【doc】玩转机器人

【doc】玩转机器人 玩转机器人 "做中学" —— 初识机器人活动 O本刊记者赵俊环 正如"机器人"诞生于科幻小 说之中一样,人们对机器人充满 了无限的幻想和无穷尽的创造热 情.自诞生之日起,机器人就是科 幻影视及科幻小说涉及最多的话 ,它们是人们对未来科技发展 梦想与渴望的集中体现.现实中, 不断推陈出新的机器人凝聚了当 代许多科技领域发展最前沿的核 心技术.对于极富想象力与创造 力的青少年而言,机器人更加具 有非同一般的吸引力.最近省会 两少年捧杯国际机器人金奖而归 的消息更是激起人们对机器人活 动的关注.那么,青少年制作的机 器人是什么样的?机器人活动有 着怎样的魔力而使众多的青少年 痴迷?带着这些疑问,我走进了位 于石家庄市乐模大厦的"青少年 ?溢 机器人科技活动室". 并非全是人形的机器人 初进机器人科技活动室,我 不禁有点失望,本以为这虽不会 有如《终结者》里来自未来的超酷 超真人版机器人,至少也得有人 模人样的机器人吧.可放眼满室, 除了散落一片的零件和孩子们正 在用零件搭建的一些类似小车一 样的东东,再就是旁边放的几台 电脑.机器人在哪儿呢? 王跃老师看出我的疑惑,指 指那些模样各异的小车,告诉我 那些就是学生们搭建的机器人. 啊?!那些小车也叫机器人? "机器人并非都是人形."王 老师解释到,"常见的全自动洗衣 机,冰箱等都属于机器人的范畴. 由传感器,执行机构,'大脑'这几 个主要器件组成,可以帮助人类 完成特定任务的机械装置都称作 是机器人."一 ;醢陵 像积木一样的小零件搭建出的 "骨肉身躯"不仅可以朝向目标前 行,还可以做相应的动作,这就是 机器人的执行机构;小车在前进 过程中遇到障碍物会躲避,这要 靠它的感光装置;传感器将感受 到的信息传到电脑芯片,同时芯 片根据之前编好的程序和接收到 的信号发出指令指挥小车去完成 相应的动作及任务. 创造而不仿造 青少年机器人活动是以任务 为核心,嗣绕任务搭建机器人主 体结构及编程.该活动是你的地 盘你做主. 我的到来丝毫没有转移孩子 们的注意力,他们都盘坐在地上 搭建自己的机器人.这也直接体 观了机器人活动的巨大吸引力. 来自中山路三年级的吴岩松 同学已经在这里玩了一年多了, /"机器人"一词的由来 "机器人"一词诞生于捷克斯洛伐克作家卡雷尔?卡佩克在1920年发表的 科幻剧本《罗萨姆的机器人万能公司》."Robot"(译为"机器人")是卡佩克根 据Robota(捷克文,原意为"劳役,苦工")和Robotnik(波兰文,原意为"工人", 捷克语意为"奴隶")创新出来的新词. 青少年机器人活动的良师益友——王跃 王跃,1998年毕业于河北师大物理系,现于石家庄市第十一中学任教.自 1990年.课余时间一直从事航模,电脑机器人制作等动手实践活动的课外辅导 工作.发展推广机器人活动是他孜孜追求的奋斗1/I标,为此他创立了该活动 室近几年.经他辅导的学生在各级机器人竞赛及其他活动中多次获奖(第七 \届国际机器人大赛高中组的冠军是其中一对). 他说:"我很喜欢玩机器人,因为 我想搭成什么样都可以,想让它 怎么完成任务都行." 积木是我们童年的最爱,在 摆,插,搭,拆中拼出梦幻,不断扩 展想象力,提高动手能力和协调 能力,体验做一个建筑学家的快 乐.搭建机器人时.