机器人的起源与发展

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,We are,Robots,Welcome to the world of robots,1,主 要 内 容：,机器人概念的提出,机器人的定义,机器人的起源,机器人的发展及应用,2,“机器人”概念的提出,“robot”一词最早出现于1920 年在捷克作家凯勒尔凯佩克的名为罗莎姆的万能机器人的幻想剧中。在该剧中，机器人按照其主人的命令默默地工作，没有感觉和感情，以呆板的方式从事繁重的劳动。后来，罗萨姆公司取得了成功，使机器人具有了感情，导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中，机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正，终于造反了，机器人的体能和智能都非常优异，因此消灭了人类。,说起机器人，我们头脑里马上会联想到那些会唱歌跳舞干工作而且有头有手的小东西。其实那只是机器人的狭意理解。机器人的完整意义应该是一种可以代替人进行某种工作的自动化设备。它可以是各种样子，并不一定长得像人，也不见得以人类的动作方式活动。,机器人是科幻小说!科幻电影中的主人公而它现在已从科幻小说!科幻电影中走进人们的生活,成为人类社会必不可少的一位伴侣,人创造了机器人,机器人逐步代替部分人的脑力劳动与体力劳动.,3,机器人的定义,机器人一词的出现：,1920,年、捷克作家、,Karel,Capek,、,Rossums,Universal Robots,，“,Robota,”,（奴隶）写成了“,Robot”,。,故事情节：,带感情 的机器人消灭了人类，一对男女机器人相爱，世界又起死回生。,小说在,1924,年和,1927,年的时候被纷纷传到了日本、法国和欧洲国家，,机器人这个名词,就向全世界铺展开来。,4,上世纪,60,年代，可实用机械的机器人被称为工业机器人,上世纪,80,年代到现在，正越来越向智能化方向发展,机器人学是一门不断发展的科学，对机器人的定义也随其,发展而变化。,因此，至今为止也没有一个统一的机器人的定义。,5,国际上，关于机器人的定义主要有以下几种：,（1）美国机器人协会(RIA)的定义：,机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手(manipulator)”。,（2）日本工业机器人协会(JIRA)的定义：,工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器(end effector)的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。,6,（3）美国国家标准局(NBS)的定义：,机器人是“一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置”。,（4）国际标准化组织(ISO)的定义,：,“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。,7,（5）我国对机器人的定义。,蒋新松院士,曾建议把机器人定义为“一种拟人功能的机械电子装置”(a mechantronic device to imitate some human functions)。,参考各国的定义，对机器人给出以下定义,：,机器人,是一种计算机控制的可以编程的自动机械电子装置，能感知环境，识别对象，理解指示命令，有记忆和学习功能，具有情感和逻辑判断思维，能自身进化，能计划其操作程序来完成任务。,8,机器人的起源,机器人的祖先可以追溯到两千多年前。我们知道古人用滴漏计时的方法，其实那就是一种自动化设备,水钟,。到了中世纪，欧洲人发明了由摆控制的钟，18世纪又发明了用发条控制的钟，机器的自动化水平越来越高。在我国，则从周朝到明朝一直沿用着滴漏计时设备。,1959年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，取名“尤尼梅逊”，意为“万能自动”。尤尼梅逊的样子像一个坦克炮塔，炮塔上伸出一条大机械臂，大机械臂上又接着一条小机械臂，小机械臂再安装着一个操作器。这三部分都可以相对转动、伸缩，很像是人的手臂了。它的发明人专门研究运动机构与控制信号的关系，可以编制程序让机器记住并模仿、重复进行某种动作。英格伯格和德沃尔认为汽车制造过程比较固定，适合用这样的机器人。于是，,这台世界上第一个真正意义上的机器人,，就应用在了汽车制造生产中。,9,机器人的发展及应用,一、古代机器人,西周时期,，,出现了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。,机器马车,春秋后期,，,鲁班曾制造过一只木鸟，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。可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。,10,汉代大科学家张衡,不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。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”。用其运送军粮，支援前方战争。,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。,11,1773年,，,自动书写玩偶、自动演奏玩偶等被连续推出。现在保留下来的瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，还定期弹奏音乐供参观者欣赏。,写字机器人,后汉三国时期，,蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”。用其运送军粮，支援前方战争。,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。,12,二、现代机器人,1948年，,美国原子能委员会的阿尔贡研究所开发了机械式的主从机械手。,主从机器人,1952年,，,第一台数控机床的诞生，为机器人的开发奠定了基础。,1954年,美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。,13,1962年,美国AMF公司推出的“VERSATRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”是机器人产品最早的实用机型。,VERSATRAN,UNIMATE,14,1965,年,，,MIT,的,Roborts,演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统,1970,年,在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议,1973,年,，,辛辛那提,米拉克隆公司的理查德,豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人,1980,年后,，,日本赢得了“机器人王国”的美称,15,机器人的发展,经过近百年来的发展，机器人已经在很多领域中取得了巨大的应用成绩，其种类也不胜枚举，几乎各个高精尖端的技术领域更是少不了它们的身影。在这期间，机器人的成长经历了三个阶段。,第一个阶段中，机器人只能根据事先编好的程序来工作，这时它好像只有干活儿的手，不懂得如何处理外界的信息。打个比方，如果让这样的机器人去抓会损坏它的东西，它也一定会去做。,第二个阶段中，机器人好像有了感觉神经，具有了触觉、视觉、听觉、力觉等功能，这使得它可以根据外界的不同信息做出相应的反馈。如果再让它去抓某些东西，它可能就不干啦。,第三个阶段，机器就真正长大成人啦，这时它不仅具有多种技能，能够感知外面的世界，而且它还能够不断自我学习，用自己的思维来决策该做什么和怎样去做。,16,各种用途的机器人：,水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等,无人驾驶振动式压路机,相扑机器人,德国排爆机器人,新的机器人名称：,“软件机器人”、“网络机器人”、机器人化机器,17,机器鱼,机器鱼“自由泳”,“过龙门”,在水中“戏球”,自主地避开障碍物,我国研制的排爆机器人,18,按机器人的智能程度分,（1）,一般机器人：,只具有一般编程能力和操作功能,（2）,智能机器人：,具有不同程度的智能,传感型机器人,交互型机器人,自主型机器人,19,为什么要发展机器人?,理由之一：,提高生产效率降低人的劳动强度。,比如焊机器人提高生产效率，提高汽车焊接的质量，降低工人的劳动强度,机器人汽车焊接生产线,汽车装配机器人,理由之二：,机器人做人不愿意做或做不好的事。,比如有毒的、高温的或危险的环境，汽车生产线上的焊接工作,理由之三：,机器人做人做不了的事情。,比如人们对太空的认识，对原子分子进行搬迁的机器人,20,展望未来,机器人学的进步和应用是20 世纪自动控制最有说服力的成就。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。可以预见，在21 世纪各种先进的机器人系统将会进入人类生活的各个领域，成为人类良好的助手和亲密的伙伴。开发和研制建设机器人和传统建设机械的机器人化，是工业机器人和特种机器人发展的必然结果，也是建设机械设备发展的方向。笔者相信，随着改革的深入和科学技术的发展，在全行业的共同努力下，我国在研制和开发建设机器人和机器人化的建设工程设备上必将在二十一世纪取得更大的发展。,21,over.Bye-bye!,22,