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1、智能机器人实习,工程训练中心 创新实践研究室,成绩考核办法 总分100分 1、以实习态度、劳动纪律为依据，满分15分 2、以实习报告成绩为依据，满分30分 3、以完成考核情况为依据，满分55分,创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。 江泽民,知识经济时代要求什么样的人才： 1、良好的素质（思想道德、文化、专业、心理） 2、较强的综合能力、创新能力、技术专长 3、较强的适应能力、竞争能力 2004年中国教育绿皮书： 素质教育归纳为五个方面： 1、面向全体学生 2、促进学生全面发展 3、重视学生创新精神和实践能力 4、发展学生主
2、动精神、重视学生个性发展 5、着眼于学生终身可持续发展 学生的四种素质：思想道德、文化、专业、心理 教师：传授知识、培养能力、提高素质，三者缺一不可,教学目标 机器人实习是面向全校本科生开设的以智能机器人为实习平台，进行个人智能机器人的应用系统实验，以及对智能机器人的机电控制系统进行实习、认知与研究。 使学生在动手能力、创造能力、综合能力、合作能力和进取精神等方面得到培养，充分调动学生的积极性和激发学习兴趣与创造热情，提高学生的综合素质，并使我校工程训练中心在学生能力培养方面处于国内先进水平。,机器人实训项目内容(实习实训2天) 第一单元,1、讲解新世纪高等工程技术发展趋势及前沿动态； 2、讲
3、解机器人的基本概念、分类、机器人技术的发展趋势； 3、讲解能力风暴机器人的系统组成结构； 第二单元,4、讲解能力风暴机器人硬件结构、驱动系统、传感器系统； 5、讲解能力风暴机器人使用注意事项； 6、讲解机器人的连接方法、自检方法，学生练习； 7、讲解能力风暴机器人的编程方法VJC； 8、学生练习编写程序； 第三单元 9、讲解编程方法，学生练习编写程序； 第四单元 10、学生进行机器人人工智能项目设计并完成； 11、学生完成实训报告。,机器人实训项目内容(实习实训2.5天),第一单元 1、讲解新世纪高等工程技术发展趋势及前沿动态； 2、讲解机器人的基本概念、分类、机器人技术的发展趋势； 3、讲解
4、能力风暴机器人的系统组成结构； 第二单元,4、讲解能力风暴机器人硬件结构、驱动系统、传感器系统； 5、讲解能力风暴机器人使用注意事项； 6、讲解机器人的连接方法、自检方法； 7、学生练习机器人的连接和自检、下载表演程序； 8、讲解能力风暴机器人的编程方法VJC、JC； 第三单元 9、讲解编程方法，学生练习编写程序； 第四单元 10、讲解编程方法，学生练习编写程序； 11、学生进行机器人人工智能项目设计； 第五单元 12、学生继续进行机器人人工智能项目设计并完成； 13、学生完成实训报告。,当代工程技术发展趋势 一、信息技术革命作用日益增强 1958年研制出第一块硅集成电路，从此信息技术由电子管
5、、半导体器件跨入以集成电路为基石的阶段而飞速发展。 信用卡由磁带型向芯片型转变 信息和知识在战争中能发挥重要作用,二、精密、微型化技术的演进与革命方兴未艾 微电子技术的发展，1995年进入吉规模（GSI）集成时代。 集成电路芯片集成度每隔18个月就翻一番 微机械技术给社会带来深刻影响 微机电系统 纳米级制造技术,三、新材料技术 功能材料的小型化、信息化 结构材料的复合化,四、生物技术的发展 五、综合集成技术 系统工程，软件集成，综合集成演示，科学的计划管理 柔性制造系统（FMS） 计算机集成制造系统（CIMS） 并行工程（Concurrent Engineering）工作模式,20世纪，人类取
6、得了辉煌的成就，从量子理论、相对论的创立，原子能的使用，脱氧核糖核酸双螺旋结构的发现，到信息技术的腾飞，人类基因组工作草图的绘就，世界科技发生了深刻的变革。信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、海洋技术、航空航天技术等都取得了重大突破，极大地提高了社会生产力。,智能机器人所包含的技术 机械设计与制造 电子电工技术 计算机原理 网络、程序设计 传感器 自动控制 数字信号处理 优化设计 人工智能 机器人学,机器人 是20世纪才出现的新名词。1920年，捷克剧作家Capek在他的罗萨姆万能机器人公司（R.U.R）剧本中，第一次提出了机器人（robot）这个词。robota本是强制劳动 的意思
7、，Capek在二十世纪工业革命后技术和生产快速发展的背景下，根据它造出具有“奴隶机器”含义的新词robot。 它反映着人类希望制造出象人一样会思考，有劳动 的机器代替自己工作的愿望。但在当时，机器人一词也仅仅具有科幻意义，并不具备现实意义，真正使机器人成为现实是 20世纪工业机器人出现以后。,机器人时代（上）,机器人时代（下）,古代机器人,机器马车,写字机器人,地动仪,关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准。方式多样： 按 负载重量 按 控制方式 按 自由度 按 结构 按 应用领域 按 控制器的信息输入方式 按 智能程度 按 移动性,例：JIRA,按用途,工业机器人 探索机器人 服务机器
8、人 军事机器人 农业机器人 娱乐机器人 研究用机器人,工业用机器人,机器人中最庞大的族群，2003年达81，800台 2003年工业机器人年销售量年均增长19。 2004-2007年，世界工业机器人的增长主要集中在北美及欧洲。 日本和美国工业机器人的年销售量分别增长年均增长25和28%。 同期，欧盟的年销售量增加到4。,2003年世界工业机器人数量分布图(UNECE/IFR及各国机器人协会),2003年制造业中每万名雇员所拥有的工业机器人数量,一汽“红旗”轿车机器人焊接线,搬运机器人,弧焊机器人,汽车装配机器人,探索机器人：Pyramid Rover,探索：火星探测机器人,火星机器人Beagl