你不仅体验到 儿时搭积木的快乐,更会满足你 的求知欲望.上千个形式多样的 小模块为我们创造性地拼搭机器 人提供了便利条件.为完成特定 任务.搭建的机器人不仅要求静 态稳定,还要符合动力机械原理. 这就需要根据任务提前构思搭建 合理,结实的主体结构;在完成任 务的过程中,不断发现问题,解决 问题,反思总结,从而不断发现原 . 理,积累知识 指挥机器人完成任务的指令 需要提前在电脑上编程.即使任 务一定,完成的方式也可以不同. 今天活动室的任务主题是让机器 人进行拔河比赛.比赛时,外面挤 了一圈小脑袋,中间是比赛现场. 现场没有两辆完全一样的小车, 有两轮,三轮,四轮;轮子有大有 小,甚至同一辆车的轮子也不一 样大;还有一个前面两轮,后面带 个支柱.比赛时,只见有的按常规 拼命往后跑;有的却用一个支柱 戳在地面任你拉拽.比赛结束后, 伙伴们围坐在一起和老师一起分 析.他们发现,搭的低的不容易 倒;轮子多的也不容易输;为啥 呢?再比较,再,哦,原来是重 心和摩擦力在发挥作用呀. 活动室"我们自编的名言"栏 里的"一切皆有可能,注意只是 '可能'一于子川"(王老师的批注 是:"至少还有可能!")也是我看 完这场比赛后的最大感想. 王老师介绍说,现在家长对 孩子教育的功利色彩越来越淡, 只要孩子健康快乐成长就好.这 样受益的是孩子,也是教育工作 者.孩子可以根据个性健康成长, 教育工作者更加注重教育过程, 让结果在过程后成为自然结果. 机器人活动的突出特点是 "做中学".这很符合每个人成长 过程对知识的需求,是一种很好 的学习方式,综合看来与其说机 器人制作,不如说机器人教育平 台上的创新教育.这与先进的教 育理念不谋而合,因此参与这项 活动的孩子逐渐增加,很多孩子 还是家长推荐来参与的. 我们用机器人活动室成员的 日常感言,结束这次体验活动: "坚持很难,但放弃更难!"一陈波 昊."看到的是现象,经历的是过 程,改变的是结果.",王跃. 机器人圈的 ….……… "小元老"随登曼技一 访器人大赛曩冠军 程,机械工程,控制理论,传感技干州肌嗣 术及人工智能等先进前沿科技的O本刊记者赵俊环 机器人活动被社会越来越关注.我省开展机器八括动已有将 .…0_..l1l,... 时间为:l1秒5,这一时间锁定了 萧晟涛和韩伟的胜局.夺冠啦! 然而,当我问及这次大赛留 给他们最深的记忆时,回答我的 不是夺冠而是困.50分钟是赛前 当晚他们休息的时间,从凌晨5 点40休息到6点半.赛前应该养 精蓄锐,二人为何通宵达旦,在忙 什么?别急,我们稍后就知. l8次是什么意思?这个数字 意味着,为进行这次比赛,二人在 8月到10月,拆装机器人的次 数.这其实只是一个概数,实际可 能比这要大的多,而且这不仅仅 是数字.每次拆掉原来的机器人, 二人都要心疼一阵子.每一个机 器人都是他们费尽心思搭建的, 拆卸一次就是一次自我否定. 艰难取胜路 二人首次出征马尼拉,虽捧 杯而归,却并非一帆风顺. 在家百日好,出门一日难.初 到马尼拉,麻烦就来了,组委会没 有提供足够的供参赛人员进行赛 前训练搭建用的桌子,他们就没 有桌子.我们知道马尼拉和石家 庄气候条件差异较大,比如空气 湿度较大,这会影响机器人爬杆 蠢矗憨一 时的摩擦力;另外,大赛提供的比 赛器具是否和平时使用的一样 呢?还有,经过长途奔波,需要根 据环境条件对机器人进行最后的 检验检测.