器人的基本概念、发展趋势以及典型产品;(3)掌握智能机器人的结构和工作原理;(4)掌握智能机器人常用的传感器;(5)了解智能机器人的未来发展,以及与人之间共存共争的关系。

8.1认识智能机器人1.机器人的定义1920年,捷克作家在他的剧本中首次使用Robota(捷克文,劳役、苦工的意思)和Robotnik(波兰文,工人的意思),创造出“机器人”这个词。由此机器人这个名词和机器人产品开始在人们的生产、生活中广泛出现和使用。虽然机器人这个名词已经出现且至今已经使用几十年,但是目前科学家并没有给出机器人的确切定义,不同的科学家和科研机构对机器人的理解不尽相同,也就产生了多种多样的解释。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、多功能的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可用计算机改变和可编程动作的专门系统。由于机器人的功能不断丰富,新的机器人层出不穷,很难有一个统一的标准,就有人从伦理学的角度对机器人的行为进行了描述。其中,以小说家艾西莫夫的“机器人三定律”最为著名。8.1.1机器人概述

8.1认识智能机器人1.机器人的定义到目前这个定律逐渐补充演变成“机器人七定律”。8.1.1机器人概述元定律:机器人不得实施行为,除非该行为符合机器人定律。零定律:机器人不得伤害人类整体,或者坐视人类整体受到伤害。第一定律:除非违反高阶定律,机器人不得伤害人类个体,或者坐视人类个体受到伤害。第二定律:机器人必须服从人类的命令,除非该命令与高阶定律抵触;机器人必须服从上级机器人的命令,除非该命令与高阶定律抵触。第三定律:如不与高阶定律抵触,机器人必须保护上级机器人和自己的存在。第四定律:除非违反高阶定律,机器人必须执行内置程序赋予的职能。繁殖定律:机器人不得参与机器人的设计和制造,除非新机器人的行为符合机器人定律。

8.1认识智能机器人2.机器人的分类8.1.1机器人概述如同机器人的定义一样,机器人的分类也没有统一的标准。国际上和我国的机器人学者从应用的角度将机器人分为工业机器人和特种机器人。工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人是指除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括服务机器人、医疗机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人等。

8.1认识智能机器人2.机器人的分类机器人按控制方式可以分为如下几种:8.1.1机器人概述(1)操作机器人(2)程控机器人(3)示教再现机器人(4)数控机器人(5)智能机器人

8.1认识智能机器人3.机器人的组成机器人控制系统由4部分组成,分别是感知系统、控制系统、驱动系统和执行系统,如图8-1所示。8.1.1机器人概述图8-1机器人的组成

8.1认识智能机器人1.机器人发展简史从工业革命开始的两百年间,人们不断提高机器人的设计制造水平,尤其是20世纪中期以来,机器人大致经过了三代的发展。第一代机器人属于半自动机器人。第二代机器人属于全自动机器人。第三代机器人属于智能机器人。1968年,美国斯坦福国际咨询研究所成功研制出世界上第一台能够自主感知、自主建模、自主行为规划的智能机器人Shakey。虽然它的处理能力有限,但是它已经具备第三代机器人自主完成任务的特征。8.1.2机器人的发展

8.1认识智能机器人2.机器人的发展趋势高端技术是促进智能机器人发展的关键因素,目前,3个核心技术的飞速进步在引领智能机器人快速发展。其中,人工智能技术保障了智能机器人迈向更高智能领域,在智力方面能超过人类,甚至逐步拥有人类特有的“情感”,逐步让智能机器人具有人的一切能力。在3大核心技术的引领下,智能机器人向着5大方向发展。8.1.2机器人的发展(1)智能机器人有越来越强的学习能力。(2)智能机器人有越来越强的分析能力。(3)智能机器人与人越来越相似。(4)智能机器人具有越来越多样化的功能。(5)智能机器人具有越来越强的修复功能。

8.2常见的机器人1.工业机器人的概念8.2.1生产能手———工业机器人工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人,是一种仿人操作自动控制,可重复编程,能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备,特别适合于多品种、变批量柔性生产。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是在危险、恶劣环境下的作业。

8.2常见的机器人2.工业机器人的分类(1)按功能用途分类。8.2.1生产能手———工业机器人按照功能用途,工业机器人可以分成焊接机器人、装配机