1、文檔來源為：從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.讀書報告院 系計算機學院專 業年 級班 級學生姓名 學 號報告題目人工智能與機器人完成時間 2013 年 12 月1緒論錯誤!未定義書簽。1.1 課題背景錯誤!未定義書簽。1.2 機器人的發展 錯誤!未定義書簽。2機器人的定義 錯誤!未定義書簽。2.1 機器人的種類錯誤!未定義書簽。2.2 機器人的應用領域 錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。2.2.2 探索機器人 錯誤!未定義書簽。2.2.3 服務機器人錯誤!未定義書簽。2.2.4 軍事機器人錯誤!未定義書簽。3機器人的開發過程錯誤!未定義書簽。3.1 智能機器人的制造理論錯誤!

2、未定義書簽。3.2 機器人的行動過程錯誤!未定義書簽。4機器人的實際應用 錯誤!未定義書簽。5機器人的現狀和發展前景 錯誤!未定義書簽。6總結錯誤!未定義書簽。人工智能與機器人（11科技1班）摘 要:人工智能是研究如何制造出人造的智能機器或智能系統，來模擬人類智能活動的能力，以延伸人們智能的科學。人工智能主要包含三個方面：感知能力、 思維能力、行為能力。而機器人則是將人工智能與物理器件結合起來，完成某些 工作的機器，目前，機器人學和人工智能已作為兩個不同的學科，各自發展著，均取得了很好的成果。同時在一些領域 ，二者又相互結合，并取得了很好的效果。關鍵詞：人工智能；機器人；智能控制Artific

3、ial intelligence and RoboticsAbstract : Expert Artificial intelligence is the study of how to create artificial intelligence machine or intelligent system,to simulate the ability of human intelligence activities*。extend people intelligence science.Artificial intelligence mainly includes three aspect

4、s,perception,thinking,behavior ability.While the robot is the artificial intelligence and physical device together,complete certain work machine,at present,robot is the artificial intelligence have been used as two different subjects,their respective development,have achieved very good results.At th

5、e same time,in some文檔來源為:從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.areas,the two are combined with each other,and have achieved very good results.Keywords ： Artificial intelligence ；Robot； intelligent control1 緒論1.1 課題背景信息技術課程，作為適應信息時代的一門新興學科，其基本思想是通過對信息的獲取、加工、管理、傳播的技術、方法等知識與技能的學習、應用和創新，從而培養和提高學習者的信息素養和創新素質。人工智能與機器

6、人科學，融合了計算機、機械、電子、通訊、控制等聲、光、電、磁多個學科領域的知識，其核心是目前被稱為前沿科學的人工智能理論和技術，因此， 這門課程對學生的知識結構將是一種多學科整合的建構。另一方面，智能機器人的基本特征是感知判斷決策行動， 即獲取環境的直接信息，然后經過分析判斷，進而做出反饋或行動。自機器人誕生之初人類便一直存在著“機器人恐懼癥”的想法，但機器人真的能征服地球了嗎？真正傷腦筋的，是所謂的“人工智能”。但在擔心機器人比人類聰明使人類失去存在的必要，或是機器人奴隸反抗人類主人之前，我們先要問的是，人工智能有可能嗎？他們的發展又如何呢？讓我們一起來簡析探討。1.2 機器人的發展最早的

7、“機器人”頂多只能算是結構精密的自動化機械，就像你不會稱一個時鐘為機器人一樣。那時的機械以現代的角度來說也稱不上是機器人，但想象古希臘人看到希洛(Hero of Alexandria)或阿加扎利(Al-jazari)所做的精巧自動 機器(稱為Automaton)時，他們的感覺恐怕和我們第一次看到iPhone的感覺差 不多吧。而“人形機器人”的概念來自大發明家(兼科學家、數學家、工程師、人體解剖學家、畫家、 雕塑家、 建筑師、 植物學家、音樂家和左手倒著寫字專家)達文西， 他的眾多草稿中，就包括一個內含機械構造的武士盔甲。就像大部份達文西草稿內的東西一樣，沒人知道在當時有沒有人做出這么個機器人來

