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第1章 机器人系统概述;教师简介;联系方式;我那个时代的校园;;;;◎ 机器人的定义、特性和功能 ◎ 机器人的应用以及发展现状 ;机器人的历史源远流长，早在我国的西周时期，一名叫作偃师的能工巧匠就造就了一个能歌善舞的偶人，这是有据可查的第一个“机器人”。 在1800年前的汉朝，张衡造出了举世闻名的地动仪和计里鼓车。 在三国时期的诸葛亮发明了木牛流马，用来运送粮草。 在国外，公元前2世纪亚历山大时期，古希腊人造就出了“自动机”——以空气、水、蒸汽压力为动力的会动的雕像。 这些都可以看作是广义上的机器人。 ;1886年法国作家利尔亚在他的小说《未来的夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”。1920年捷克作家卡雷尔卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆德万能机器人》。剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，该剧预告了机器人的发???对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。 ;在1967年日本召开了第一届机器人学术会议上，人们提出了两个有代表性的定义。一个是森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机器半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。 从这一定义出发，森政弘又提出了自动性、智能性、个体性、半机器半人行、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象；另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人： （1） 具有脑、手、脚等三要素的个体； （2） 具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器； （3） 具有平衡觉和固有觉得传感器。 ;1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。” 我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是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，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”在研究和开发未知以及不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。 ;机器人从第一台遥控的操作机到现在智能型机器人，机器人技术的发展成为人类科学技术发展的一格缩影。 从简单的机电控制到复杂的智能控制，从简单的开关量到复杂的、连续的、随机的量，从平面空间到立体空间，从简单的运算到复杂的、大量的数据处理，从简单的机械结构到复杂的人工肌肉，都是机器人这个特殊的装置所需要的。 ;第一代的机器人是一种“遥控操作器”。第一代是示教再现型机器人：尤尼梅特和沃尔萨特兰这两种最早的工业机器人是示教再现型机器人的典型代表。 它由人操纵机械手做一遍应当完成的动作或通过控制器发出指令让机械手臂动作，在动作过程中机器人会自动将这一过程存入记忆装置。当机器人工作时，能再现人教给它的动作，并能自动重复的执行。这类机器人不具有外界信息的反馈能力，很难适应变化的环境。 ;英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作。 ;第二代机器人是一种按人事先编好的程序对机器人进行控制，使其自动重复完成某种操作的方式。第二代是有感觉的机器人：它们对外界环境有一定感知能力，并具有听觉、视觉、触觉等功能。 机器人工作时，根据感觉器官（传感器）获得的信息，灵活调整自己的工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。如：有触觉的机械手可轻松自如地抓取鸡蛋，具有嗅觉的机器人能分辨出不同饮料和酒类。 ;第三代机器人是智能机器人，它是利用通过各种传感器、测量器等来获取环境的信息，然后利用智能技术进行识别、理解、推理并最后做出规划决策，能自主行动实现预定目标的高级机器人。 第三代机器人是智能机器人，它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力，并具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。 中央电脑控制手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，脚完成移动，机器人能够用自然语言与人对话。 智能机器人的“智能”特征就在于它具有与外部世界——对象、环境和人相适应、相协调的工作机能。从控制方式看，智能机器人不同于工业机器人的“示教、再现”，不同于遥控机器人的“主—从操纵”，而是以一种“认知—适应”的方式自律地进行操作。 ;智能机器人在发生故障时，通过自我诊断装置能自我诊断出故障部位，并能自我修复。今天，智能机器人的应用范围大大地扩展了，除工农业生产外，机器人应用到各行各业，机器人已具备了人类的特点。机器人向着智能化、拟人化方向发展的道路，是没有止境的。 机器人技术成为了一个非常综合的、新型技术。科学技术的日新月异，给我们