第一篇：智能機器人論文

湖南農業大學課程論文

學 院： 工學院 班 級：11級機械1班 姓 名： 曾強 學 號：201140614114 課程論文題目：未來智能機器人

課程名稱：MCS-51單片機原理、接口及應用 評閱成績： 評閱意見：

成績評定教師簽名：

日期： 2014年 5月 12日

未來智能機器人

摘要：機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。近二十年中，因為電腦技術、電子產品及生物遺傳工程等技術的大踏步發展，“智能機械人”的研發熱潮已從專業人士的實驗室中走了出來，成為一種綜合科研能力的開發活動。

關鍵字:智能，CPU，擬人化，人性化

（一）機器人的結構組成及工作原理

機器人一般由執行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統等組成。執行機構即機器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機構，其中的運動副（轉動副或移動副）常稱為關節，關節個數通常即為機器人的自由度數。

檢測裝置的作用是實時檢測機器人的運動及工作情況，根據需要反饋給控制系統，與設定信息進行比較后，對執行機構進行調整，以保證機器人的動作符合預定的要求。

控制系統有兩種方式。一種是集中式控制，即機器人的全部控制由一臺微型計算機完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機來分擔機器人的控制。如當采用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時，主機常用于負責系統的管理、通訊、運動學和動力學計算，并向下級微機發送指令信息；作為下級從機，各關節分別對應一個CPU，進行插補運算和伺服控制處理，實現給定的運動，并向主機反饋信息。

（二）機器人的未來發展

機器人的研究從一開始就是擬人化的，所以才有機械手、機械臂的開發與制作，也是為了以機械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險。但近十幾年來，機器人的開發不僅越來越優化，而且涵蓋了許多領域，應用的范疇十分廣闊。大而言之，用之于太空開發，月球車，深海探測器，海洋石油開采，航天飛機機械臂等，小至微型手術機械，生命監測儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機器人、清除機器人到無人駕駛飛機、自動化戰車，有人甚至預測未來戰爭可能如星球大戰一樣，是機器人的戰爭。至于工業、農業、遺傳生物產業、醫學、文化產業、電訊業、能源開發，都將因機器人的大量登場而出現產業革命。英國電訊公司未來學部門研究員曾因準確預測手機短訊、垃圾郵件及網上搜尋引擎的出現而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預測中，其中就有數條是關于機器人的。未來的機器人將會朝著三個方面發展：

一、與人類的生活更為密切地結合起來，以為人提供更多服務作為要素

二十年后，家中掃除、清潔的工作或老人的護理保健的工作可能全由機器人取代。美國舊金山的醫院已開始使用機器人為病人送藥、配藥的服務。美國的阿伊機器人公司的總裁接受媒體采訪時表示，該公司生產的家用大掃除機器人產品，2002年只有一百二十萬美元銷售額，到2012年已猛增50倍以上。還有，家居的全自動化，無需駕駛的自動汽車等等，實在無法一一計數或做出估計。

二、仿生性，生物性的大趨向

以趣味性、生物性來制造機器狗、貓、魚等動物。譬如日本三菱重工附屬公司Ryomei Engineering研制成功的金色機械魚“金魚虎”長1公尺，重25公斤，是一只不小的巨魚，能自動暢游于水中，可協助監察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監視河水污染等。索尼公司研制的Aibo機器狗會對主人聲音有情緒反應，已能夠模仿喜怒哀樂和恐懼等情緒，將來可出現代替真正導盲犬的機器狗。另外，電影《侏羅紀公園》的恐龍機器人等也是例子。這類仿生性機器人還被廣泛用于軍事上的偵察救險、情報傳送，甚至殺敵于無形的手段上去。美國夏威夷大學設有水下機器人研究中心，已具相當規模。今年八月初俄羅斯迷你潛艇在海底為漁網所纏，困于190米下的深海，就得助于英國的“天蝎”號救援艇之助而脫險的，“天蝎”號就是海底機器人。

