我们身边的机器人
你想象中的机器人是什么样子?看一看实际生活中的机器人吧,你准会大吃一惊!
你是否注意过车库的自动门或红绿灯?这就是机器人!你是不是以为工厂里或许有机器人,你是否注意过:街头的取款机、学校的复印机、寻呼机、自动售票机……你家里是不是安装了烟雾检测器?对了,这就是机器人!机器人就在我们身边!
看吧,机器人就在我们身边!
如果你以为只有在太空探测、高科技实验室、科幻小说或电影里面才有机器人,翻开这本书,你肯定会大吃一惊!现实生活中,机器人无处不在,并在我们的生活中起着重要的作用。
在这里你将深入了解什么是“机器人技术”,也就是机器人的应用,并学习一些机器人知识。我们用的术语——“机器人系统”,还包括用来组建机器人的各种部件。
什么是机器人?机器人在生活中如何帮助我们?我们会看到最简单、最普通的机器人,还会看到极其复杂而又不同寻常的机器人。最后我们还会分享现实生活中和机器人有关的趣闻轶事。
无论机器人拥有一个什么样的名字,
都有一个不变的目标——工作!
每天,我们在不知不觉中同各种各样的机器人打交道,我们的家里、学校、商店、汽车……到处都少不了机器人。机器人帮我们应答电话、开门、开灯、调节冷暖气,出售食物和饮料,取款,甚至还能提醒我们看最喜欢的电视节目。
因为许多机器人并不像我们在电影或书本中看到的那种样子,因此,我们往往很少将它们与机器人这个概念联系起来,实际上,它们就是机器人!
红绿灯、电动门、录像机、微波炉……这些都是机器人。对机器人越了解,就越容易认出身边的机器人,看到它们怎样使我们的生活更加方便。
什么是机器人
我们大多数人都看到过电影或书本里描绘的外形酷似人类的机器人,这是机器人的一种表现形式。可机器人并不一定非得是这样的。
事实上,机器人的形状各式各样。实际意义上的机器人,应该是“能自动工作的机器”。有的功能很简单,有的就复杂得多。例如:家里的供暖系统,我们只需做最初设定,接下来它就能自己工作,我们身边的大多数家用电器都是这样。自动温控系统的元器件遍布于整座智能化大楼。
机器人通常具有三个基本特征
是不是机器人,我们只需看一看它是否具备以下三个特征:
1.身体: 是一种物理状态,具有一定的形态。
2.大脑: 控制机器人的程序 。
3.动作: 任何机器人都有一定的动作表现。
| 自动洒水系统是机器人,它包含一个洒水的身体,程序是根据一定的条件,自动开关系统,如在白天洒水。它的动作是成功执行这一程序。
|
| 电话应答机也是机器人,它有身体(就象一个盒子),程序是应答电话,动作是每天应答和记录信息。
Sarcos是机器人,它的身体就象一个人,程序是与对手打乒乓球,它的动作就是打球。
|
| “有人认为精心设计的机器人终将会取代人类,我不同意这种观点。”
|
——Karl Capek,这位捷克剧作家在1921年把“机器人”这一概念引入我们的生活。
Focus on: 早期的机器人
早期的机器人不得不依靠“打孔定位”来工作。
机器人的世界是一个奇妙的世界,机器人的历史更可以追溯到20世纪以前。
在18世纪,法国人Jacques de Vaucanson设计出世界上最古老的机械机器人——他的织布机,是由打孔机控制的。随后,Joseph Marie Jacquard在其基础上进行了改进,使结构更复杂,并减少了人工干预过程。
1834年,Charles Babbage把“打孔定位”这一构想引入他的分析机,这是世界上最早的通用机械数字计算机。是由几百个可编程黄铜部件精密构造的,他的这一设计为计算机的发明奠定了基础,被业界尊称为“计算机之父”。
提到机器人,就必须有控制程序
要想知道什么是机器人,先得搞清楚什么不是机器人。乍一看,老谷仓屋顶上的风向标、玩具机器人或手表,都象是机器人。风向标告诉我们风从哪个方向刮来,玩具机器人可以在地板上运动,手表可以告诉我们时间。可是,它们是机器人吗?答案当然是否定的。
虽然它们都有一个身体,但是,却没有一个告诉它们在不同环境下如何动作的程序,而且,它们自己不能活动,只能靠外力来运动。如,风向标借助风力来指示方向,玩具机器人靠拧紧的发条向一个方向运动,而手表只不过是一种机械装置,它不停地走啊走啊,直到能量耗尽。这就是我们不能称其为机器人的原因。因为它们没有属于自己的大脑。