8、，但看機械，似乎會站會坐、會揮手，嘴巴還會動呢！真正意義上的機器人出現于1959 年。美國人英格伯格和德沃爾研制出世上第一臺工業機器人。這臺機器人外形像一個坦克的炮架，基座上有個可轉動的大機械臂， 該臂上又伸出一個可伸縮和轉動的小機械臂，能進行一些簡單操作，代替人做一些諸如抓放零件的工作。經過了40 年的發展，機器人獲得了很大的發展無論在數量還是質量上，這呈現了各門科學技術相互融會貫通的結果。2 機器人的定義在科技界，科學家會給每一個科技術語一個明確的定義，但機器人問世已有幾十年，機器人的定義仍然仁者見仁，智者見智，沒有一個統一的意見。原因之一是機器人還在發展，新的機型，新的功能不斷涌現。根本

9、原因主要是因為機器人涉及到了人的概念，成為一個難以回答的哲學問題。就像機器人一詞最早誕生于科幻小說之中一樣，人們對機器人充滿了幻想。也許正是由于機器人定義的模糊，才給了人們充分的想象和創造空間。但是，實用上，機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。機器人可接受人類指揮，也可以執行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。機器人執行的是取代或是協助人類工作的工作，例如制造業、建筑業，或是危險的工作。2.1 機器人的種類(1) 操 作型機器人：能自動控制，可重復編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關自動化系統中。(2) 程 控型機器人：按預先要求的順序及條件，依

10、次控制機器人的機械動作。(3) 示 教再現型機器人：通過引導或其它方式，先教會機器人動作，輸入工作程序，機器人則自動重復進行作業。(4) 數 控型機器人：不必使機器人動作，通過數值、語言等對機器人進行示教，機器人根據示教后的信息進行作業。(5) 感 覺控制型機器人：利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。(6) 適 應控制型機器人：機器人能適應環境的變化，控制其自身的行動。(7) 學 習控制型機器人：機器人能“體會”工作的經驗，具有一定的學習功能，并將所“學”的經驗用于工作中。(8) 智 能機器人：以人工智能決定其行動的機器人。2.2 機器人的應用領域制造工業機器人的目的主要在于消減人員編制和提

11、高產品質量。與傳統的機器相比他有兩大優點：生產過程幾乎完全自動化和生產設備高適應能力。現在工業機器人主要應用于汽車工業、機電工業、通用機械工業、建筑業、金屬加工、鑄造以及其他重型工業和輕工業部門。在農業方面，已把機器人用于水果和蔬菜嫁接、收獲、檢驗與分類，剪羊毛合計牛奶等。這是一個潛在的產業機器人應用領域。2.2.2 探索機器人機器人對于探索的應用，即在惡劣或不適于人類工作的環境中執行任務。主要有 2 個有種探索機器人：自主機器人和遙控機器人。自主機器人一直是人類的研究難題，很多專家都在可能地是機器人自主化。遙控機器人已經得到廣泛的應用，其中最為出名的是水下機器人和空間機器人。隨著海洋是事業的

12、發展，一般潛水技術應經無法適應高深度綜合考察和研究并完成多種作業的需要，水下機器人可以代替人類在深海中進行探索，發現了好多不為認知的深海生物。空間機器人主要任務分為兩大方面：1.在月球、火星及其他星球等非人居住條件下完成先去勘探；2.在宇宙空間代替宇航員做衛星的服務(主要是捕捉、修理和補給能量)，空間站上的服務及空間環境的應用試驗。2.2.3 服務機器人研制服務機器人用來為病人看病、護理病人和協助病殘人員康復能夠極大地改善傷殘疾病人員的狀態，以及改善癱瘓者和被截肢者得生活條件。服務機器人已經應用于下列幾個方面：(1)診斷機器人，即配備有醫療診斷專家系統的機器人；(2)護理機器人，是一些具有豐富

13、護理經驗的機器人護士或護師；(3)傷殘癱瘓康復機器人，包括假肢、矯形以及遙控等技術；(4)家用機器人，機器人已經開始進入家庭和辦公室，用于替代人類從事清掃、洗刷、守衛、煮飯、照料小孩、接待、接電話、打印文件等。酒店售貨和餐廳服務機器人、炊事機器人和機器人保姆已經不再是一種幻想；(5)娛樂機器人，包括文娛歌舞和體育機器人；(6)醫療手術機器人幾年來有所突破。2.2.4 軍事機器人軍事機器人分為3 大類：(1)地面軍用機器人地面軍用機器人分為兩類一類是只能機器人，包括自主和半自主車輛；另一類是遙控機器人，即各種用途的遙控無人駕駛車輛。(2)海洋軍用機器人美國海軍有一個獨立的水下機器人分隊，這支由精