三、最重要的發展是人性化

日本舉行的萬國博覽會，被稱為機器人的大集合之展覽會，有人甚至將之稱作“機器人萬國博覽會”，從中亦可看出日本的這一產業優勢及成果。在展場中，接待處、大會清掃工作、警備工作等，多以機器人的形式出現與取替。博覽會期間還舉辦多項人與機器人有關的活動，其中最引人注目的還是人工智能及人性化的機器人的表演，譬如接待處的一位女性機器人能聽、說六國語言，而且說話時眼、嘴皆會動，面部肌肉也有活動。造型奇特有趣的高爾夫球機器人“坎迪—5”，它內置整個高爾夫球場的3D地形和球會會員的資料，并設置有全球衛星定位系統，能作360度自如旋轉，它的系統將愈加精密，并更具人性化，科學家預計在2020年完成其全部制作時，它可充當球童并可從旁給予擊球建議。此外，尚有具“視覺”、“味覺”的機器人，它的紅外線測定可以對食物及飲品的成份、含量馬上做出判定，譬如將一只蘋果擺在其手臂前，可以打印出該只蘋果的糖份、維生素含量等。最引人注目的是機器人管樂隊的演奏，以機器人演奏真正的樂器，而且隊形不斷變換，演奏技術臻于上乘。東京大學于今年八月公布已開發出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設定，這對仿造機器人的生命性又是一大進步。凡此種種，不一而足。

在世紀之交，生物遺傳工程因“克隆人”的出現而引致倫理、法律及道德問題的爭議，“克隆人”能否問世仍然是一個未知數，但機器人的研發正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標。因而還為之出現了新的名詞，比如人工智能（簡稱AI），并以下述二個英文名字用來指人類模樣的機器人：androids和humanoids。西方的電影導演在談到影視中出現的非常人性化的機器人時，更常常使用這些有明確傾向的專用詞： A、變得人性化—humanize B、人性化的—humanized C、人道、仁慈—humanity。

我國的機器人研發工作基本上屬于科學研究的項目，據說，中國科學院目前已造出說話時嘴唇能夠活動、眼睛能轉動、具視覺功能的機器人，其水準可媲美日本同行其實，機器人的制作絕對并非只是液壓機械與電子產品的混成物，要將機器人造得越來越有人性化，就要兼及生命醫學、傳感、光學及創造性的文化產業等方面，比如機器人的關節就需要研究中醫的經絡學、生物學上的神經刺激反應以及文化產品的某種造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英國的科學家甚至預言，到2020年，隨著機器人愈來愈精密和使用有機零件制造，它們將會受到“機器人權”的保護。

在美、日、德、法、韓等國，機器人產業的開發正在日受重視，一般采取所謂的“官產學”形式?！肮佟奔凑闹贫ㄕ呒皟A斜支持，調整產業結構。據情報顯示，日本政府正在調整全國的產業制造結構，名古屋中部地區的未來產業為新型汽車工業，以大阪為中心的關西地方將以機器人產業為主，東京地區以資訊情報化為中心等等；“產”即產業界的自我分類的研究與開發，并將之變成產品，取得經濟效益；“學”即學校設置專門的學科，教材則與以往不同，非全盤為學校教授所寫，有一些則由產業研究所編寫教材，利用電腦技術介入，反過來向大學師生出售。而專門出售機器人制作的教科書、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業，轉而生產為此服務的產品。那么，這是否將導致一場工業革命？現在斷言尚為時過早。但可以預計的是，未來20年，機器人產業將成為未來新產業的一個領先潮流，在現代化的高科技戰爭中，機器人將發揮越來越大的戰斗作用，從而減少前線士兵的人命傷亡，并以奇技利器克敵制勝。

