2017年国家公务员考试行测备考：机器人的教学目的

机器人 一、 教学目的 了解机器人的相关常识，知道机器人与人类有着密切的关系。了 解机器人的发展历史，感受技术的快速演进，激发同学们对机器人相 关常识的兴趣。 二、 教学重点 机器人的概念、 机器人与人类的关系、 机器人的分类、 组成及演进、 未来 三、 教具：电脑，U 盘 四、 教学过程 同学们， 看到这张照片是不是有熟悉的似乎？它就是科幻小说 《变 形金刚》 中的汽车人领袖—擎天柱。 擎天柱可以变产生集装箱卡车 （内 置防御炮塔和小滚珠） 。它诚实、博爱、善良、亲和、顾全大局、喜怒 不形于色等领袖魅力深入人心，成为“变形金刚”中更经典的代表人物 之一。 酷爱“星战”的同学们都一定喜欢漂亮的 R2D2。它圆头圆脑，雪 白的身子，蓝色的配件，头顶的摄像头和耀眼的红灯更是引人注目。 虽然《星球大战》系列出现过无数稀奇古怪的机器人，但没有一个像 这个家伙长得如垃圾桶一般。 但它既而又的重要， 是一个典型的机智、 勇敢、而又鲁莽的宇航技工机器人，憨态可掬和忠主的体现是使人更 容易记住的星球大战中的机器人。它不但会修理，还是个通讯高手， 兼庞大的电脑资料库。最重要的是，它相当友善，而且听话。 R2 不止一次在关键时刻扭转乾坤。

他哪小巧的身体只有 0.96 米高，却装满了装有各种工具的附加臂，这让他作为了一个了不起的很 空船技工和电脑接口专家。 终结战士 T-800 那强壮的外形下一副恐怖的金刚骨架，它从烈火 中爬起追杀人类的画面已经变成经典形象。除了无穷的动力，恐怖的 杀人手段，强大的资料库，它竟然还披了一张人皮，把属于机器人的 金属骨架完全隐藏起来，然后再身穿人类的服饰，随时可以从人群中 冲出去结果你。 在它的身上， 集中表现了人类针对失控的力量的想法： 强大、麻木、冷酷、毫无情感。 这既是谁呀？它是机器人总动员里的瓦力。机器人瓦力已经在地 球上孤独地生活几百年了， 他的任务就是清理地球上堆积如山的垃圾。 有一天一艘飞艇突然降落， 一个女机器人伊娃来到星球执行搜寻任务， 瓦力爱上了伊娃，并跟着着她展开了一场充满魔幻的太空之旅。 同学们，看到这种照片想到了哪些？这就是我昨天要帮你们介绍 的——机器人 1、认识机器人 机器人（Robot）是一种具有高度灵活性的自动化机器，具备一些 与人或生物相同的智力，如认知能力、动作能力、规划素养等。 ? “机器人” 一词的由来： 1920 年， 在前捷克斯洛伐克作家雷尔. 在 科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司 》中首次看到 Robota（捷克 文“苦工，劳役” ）Robotnik（波兰文，原意为“工人” ） ，创造出 “机器人”这个词。

? 机器人的定义： 一般来说， 机器人是靠自身动力跟控制能力来推动诸多功能的一种机器。 美国机器人协会 （RIA） 的机器人定义： “机 器人是一种可编程序、多功能的、用以搬运材料、零件、工具的操 作机器；或是借助可改变程序动作来完成各类作业的特殊机械装 置。” ? 机器人三方法： 1.机器人不应伤害人类； 2.机器人应遵循人类的命令，与第一条违背的命令除外； 3.机器人应可保护自己，与第一条相抵触者除外。 这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三方法 作为机器人开发的准则。 ? 机器人与人类社会的关系 1）机器人进一步解脱了人类的枯燥劳动。 代替人从事单一的，繁重的体力劳动。如家用地板清洁机器人， 使人免去繁琐的家务。 2）机器人可以保护人类。 代替人在有毒，易燃易爆，灾害等危险与恶劣的环境下，完 成工作任务。 例如核电站的修理检测机器人， 军用的炸弹探测机器人， 在月球上的观测机器人，水下 6000 米的海洋探测机器人。 3）机器人延伸了人工作跟活动的空间。 如月球观测机器人， 可以将在火星获得的珍贵照片放到地球， 犹如人站在火星表面。医用手术机器人可以辅助医师完成高精度的脑 部神经手术。

