13.“创客”空间

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1、绪论认识机器人科技每时每刻都在悄然改变着我们的生活，机器人这个以前看似遥不可及的事物已经慢慢融入了我们的日常生活中。什么是机器人？什么是智能机器人？怎么学习机器人技术？在绪论部分，我们将了解机器人，理解机器人的几大主要组成部分以及它们的功能。【任务导航】认识机器人的几大主要组成部分及其功能。了解机器人技术的发展。【材料阅读】1．什么是机器人？机器人（Robot）这个词最早出现在上世纪初捷克科幻作家的一部叫做《罗索姆的万能机器人》的小说中，在原文里本来是写作“Robota”的，后来慢慢演变成了大家都接受的“Robot”一词。不过

2、，大家可别被机器人这个名字所误导，认为机器人就一定长得和我们人类有几分相似。实际上，机器人的外表千奇百怪，很多和我们人类的外表没有半点相似性可言。那么机器人是如何定义的呢？科学家们说，“机器人是一种自动化的机器，能够依靠自身的动力和控制能力实现某种任务，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力等”。按照这个定义，我们日常生活中每天都接触到的很多机械设备，如：自动售货机、全自动洗衣机、自动取款机、甚至是红外感应的自动冲水马桶都能算是机器人了。看！机器人离我们的生活并不远，对吧？而智能机器

3、人比起一般的机器人来又进了一步。如果一个机器人能够利用传感器感知外部世界，然后依靠自身的智能对外界环境的变化做出反应，那么这种机器人就可以被叫做智能机器人了。2．机器人的三大组成部分根据机器人所需要完成的任务不同，它们的设计也是千差万别，光从外貌很难看出规律。不过，如果我们仔细地对它们做个总结就会发现，大多数的机器人无外乎包括下面的几个部分，而且这几大部件都和人类或动物的身体器官能够一一对应呢！机器人的大脑——主控制器和我们人类的大脑一样，机器人的大脑——主控制器，是机器人最核心的部件。我们为机器人编写的各种控制程序和人工智能

4、程序都要运行在主控制器中。由机器人的传感器得到的众多的外界环境信息在这里得到汇总，然后控制器中的人工智能程序就会对这些信息进行处理，再随之给各种驱动器、执行器发出控制命令。机器人就是以这种方式去执行各种各样实际的任务了。那么主控制器具体是什么东西呢？实际上，它就是一种计算机而已。这里的计算机是一个相当宽泛的概念，它们可不仅仅是指我们家里每天用的个人电脑。除了个人电脑外，还有其它形形色色的各种计算机，小到只有同学们指甲盖大小的单片机（MCU），大到要装满几个大房间的超级计算机。而这些计算机中最广泛被用作机器人控制器的还是要数单片

5、机了。同学们可以想一想，如果我们要制造一台全自动洗衣机——前面说过了全自动洗衣机也是一种机器人——那么用上一台个人电脑去做控制器，是不是就有些“杀鸡用牛刀”了呢？这种时候，单片机就可以大展拳脚了。单片机是典型的“麻雀虽小，五脏俱全”。一片小小的单片机中就包括了中央处理器、存储器、定时器、数字输入/输出接口、模拟输入/输出接口等。本书中所使用的机器人的主控制器就是以一个单片机为核心的，它的计算能力说出来可能会吓同学们一跳，小小的一片单片机一秒钟能做上千万次的运算呢！机器人的眼睛、耳朵和触角——传感器如果机器人只能按照我们编好的程

6、序指令有一是一，有二是二地行动，会不会就显得太“笨”了呢？科学家们早就想办法让机器人具备了更高的智能，让它们能够根据环境的变化做出反应。比如说，现在已经有服务机器人可以根据主人家里的温度变化调节空调、暖气，让主人一直处于舒适的环境中。再比如说，在国外的一些博物馆中已经有导游机器人为人们服务了，它们能不知疲倦地带领你进行参观并且进行讲解。但是在博物馆中，人来人往，导游机器人怎么能够防止自己撞上其他游客呢？这些能力就要靠“传感器”来实现了。传感器就像是我们人类的眼睛、鼻子、耳朵或是动物的触角、声纳。它们可以将环境中的声、光、电、磁

7、、温度、湿度等物理量转化为机器人的大脑——控制器可以处理的电信号。控制器通过读取这些电信号就可以很快知道周围发生了什么，然后其中的智能程序就可以根据周围环境的变化，做出实时的响应了。机器人的手、足——驱动器和执行器前面所举的机器人的例子，如智能抽水马桶、全自动洗衣机等，都是没有移动能力的机器人。但是想想看，会跑的机器人也许能更好地帮助人类，我们可不想家里的智能管家机器人只能呆在一个房间中，对吧？因此，人们制造了一大类可以自由运动的机器人，它们被称作移动机器人。而帮助它们移动的机械和电子设备就叫做驱动器。同样，机器人的驱动器也是

8、五花八门。大多数机器人就像我们日常生活中常见的各种车辆一样，是用轮子或者履带运动的。也有机器人应用仿生学原理，像人或动物一样用两足、四足或六足的方式运动。还有的机器人可以用螺旋桨产生的推力翱翔在天空，可以像蛟龙一样自由地潜入水下。看，有了驱动器的帮助，是不是机器人变得上山下海