總結 ：世界上先進的工業化國家都十分注重機器人的研究開發、實用化及產業化的動向，投入大量的資金、人力，優化環境及指標，特別是重視培養年輕人對此未來科學的興趣，吸引他們的投入，以形成人材梯隊，鍛造出新的產業隊伍。隨著科學技術的飛速發展，未來的機器人將更加智能化。機器人技術綜合了多學科的發展成果，代表了高技術的發展前沿，它在人類生活應用領域的不斷擴大正在引起國際上重新認識機器人技術的作用和影響。

參考文獻：

1.《人工智能的未來》 陜西科學技術出版社

作者：杰夫·霍金斯

2.《人工智能:一種現代的方法》 清華大學出版社

2006 05

第二篇：智能機器人心得體會

智能機器人心得體會

這學期我們在研究性學習課上學習了智能機器人。我對此非常感興趣。我們的課程主要為對智能機器人進行了解與它在實際應用的領域。我們對它并不是很了解，但是經過了這一學期的課程后，對它有了一定的認識。智能機器人無論是在工業領域，還是娛樂領域，都是當今社會補課缺少的元素。智能機器人并非是一定要有實體，它可以是在計算機上的某種程序，例如：智能聊天工具……等一切得到人類指令并進行人性化判斷和回復的，在我認為都可稱作只能機器人。

人類對智能機器人的開發還有著一段距離，但我相信這是我們可以達到的！在課上我們觀看了《鐵甲鋼拳》、《復仇者聯盟2：奧創紀元》這兩部影片。這里主要為我們展現出人們對智能機器人的想象，想象是科學事業的發展前提。在中國古代，人們的飛天夢，這就是一種想象，再有了想象之后，才有了目標和人們去實現他的動力，這才成就了那些偉大的科學家。

在《鐵甲鋼拳》中，男主角在垃圾場拾到早在很久的只能拳擊機器人，他有一個非常bug的一個功能就是模仿人類的動作，因此在最后的拳王爭霸賽上男主角的父親親自上場開啟模仿功能機型比賽，雖敗猶榮。這就是智能機器人可以對人累的動作進行判別與模仿。

在《復仇者聯盟2：奧創紀元》中鋼鐵俠的科技對人們留下了深刻的印象，在此之中鋼鐵俠的鎧甲和智能化的系統賈維斯都是人工智能的表現。

在我們生活中智能機氣人也無處不再，比如掃地機器人等等…… 我們接觸了機器人，機器人的程序沒有太多的難點，我們并沒有學習過C語言，可以說零基礎基礎，我們目前并沒有實際操作。我們主要學習簡單的指令來進行LED燈的控制，說起來只要兩個字，做起來真的不是那么簡單。

我看那些對機器人進行編程和操控感覺特別的炫。我個人對機器人也有這濃厚的興趣。我也一直想著學好英語在將來可能進行編程之類的工作，但突然發現我的英語著實是有點差，不過雖然如此我也要努力去實現自己的夢想，現如今我學習美術并不代表不能從事這個事業，我相信在將來我可以自己進行編程和設計一個屬于自己的智能機器人。

第三篇：智能機器人心得體會

很慶幸能夠選修《智能機器人》這門課，通過了這門課使我對智能機器人有了一個更加清晰的認識，同時也激起了我對此方面的研究的興趣。之前就對機器視覺，認知心理學，機器學習和人工智能頗感興趣，并對此進行了深入的了解，通過這門課，我認識到，智能機器人作為這些學科的交叉產物，是個綜合應用這些知識的最好的平臺。通過這門課，我也從新認識了智能機器人制作的艱辛和困難性，使我認識到之前對此不以為然，眼高手低態度得幼稚。同時也教育我，任何一個項目本身所呈現的問題只是完成該項目所需工作的冰山一角，做任何事，都必須以謙恭，認真的態度對待。同時也是我懂得了，再將事情坐完之前不可輕易對此做出評價。

