[机器人初步知识教案]机器人初步教案

高中信息技术教案 2015-07-25 网络整理 晴天

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机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。今天全世界有几十万台各种类型的机器人在默默无闻地为我们工作。太空机器人、水下机器人、仿人形机器人、农业机器人、服务机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的机器人组成了机器人的世界。

机器人技术涉及到现代工业设计、机械、电子、传感器、计算机软硬件、人工智能等诸多领域,机器人所要完成的每一个精确动作都是由计算机程序来控制的。自己动手编写控制机器人动作或完成某项任务的程序,既可以直观地感受编程的乐趣,又可以提高自己的思维和创新能力。

在本单元中,我们将以“乐智”机器人为例,以图形化的logo blocks作为编程工具,通过设计诸如“机器人唱歌”、“机器人走路”、“机器人灭火 ”等程序实例,带领大家一起揭开智能机器人的神秘面纱,体验学习程序设计的无穷魅力。

第一课   走进机器人世界

学习目标

了解什么是机器人。 熟悉机器人的构成。 学会组装“乐智”机器人。

一、什么是机器人

1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“robot”,汉语音译为“罗伯特”,捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶。它们能生存20年,刚生产出来时由人教它们知识。他们一个人能干三个人的活,但不能思考,没有感情。后来一个极其偶然的原因,机器人开始有了知觉,它们不堪做人类的奴隶,向人类发动攻击,差一点就毁灭了人类。“机器人”的名字也由此而生。

萨佩克笔下的机器人个艺术创作的名词,在现实社会中,什么样的机器算是机器人呢?

          

图4-1.1 将服务北京奥运的机器人        图4-1.2 野外勘察的机器人

一般认为,机器人是:“一种机械装置。对其编程之后,可以自动完成某些工作。”

大多数人是通过电影或电视、科幻小说了解到机器人的,这些艺术作品中的机器人往往外形酷似人类,但现实中的机器人大多不是这样的,它们形状各异。

例如:街头的自动取款机、办公室的复印机、家里的全自动洗衣机等都是机器人。

关于机器人的定义,目前没有统一的意见。这一方面是因为机器人还在不断发展,新机型、新功能不断涌现。另一方面也因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。

想一想】说一说,我们身边还有哪些机器人 

二、机器人能做什么?

机器人是由程序控制的智能机器。在程序的控制下,机器人可以替人们干那些环境恶劣、高危险、高强度等人类不适合做的事。例如:喷漆、重物搬运、汽车焊接、精密装配、火山探险、深海探密、空间探索等都是机器人大显身手的地方。服务机器人还可以为您治病保健、保洁保安;水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆;工程机器人可以上山入地、开洞筑路;农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫;军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹……12

图4-1.3 广场发现炸弹 机器人“贴身”引爆 

【想一想】 你想像中的机器人应该是什么样子?它能做什么?

三、机器人的构成

机器人一般由控制器、输入、输出三部分组成(见图4-1.4)。

图4-1.4

下面以教学机器人“乐智”为例,说明机器人的组成。

1、控制器:控制器是机器人的大脑。控制机器人工作的程序就储存在控制器中。

图4-1.5“乐智”机器人控制器

2、输入装置

相当于人的五官。利用不同的传感器(温度、光、声、位置等),将周围环境的情况,变成信号,告诉机器人,机器人的大脑就能够作出判断,并且做出适当的动作和反应。

图4-1.6 各种传感器

3、输出装置

包括机器人的行走、发声、闪光、说话和做动作等控制运动。

此外,正如人要吃饭才能工作,机器人也需要能源,一般需要普通电池或充电电池。机器人的身体可以为各种形状的:固定的、可移动的、轮式的、用脚行走的等等。

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