? 机器人有三个基本特点： 大脑：自动控制的程序。 身体：一定的结构形态。 动作：具有完成一定动作的能力。 2、机器人的分类： 诞生于奇幻电影之中一样，人们对机器人充满了幻想。也许正是 由于机器人定义的模糊，才给了他们充分的想象和成就空间。 中国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工 业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节 机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、 用于非制造业并服务于人类的各类先进机器人，包括：空间机器人、 水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、服务机器人、农业机器人、 医用机器人等。空间机器人 水下机器人 （2）特种机器人 军用机器人 教学机器人 服务机器人 娱乐机器人工业机器人：医用机器人焊接机器人 ? 代替人类从事危险的焊接工作 ? 焊接时，可以准确地焊接很复杂的部分装配机器人 ? 从事简单的重复性的组装工作 ? 可以像人手一样进行组装机器人及输送线物流自动化系统 特种机器人： 美国 NASA 的月球冒险机器人“勇气”号SONY 公司的娱乐机器人 QRIO（仿人型机器人 ）我国的军用反恐防暴机器人这是中国 XOS 2，是由一系列结构、传感器、执行机构和控制器 组成的，主要运用高压液压驱动，堪称真实版的“钢铁侠战衣”，有 强力和精细两种能调节的状况模式。

穿上它，在强力方式的状况，你 可以马上提高你的负重，并且能量倍增，可以搬动好几个人能够搬动 的东西。一拳出去还可以轻松劈碎多块夹有石头的木头。而在精细状 态时，你可轻松地完成各类重复性的动作，甚至拿来颠球都可以更加 驾轻就熟。雷声公司希望先将 XOS 2 外骨骼系统推广到军方使用，令 战场上的军人可以轻松举起重型武器或其它设施。 医用机器人这是达芬奇手术机器人 ，它由三部分构成：外科医生控制台、床 旁机械臂系统、成像系统。FDA 已经同意将达芬奇机器人手术系统用 于成人和小孩的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以 及血管切除。达芬奇外科开刀系统是一种高级机器人平台，其设计的 理念是借助使用微创的方式，实施复杂的外科切除。水下机器人水下机器人是一种可在水下移动、具有听觉和认知系统、通过遥 控或自主操作模式、使用机械手或其它软件替代或辅助人去完成水下 作业任务的装置 应用：沉船打捞、海上救生、光缆架设、资源勘查和采矿、水下考 古、海洋生物考察等 海底世界不仅压力相当大（下潜100米就降低10个大气压），而 且伸手不见五指，环境十分恶劣。采用水下机器人可以降低水下作业 持续时间、无需生命保持设备、对人没有危险性、制造和使用成本低 水下机器人与普通机器人不同的特性： ? 耐高水压的结构和密封 ? 水中不能使用无线电通信，目前在水中的唯一通信手 段是水声技术 ? 由于光波在水中的光谱、损耗和吸收，水下机器人成 为“近视眼”3、机器人的组成： ? 组成 机器人是一个机电一体化的设施。

从控制观点来看，机器人系统 可以分成四大部分：机器人执行机构、驱动装置、控制系统、感知反 馈系统。一、执行机构 包括：手部、腕部、臂部、腰部和基座等。相当于人的肢体。 二、驱动装置 包括：驱动源、传动机构等。相当于人的肌肉、筋络。 三、感知反馈平台 包括：内部信息传感器，检测位置、速度等信息；外部信息传 感器，检测机器人所处的环境信息。相当于人的感官和神经。 四、控制系统 包括：处理器及关节伺服控制器等，进行任务及信息处理，并 给出控制信号。相当于人的脑部和大脑。内部传感器（位形检测）控制系统 处理器 1 关节控制器驱动 装置执行 机构工作对象内部传感器（环境检测）23? 人和机器人的智能行为非常： ① 传感器——机器人的感觉器官 ② 微处理器——机器人的大脑 ③ 执行器——机器人的手脚和嘴4、机器人的发展历史及将来： ? 机器人的发展历史第一代：可编程机器人，示教再现或编程完成一些简单的重复性 操作，在工业制造中广泛应用，第二代：感知机器人，具有听觉、触 觉等环境感知能力、 环境适应性、 初步的智能， 能完成很复杂的任务， 已有应用，第三代：智能机器人，具有辨识、推理、规划和学习等智 能机制，能在非特定的环境下作业。

这是第一代工业机器人，工业机器人先驱乔治·德沃尔创造了 世界第一台可编程的机器人“尤尼梅特”， 它在 1961 年被投入通用汽 车公司的一条汽车装配生产线正式开始工作。是世界上最早、最有名 的机器人，至今却在使用。 阿西莫是本田公司开发的双脚步行机器人， 于 2000 年 11 月首次在 横滨国际和平会议中心举行的机器人展示会上登场。2004 年 12 月，本 田公司曾改进过“阿西莫”的性能，增加了它的关节和马达，使其可以 以每小时 3 公里的速率小跑， 而且将其身高也由最初的 1． 1 米增加至 1． 3 米，体型就像一个 8 岁小男孩。 2007 年，在加拿大巴塞罗那参展的阿 西莫表演了踢足球、上楼梯。 身高 130 厘米，体重 54 公斤，“阿西莫”看上去很象一个身穿太 空服的小朋友。接下来的几年中， “阿西莫”每 次登场都要向他们展现 自己的新本领。跑步、端盘子、推小车、跳舞等高难度动作都被他一一 拿下。第三代机器人是智能机器人， 他是运用各类传感器、 测量器等来获 取环境信息，然后运用智能科技进行甄别、理解、推理，最后作出规划 决策，能自主行动推动预定目标的高级机器人。 只要告诉智能机器人做什么， 不用告诉它如何去做， 它能够完成运 动。