9、e2,火星探测机器人：“旅居者”,2004年初登上火星的自主机器人孪生兄弟“勇气 （Spirit）”、“机遇（Opportunity）”号,水下机器人,“探索者号”水下1000米机器人,水下6000米无缆自治机器人,军用：扫雷机器人,军用：飞行侦察机器人,农用机器人,除草机器人,嫁接机器人,林业机器人,伐根机器人,移栽机器人,服务：导盲机器人、家用机器人,= 三菱重工推出家用机器人“牛若丸”,服务：就餐辅助机器人,SECOM开发出日本首台就餐辅助机器人,服务：辅助机器人,身穿HAL3号的模特,iBOT,服务：警卫、医护机器人,售价950万日元的警卫机器人C4型,医护型智能机器人“PARO”。以
10、“善解人意”为目的进行研究，开发出了此款海豹型机器人。可望在对住院病人的治疗方面发挥作用。,服务：吸尘器机器人,研究产品：T7S-Type2,三洋电机和Tmsuk联合开发的4足行走机器人“T7S-TYPE2”。可以 象动物一样移动着重心前进，速度可达35m分。全长750mm。,美国“蜘蛛”机器人,研究：斯坦佛大学机器人实验室 1,The Stanford Arm，Victor Scheinman, Hand-Eye Project, Stanford Artificial Intelligence Laboratory, 1969 因60年代末期开发的斯坦佛手眼系统而载入史册。,研究：斯坦佛大
11、学机器人实验室2,该实验室在操作臂、机器学习、导航和机器视觉等方面进行了大量的研究。 移动机械手臂柔顺性视频,研究：斯坦佛大学机器人实验室3,Traversing varied obstacles under planning control Crossing stepping stones, demonstrating real-time replanning Hopping in place, demonstrating passive stability 3D Hopping on tile floor under remote control 3D Demonstration of s
12、ensor-compensated leg positioning 3D Hopping on carpet using attitude feedback sensor,研究：卡内基梅隆大学机器人所1,Mars Autonomy,研究：麻省理工AI Lab 1,Kismet is an expressive robotic creature with perceptual and motor modalities tailored to natural human communication channels.,研究：麻省理工AI Lab 2,研究：麻省理工AI Lab 3,Angry,Ca
13、lm,Interest,Sad,Surprise,Happy,研究：麻省理工AI Lab 3,南加利福尼亚大学机器人研究所 Swiss Federal Institute of Technology机器人所 卡内基梅隆大学机器人研究所 The Laboratory Robotics Interest Group Michigan大学机器人实验室 MIT人工智能研究中心 Oxford大学机器人研究所 Stanford大学机器人实验室,仿生研究：MIT,模拟蜗牛爬行的机器人。长约25厘米，像蜗牛爬行，能沿着湿润有粘性的液体表面滑行。机器蜗牛的作用原理在于有弹性的胶膜，硅酮树脂和水、甘油混合物被用作
14、粘性物质。,研究：微型机器人,精工爱普生开发成功体积仅7.8cm3、重12.5g的微型机器人“Monsieur II-P”，,研究用机器人,通过形状记忆合金模仿肌肉的收缩来实现人工肌肉的功能。用背部的金属纤维振动翅膀（TOKI公司）,ERATO开发 用于运动控制研究的机器人morph 。身高34cm、动作灵敏迅速。,研究用机器人,日本法政大学高岛研究所的“萨克斯管自动演奏机器人”。,日本防卫大学校瀑田研究室开发的单杠运动机器人“Tackey”，能放手在空中作空翻动作,娱乐：AIBO (Sony公司),6种感情：喜悦 ,忧郁，生气，奇怪，恐惧与不满 4种本能：爱恨,搜索,移动,攻击性 AIBO的
15、感觉 触觉： 听觉 视觉 平衡感： 情感表达,娱乐：SDR-4X (Sony公司),娱乐：SDR-4X (Sony公司),SDR-4X.MPEG,研究产品：ASIMO(本田公司),具有能理解人的姿势和动作的意思并自律地行动的智能化技术。 对接近的人问候、跟随人、移动到指定的场所及识别人脸并呼叫名字等人的应对能力 通过网络进行信息提供和向导等服务。 它是世界上第一个具有这些综合性智能化技术的人型特征机器人,打招呼,爬坡,下楼梯1,下楼梯2,研究产品：ASIMO(本田公司),ASIMO2,研究产品：韩国HUBO机器人,研究平台产品 iRobot(MIT),研究平台产品: ActiveMedia,研
16、究平台产品：Grandar,AS-R AS-RF,研究平台机器人的用途,多方向研究平台: 多传感器融合 运动控制 视频编码 网络控制 计算智能 语音识别 多机器人协调 国内外大型机器人比赛平台 应用项目开发平台 与课程相整合的体验式教学平台,我国的研究成果,SMA六足微笑型机器人,细小工业管道机器人 移动探测系统,“先行者”类人型机器人,多指灵巧手,机器人的比赛,目的：研究型探索/教育型普及+娱乐 著名比赛： Trinity College Fire-Fighting Contest 三一学院的灭火比赛 RoboCup FIRA Cup CCTV机器人电视大赛,广茂达杯智能机器人大赛,中国国内最早的全国性机器人比赛 比赛内容 灭火比赛 足球比赛
