针对多功能模块化智能机器人的科学研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。针对多功能模块化智能机器人的科学研究　　摘要：机器人作为典型的自动化智能产品，在近几年备受关注。针对不同的应用环境，不同种类的机器人得到研发并被投入到复杂或危险的工作任务中去。为打破通用性和成本等因素的制约，进一步提高环境适应性和任务执行力，一种新型的多功能模块化智能机器人得到了国内外很多研发团队的青睐。本文将立足于该现状，针对多功能模块化智能机器人展开科学研究。　　关键词：多功能；模块化；机

2、器人；结构组成；技术特点　　中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1671--0032-01为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　近年�恚�机器人技术的发展使得各类机器人广泛应用于军事、工业、医疗、教育以及服务等领域。机器人在理论上可定

3、义为一种可编程的多功能柔性设备，通过基于不同算法的编程来满足不同工作任务的需求。但传统的机器人基本上都是根据特定的任务来开发的，具有固定的结构和功能，并受到了通用性和成本等因素的制约，其使用的工作环境也在一定程度上受限，这些因素大大阻碍了其在应用领域的推广[1]。为解决这些问题，打破传统机器人的条件限制，一种模块化的创新性设计方法应运而生。本文将立足于这种新型机器人设计思路，对基于单片机的多功能模块化智能机器人展开研究。　　1多功能模块化智能机器人的研发现状　　多功能模块化智能机器人由多个模块结构组成，可以自主改变自身结构，同时每个模块又具备不同的功能特性，既可以适应

4、周围环境，又可以执行复杂环境下的特定工作任务[2]。该种机器人的高度环境适应性和高性能的任务执行力，使其非常适合应用于搜救工作或者是空间探测等高度不可预知的复杂环境中。近年来，多功能模块化智能机器人的研发也得到了国内外的重视。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系

5、统的使用和维护。　　在国外，有很多科研机构开展了对该新型机器人的研究，如日本的名古屋大学，东京工业大学，美国的南加州大学，卡内基梅隆大学，以及日本产业技术综合研究所等等。最为典型的多功能模块化智能机器人当属日本产业技术综合研究所研发的模块变形者“M-TRAN”，目前已经开发出多代衍生产品。M-TRAN由不同功能的模块组成，而每个模块同时又具备自己的执行机构，即电机作动器，这使得每个模块都具备自主运动的能力。M-TRAN可以自己变形，并建立了模块之间的通信，可以像蛇一样通过狭小空间，而且能够跨越障碍。同时，该机器人具备自主结构变形和自修理功能，大大提高了工作的容错性。即

6、使其中有模块出现故障，其他部分也可以完成更换受损模块或者重新变形重组，来解决问题并保持自身功能，从而保障了工作的正常进行。　　2工作原理和方案设想　　多功能模块化智能机器人平台采用了模块化的设计思路，整体由一套尺寸不同、性能特征各异的模块组成。模块化思想的核心就在于通过不同的模块，快速装配出最适用于完成给定任务的智能机器人[3]。相比于传统机器人，模块化机器人具有的柔性更高，容错能力更强，并且还具有一定的自修复能力，不同模块对环境和任务的高适应性也大大降低了其制造成本。　　为了实现机器人模块化设计，必须将机器人每一部分的功能分别存放在一个单独的模块中，通过这些模块之间

7、的连接、拼装构成一个相互协调、目的统一的机器人整体。为了实现更高的智能化，在每一个模块中加入能够区别于其他模块的信息，行为模块在分析完外来的语音命令后，通过扫描其它部分的特有信息，根据已有程序自行设计行走路线、实现自行拼装。机器人系统及每个系统包含的模块大致分类如下：为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，