因此,比赛之前的练兵 很重要.没有场地怎么办? "自己解决!"萧晟涛说,"到 了国外,听不懂别人说什么,还好 有志愿者,我们通过他们找组委 会沟通交涉,一趟又一趟,终于给 我们找了桌子.""年年比赛都出 去,总是会遇到各种问题,都需要 自己去解决,习惯了."韩伟说. 赛前一天练兵之际,二人发 现怎么别的国家参赛队员都在忙 着对机器人大调整,怎么回事?比 赛和以前发到参赛队员手里 备战的规则有出入!!就好比你一 直在朝着"北"努力前进,却忽然 有人告诉你前进的方向应该是 南.而且距离大赛已经仅剩不到 一 天了!这就是"50分钟"背后的 原因.二人为适应新规则,通宵改 装机器人. 听谁的? 萧晟涛和韩伟组合已有3年 多了.就是两口子过日子还难免 有个勺子碰锅沿的时候,更何况 lll落. 正值年轻气盛的两个小伙子,而 且机器人活动不拘一格的创新特 点,在活动中二人产生分歧肯定 不稀奇.那这个时候听谁的?二人 异口同声:"实际试验操作一下, 谁对听谁的."这就是分歧与默契 和谐统一的又一体现. 操作时,二人之间的配合就 如手术中的医生和护士,一个眼 神就能说明一个问题.生活中,萧 晟涛外向,活泼,韩伟则含蓄,内 敛.采访过程中,最先回应我提问 的往往是萧晟涛,韩伟则不紧不 慢随后补充说明. 谈及未来,二人都说:"遥远, 没有多想过."但由于目前学习比 较紧张,他们会离开心爱的机器 人一段时间.引用韩伟一句语录 结尾:"时间不是耗的!"希望我们 每位都不辜负大好时光. 机器人与 仿人形机器人 河北大学赵晓军 ?n腿^日-L管?n坎幽IM 势,如服务机器人,水下机器人, 军用机器人,微操作机器人等. 机器人一词和世界上第一台 工业机器人的问世都是近几十年 的事.然而,人们对机器人的幻想 与追求却已有3000多年的历史. 西周时期,我国的能工巧匠 偃师研制出了能歌善舞和伶人, 这是我国最早记载的机器人;春 秋后期,鲁班制造一只木鸟,能在 空中飞行"三日不下";三国时期, 诸葛亮发明了木牛流马,用其运 送军粮.在近代的欧洲,最杰出的 要数瑞士钟表匠杰克?道罗斯和 他儿子利用齿轮和发条原理制成 的自动书写玩偶和自动演奏玩 偶.现存最早的机器人是瑞士努 萨蒂尔历史博物馆里造于200年 前的少女玩偶.她的十个手指可 以按动风琴的琴键弹奏音乐. 现代机器人研究始于20世 纪中期,随着计算机技术和人工 智能的发展,机器人的研究取得 了长足进步,很多梦想成为了现 器人ASIMO,代表了当前仿人型 机器人研制的国际水平.从2000 年诞生至今,ASIMO已历经数次 重大改版,06版ASIMO加入了新 的姿势控制系统.因此,他能够在 两脚尽量抬起的同时,积极控制 姿势的倾斜,甚至创造性地做到 了一段时间内双脚腾空.这种如 同人类跑步的,使ASIMO行 进的时速从3千米倍增至6千 米,已达到普通人慢走速度. 2000年以来,索尼公司相继 推出了仿人型机器人SDR一3X和 SDR一4X.SDR-4X身高58厘米, 体重6.5千克,在水平,平坦路面 上最快每分钟行走2O米,在不平 坦地面最快行走6米,可以在 10ram凹凸不平的路面及接近l0 度的斜坡上行走而不会跌倒,并 能顺着挤压,牵引等外力作用做 出适当的姿式防止跌倒,跌倒后 也可自己站起来.2005年新款机 器人QRIO已经具备了跑,跳,投