目前，发展而是相对的也是在局部有这样智能的概念跟含义，但真 正完整意义的这些智能机器人实际上并没有存在，而并非随着我们不断 的科学技术的演进，智能的概念越来越丰富，它内涵越来越宽。 我们说说智能机器人的截图。? 机器人的将来： ? 比尔·盖茨预言：未来家家都有机器人 ? 机器人将颠覆时代 ? 机器人的应用范围将越来越广泛 ? 未来属于机器人 ? 机器人将越来越聪明 ? 机器人将是将来计算机产业的关键领域 会有灭火的机器人， 它身行敏捷， 不仅在熊熊烈焰之中来去自如， 而且不管哪里冒烟、起火，它都可立即看到，赶到现场，将事故隐患 消灭。 会有检修车辆机器人，只要把车摆上检修台，它用眼一扫，耳朵 一听，立即就会查出毛病的部位跟原因，进行修理，只需几分钟。会有边防机器人， 24 小时连续值勤， 万无一失。 不管白天、 黑夜、 风雨、冰雪天气，一有敌情机器人教案模板，它能够很快采取举措，封锁边境线。同 时通知空中、地面报警系统，监视敌军行动，使任何人也不能越境一 步。 还会有海洋研发机器人，它们可潜入海中勘查、取样、化验，很 快制定出研发方案，有条不紊地下海作业，把海底的宝藏献给人类。 有科学家预言： 生物机器人将在 20 年后问世； 而智能机器人的发 展让机器人具有自我学习的功能，它会自己做出判定，发出指令…… 同学们， 通过我现在的讲解， 大家是不是对机器人有了初步知道。

我相信会有不少同学对机器人感兴趣的。 5、我们跟机器人 同学们，我们跟机器人有过接触吗？在课外是不是学习机器人课 程？ 看看这几个同学展示的作品，同学们是否觉得太熟悉，对啦，这 些就是乐高机器人。我相信很多朋友接触过乐高机器人。很有趣味性 的！ 机器人最早也是在工厂里使用，现在早已在娱乐、医院跟家庭等 日常生活中使用。在能预见的将来，每一个家庭里都将拥有大约一个 机器人。将来机器人可能会像计算机、汽车一样家家都有，变成人类 离不开的一个工具，那时人人都要进行机器人的学习，会有越来越多 的朋友接触到机器人。通过机器人教育越来越普及，我们会学到比计 算机更全面的常识，除了无法学到编程语言、程序设计以外，同时能够学到机电方面的知识。 这是同学们在开设的机器人普及教育教学上观看机器人演示，机 器人在跳舞吗? 我们学习机器人知识的回报：动手能力：自我组装、制造机器人不但会提高我们青少年的科学兴趣，同时也会使我们养成凡事自己动手的良好生活习惯。 知识运用能力：机器人学习，涉及化学，感应器应用，编程，逻 辑推演等方面的常识运用，再结合 3D 打印的技术，传统加工技术机器人教案模板， 可以构思出精彩无限的佳作。

因此，对于常识的综合利用是 steam 教 育观念在思迪佳体系中的重要表现，学生在这套制度中可以受到多方 面的知识学习并且综合利用能力培养。 团队协助能力：机器人结构的复杂性决定了装配与试验的过程需 要同学们协作配合， 在机械结构的构建中， 通过流程协商， 分工合作， 共同完成一个任务。组织产生协同关系，相互适配了角色定位，强化 了优势性格，增强信心，并可以轮流领导项目发展及其分配任务， 体 验不同协作关系带来的心理感受跟搭建成果，从而培养了我们的情商 和团队精神。 我们国家每年都组织同学们参加的各类机器人竞赛。这是 16 届 青少年机器人竞赛：VEX 机器人工程挑战赛，是一项引进的青少年国 际机器人比赛项目。其活动对象为中小学生，要求参与赛事的代表队 自行设计、制作机器人并进行编程。这是环保机器人， 旨在推动同学们调查自己身边的环境污染情况、 理解环境保护的严峻处境；学习保护环境、治理污染的相关常识和技 术。设计制作出才能解决身边环境问题的各类环保机器人。 机器人离我们并不遥远，随着科学的进步，同学们会看到机器人 变成了我们离不开的好助手。机器人融合了计算机、机械、电子、通 讯、控制、声、光、电、磁等多个学科领域的常识，愿同学们刻苦钻 研，掌握更多的科学常识，研究设计出我们自己的机器人，成为机器 人专家！