14、銳人員和水下機器人組成的分隊可以再全世界海域進行搜索、定位、援救和回收工作。水下機器人在美國海軍中的另一主要涌入是掃雷，MINS 水下機器人系統，他可以用來發現、分類、排除水下殘物及系留的水雷。法國軍用掃雷機器人方面一直處于世界領先地位。(3)空間軍用機器人可以說無人機和其他空間機器人都可能成為空間軍用機器人。微 型 飛 機用于填補軍用微型和偵察機無法到達的盲區，為前線指揮員提供小范圍內的具體敵情。3 機器人的開發過程3.1 智能機器人的制造理論目前意識和環境是困擾研究智能機器人的兩大難題。如何能夠制造像人一樣會思考有意識和情感的智能機器人呢? 首先應該考慮目前智能機器人的制造理論是否存在問題

15、？這里認為人們對視覺的認識是錯誤的，從而造成了制造智能機器人理論上的錯誤。當我們仰望天空遙遠的星星時，有的已經不存在，但我們仍然能夠看到它們，因為星星發出的光能夠在眼中形成星星的圖像。假設光的傳播速度很慢只有每秒1 米，那么當離我們1 米遠的一個物體被快速移開，一秒后我們才能看到這個物體被移開。以上的例子說明我們看到的是物體在眼中形成的圖像， 我們并不能看到物體。在實際中因為光速太快我們不能感覺到物體同物體圖像的分離。如果在一個人的對面有一個機器人，將機器人看到的和聽到的分別傳人這個人的眼睛和耳朵，同時將這個人的動作傳給機器人使機器人的動作與這個人的動作相同，這時這個人感覺自己成了對面的機器人

16、，當他通過機器人的眼看對面真實的自己時感覺看到的是別人，這是因為機器人的視覺與聽覺傳到了這個人的腦中在腦中形成機器人的圖像，所以這個人感覺到自己成了機器人。這說明人感覺到的自己是腦中的身體圖像并不是身體本身。當我們睡覺時，從眼傳人的外界物體圖像消失，身體與腦中的身體圖像的連接斷開，腦中的身體圖像在腦中浮現出的圖像世界中運動使人做夢，腦中沒有我們的身體圖像我們就不能做夢。因為腦感覺到的自己是腦中的身體圖像，所以我們可以將機器人的視覺聽覺傳入我們的眼中和耳中制造出替身機器人。我們看到的世界是物體通過眼在腦中形成的物體圖像世界，我們看到的世界比真實的世界小很多，由于我們的腦只能“看”到腦中的圖像世界

17、，腦中的圖像世界不與外界的物體世界對比，所以我們并不能感覺到世界變小了。假設當我們睡覺時將我們的世界變小，這時我們自身也相同比例地變小，那么當我們醒來時并不會感覺到世界變小了。在物體世界中物體之間不能直接建立聯系，這樣就無法形成相互作用的環境， 也不能在物體世界中憑空出現各種物體，但在人腦中的物體圖像世界中，腦將圖像世界中各種物體圖像連接在一起，并能夠根據需要在腦中浮現出各種物體圖像，腦通過浮現在腦中的各種物體圖像進行思考和想象。我們的腦“看”到了其中的自己存在于周圍的環境中，意識到了自己的存在。聲波和光波傳人腦中在腦中轉變成聲音和光。實際的物體世界并不像我們所看到的和聽到的。在實際的物體世界