通過這門課我系統的認識了機器人的感念，綜上所述,目前機器人無碰路徑規劃大致可分為兩類:全局規劃方法和局部規劃方法.在全局規劃方法中,主要是基于構形空間的自由空間法:將機器人和障礙物映射到構形空間,得到障礙區域和自由區域,然后在自由區域里尋找最佳路徑;在局部規劃方法中,主要是人工勢場法:對障礙物建立排斥勢場,對目標點建立吸引勢場,根據傳感裝置反饋回來的機器人與障礙物之間的距離,在排斥力和吸引力的共同作用下,機器人繞開障礙物向目標點移動.通過這門課使我了解到智能機器人所必需的三部分，就如上面所列的，人工智能，超級計算機和機械結構。三者是組成智能機器人不可或缺的部分，人工自能賦予機器人，判斷，推理，學習的能力。超級計算機提供強大的處理數據的能力，使的機器人能夠快速對傳感器信號經處理，同時對人工智能技術提供支持。機械結構是機器人的物理組成部分，一個機器人機械結構所具有的自由度數的多少，以及結構強度的大小，決定了機器人活動的靈活性。三者只有相互結合，緊密聯系，才能實現機器人的智能化。機器人路徑規劃技術未來的研究重點是“仿人、仿生”智能。

雖然《智能機器人》只是一門選修課，但卻是我受益匪淺，在這短短八周的時間里，這門課給我最大的幫助就是，激發了我對智能機器人相關領域的學習和研究的強烈興趣，同時也是我認識到我們大學生所學課程的重要性，十分感謝倪建軍老師的嚴謹教學。

第四篇：智能機器人_教案

智能機器人

教學目標：

1.運用多媒體手段，激發學生學習機器人的興趣。2.了解生活中機器人。

3.讓學生體驗教學機器人的實際應用。

教學重點：

體驗教學機器人的實際應用

教學準備：

多媒體課件、相關教學資源。

教學時間：

1課時

教學過程：

一、導入：

同學們，喜歡像變形金剛那樣的機器人嗎?(喜歡)現在，老師想給你們播放一群可愛的機器人跳舞的畫面。想看不?(想)看之前我有個要求請你們看完之后告訴我這場舞蹈有什么不同的地方嗎? 機器人已經開發研制出智能型、清潔型等等，隨著信息技術飛速的發展，一種可以替代人類工作的特殊機器在20世紀誕生了，它不但可以在惡劣的環境下完成特殊工作，還具有類似人的一些智能，它就是我們未來生活中最親密的朋友——機器人。今天，我們就一起走進機器人世界，初步認識和了解一種適合中小學學生學習用的智能機器人，共同探索機器人世界的奧秘。板書：智能機器人

二、新課

看了剛才的錄像，你想進一步的了解機器人嗎? 好，出示圖片“生活中的機器人”。

要想知道這些東西對于我們現在的人類來說不是什么難事了，因為我們有了神奇的網絡.就讓這神奇的網絡為我們推開了一扇通往機器人國度的窗戶。那么我們怎樣在網上搜索你想知道的機器人的相關內容呢？能根據你以往的知識和日常生活中積累的微機的知識來給大家說說嗎? 生：（點擊“e”圖標，進入百度搜索首頁，在搜索欄輸入機器人內容，然后再點擊“百度搜索”就可以了。）

師：你說的很明白，愿意為大家演示一下嗎？ 生演示。

師：同學們，你們看明白了嗎？

師：你現在是不是有點迫不及待了？別急，走進自選超市，讀讀我們的單元要求吧。（指名讀）

現在就讓我們走進網絡，走進網絡中的機器人世界！學生搜索資料并保存。(學生活動)現在我們知道機器人是一種通過編寫好的程序來控制的機器，它是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能，如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。

你愿意把你搜集到的資料展示給大家看看嗎？學生展示。(生邊說教師邊總結其中要有老師的鼓勵行的語言,例如:你真了不起,能收集到這些看 ,你多厲害,真是現代的比爾.蓋茨;你讓我想豎起大拇指;真棒！!等等)。