18、中沒有聲音。沒有我們看到的各種顏色，只有聲波和各種光波和電磁波。物體由分子原子構成，原子又由更小的微粒構成，將物體向小分時我們會發現物體越分越空，最后我們發現宇宙中只存在能量和力的作用， 一個物體就是一個能量團，當我們看到了一個不透光的物體，是因為光波的能量不能進人這個物體的能量團。假設有一種光，能夠無損失地穿透任何物質， 那么宇宙將被看空。聲音和色彩都產生于腦中，所以我們能不出聲默唱歌曲，不用看到顏色就能在腦中浮現出各種色彩。根據上述理論能夠制造出像人一樣會思考擁有意識的智能機器人。3.2 機器人的行動過程機器人在處理完收集的數據后，就可以生成指令采取行動了。根據不同的需要，機器人可以設計多

19、個關節，這些關節部位在安裝了減速電機或舵，之后就可以活動了。減速電機也就是我們常在電動玩具中拆下的帶齒輪箱的小馬達。它由拖動電動機與齒輪減速裝置耦合而成，減速電機的作用用一句話概括，就叫做變速變扭，即增速減扭或減速增扭。由于電機輸出的功率不變，其轉動的角速度和扭距的乘積就是一個固定值，所以加速時扭矩就減小，減速時扭矩就增大。這種電機一般用做機器人的動力驅動，也就是機器人的腿。微型的伺服電機（舵機） 在無線電業余愛好者的航模活動中使用已有很長一段歷史， 應用最為廣泛。舵機主要用作運動方向的控制部件。舵機本質上是可定位的電機，其內部包括了一個直流電機、一組變速齒輪組、一個反饋可調電位器和一塊電子控

20、制板。其中，高速轉動的直流電機提供了原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，使之產生高扭力的輸出，齒輪組的變速比愈大，伺服電機的輸出扭力也愈大，也就是說越能承受更大的重量，但轉動的速度也愈低。當它接受到一個位置指令，它就會運動到指定的位置。因此， 個人機器人模型中也常用到它作為可控的運動關節，這些活動關節也常被稱為自由度。舵機用在控制精度要求比較高的地方（比如機器人的手）。經過這三個步驟，機器人終于“活 ”了起來。4 機器人的實際應用人類社會永遠不缺乏博學多才又富有前瞻性大師。五十年前，科幻大師阿西莫夫曾預言在2014年機器人不會成為生活“日用品”，但地位獨特。時至今日，這一預言非常符合現今機器人發

21、展趨勢。機器人， 在沒有誕生在現實世界之中，很早開始就在科幻作家筆下不斷顯現，從這些作品中，人們已經可以初窺機器人應用前景。著名科幻作品大師阿西莫夫在制定“機器人三定律”時，更是對五十年后世界機器人應用作了預言，具體如下：到 2014 年，機器人不會成為人們生活中的“日用品”，也不會非常受到人們的歡迎，但他們卻有著自己存在的重要意義。如果說現在（指作者所處年代）的計算機就已經這么先進的話，50 年后的計算機恐怕將變得更加微型、智能，并最終成為機器人的“大腦中樞。事實上， 機器人應用最多的是汽車生產領域，通過組裝、焊接等機器人已可以在 55 秒內生產一輛汽車，生產作用極為巨大。但正如阿西莫夫所說

22、，機器人已有特殊的地位，并不是日常所需。受限于技術等原因，現代機器人在人形產品開發上一直處于待突破的處境之下，即使全球最先進的智能機器人也只有人類幼兒智力水平，并且不具備后續學習能力，適用性極為有限。5 機器人的現狀和發展前景當前，機器人在工業、服務業、軍事等領域發揮的作用日益明顯，盡管一些機器人已具備了一定的智能，但因智能控制方法本身還存在著局限性，距離真正意義上的智能機器人，還有相當大的差距。隨著特種機器人不斷向智能化方向發展，要求人們對機器人的不確定性、復雜性、模糊性過程控制等問題進行廣泛深入的研究而且，將人工智能技術廣泛地應用到特種機器人的控制理論之中，具有十分重要的科學意義和實踐價值。在現代的工業制造，航空航天，交通礦業等領域，機器人越來越發揮著重要的作用。 一些日本的專家預測，到 2010年只有5%的體力勞動需要由人來完成，其余大量的體力勞動要由機器人來承擔。隨著機器人的普及，機器人安全，規劃， 控制等領域也日益承受著巨大的挑戰。近年來，以無人機為代表的智能武器系統獲得了長足的發展，日漸成為戰場上一支不可忽視的重要力量。但隨著無人化兵器數量的增多