師：看著同學們收集這么多的內容，老師也按耐不住自己的急迫心情，播放老師搜索的圖片。播放機器人圖片

師：這些機器人都是那么的可愛，今天我要把我們的機器人展現出來，讓我們同學也來認識它，你們想看到它嗎？ 出示課件

師：那么我們怎樣才用我們的雙手賦于它們人類的智慧呢！？ 出示課件 師：讓我們看看這些小朋友是怎么把自己手中的小伙伴變成一個個能走、會看的機器人的吧！

三、拓展。

英國的莎士比亞曾經說過：“知識就是我們借以飛上天堂的羽翼?！甭斆骱脤W的同學們，看著這些你自己動手搜索來的機器人的有關資料,我想你們一定很高興，那么，愿你們乘上網絡這艘知識的快艇，在知識的廣闊海洋盡情游弋!相信在不久的將來我們中國的比爾.蓋茨一定會在你們中間產生的!

第五篇：智能機器人教學大綱

課程目標：

智能機器人教學大綱（軟件部分）

機器人是集科技知識啟蒙、創造性思維訓練及創造力開發的最佳載體?？梢赃m合于普通中學對學生進行全面培養、提升現代學生的創造力、想象力與科學技能方面的素質教育。在機器人課堂教學中應該做到而且能做到徹底改變過去單一的教師灌輸、學生被動接受的教學模式，讓學生在“玩中學”，“做中學”，在機器人的模型拼裝、編程控制調試的實踐過程中去體驗，去掌握知識、去提高能力、去創新。注重的不是結果如何，更重要的是實踐的過程。最終學會學習、學會研究，為學生的終身學習打下基礎。課程教學要求：

教師課上不僅要講解程序設計的理論知識，還要讓學生自己動手設計，在有實驗場地的機房上課。這樣可以講一些程序的功能，當時就給學生演示這段程序在機器人上的實現，學生理解起來更加透徹。學生自己也可以隨時下載程序，在場地里調試。課上也要穿插運用小組討論和個別化教學的方式。教學內容： 寵物狗 教學目標

設計搭建一條小狗 認識nxt馬達

沖上山坡 教學目標

認識NXT，理解輸入和輸出。

認識樂高零件,學會搭建，知道什么樣的速度可以上坡(速度與力量的關系)學校班車 教學目標

開始學會robolab2.9的編程方式 學會控制馬達的時間

升旗儀式 教學目標

1． 設計并搭建一架小旗升降機。

2． 運用導航者級別2對國旗升降機進行編程，分別用時間和觸動傳感器來控制。

一堂體育課 教學目標

1． 設計并搭建一個雙馬達人形或車型機器人。

2． 運用導航者2對機器人進行編程，理解機器人是如何轉彎的.老師的煩惱 教學目標

設計并搭建一個自動刮玻璃器。使用導航者3進行編程。

拳擊賽 教學目標

設計并搭建一個拳擊機器人。認識活塞運動。

運用導航者3進行編程。

九月的天氣 教學目標

設計并搭建一架可以調節風速的電動風扇。運用齒輪加速。學習導航者4編程。

刷卡門 教學目標

設計并搭建一個門徑系統。知道如何測光值。

認識光電傳感器，并能編寫簡單程序。

光控路燈 教學目標

設計并搭建一個光控路燈。知道如何測光值 運用光感解決問題。

留在圈內 教學目標

使用光電傳感器來解決問題 知道如何測得光值和使用光值

超市購物 教學目標

1、認識萬向輪，并能夠搭建簡單的萬向輪。

2、設計并搭建一個可以裝貨物的萬向輪小車——超市購物車

著火啦 教學目標

練習觸感靈活的使用。運用程序循環來解決問題。

日本旅游 教學目標

培養孩子們的設計能力。

讓孩子們利用光感來解決問題 發展孩子們的動手能力

綜合測試 教學目標

培養孩子的綜合運用能力

根據規則來解決問題 培養孩子們的設計能力