科技制作機(jī)器人視頻（科技制作機(jī)器人視頻大全）

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本文目錄:

• 1、人機(jī)交流智能機(jī)器人動(dòng)畫或者模擬人制作智能機(jī)器人制作

• 2、科技節(jié)老師讓做一個(gè)會(huì)動(dòng)，會(huì)發(fā)光，會(huì)發(fā)聲的東西，我想做一個(gè)機(jī)器人，請(qǐng)問需要點(diǎn)什么材料？怎樣做？

• 3、機(jī)器人如何組裝

• 4、簡單的科技小制作的教學(xué)主要內(nèi)容有哪些？

一、人機(jī)交流智能機(jī)器人動(dòng)畫或者模擬人制作智能機(jī)器人制作

一、無人飛機(jī)

“別動(dòng)隊(duì)”無人機(jī)

縱觀無人機(jī)發(fā)展的歷史，可以說現(xiàn)代戰(zhàn)爭是推動(dòng)無人機(jī)發(fā)展的動(dòng)力。而無人機(jī)對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的影響也越來越大。一次和二次世界大戰(zhàn)期間，盡管出現(xiàn)并使用了無人機(jī)，但由于技術(shù)水平低下，無人機(jī)并未發(fā)揮重大作用。朝鮮戰(zhàn)爭中美國使用了無人偵察機(jī)和攻擊機(jī)，不過數(shù)量有限。在隨后的越南戰(zhàn)爭、中東戰(zhàn)爭中無人機(jī)已成為必不可少的武器系統(tǒng)。而在海灣戰(zhàn)爭、波黑戰(zhàn)爭及科索沃戰(zhàn)爭中無人機(jī)更成了主要的偵察機(jī)種。

法國“紅隼”無人越南戰(zhàn)爭期間美國空軍損失慘重，被擊落飛機(jī)2500架，飛行員死亡5000多名，美國國內(nèi)輿論嘩然。為此美國空軍較多地使用了無人機(jī)。如“水牛獵手”無人機(jī)在北越上空?qǐng)?zhí)行任務(wù)2500多次，超低空拍攝照片，損傷率僅4％。AQM-34Q型147火蜂無人機(jī)飛行500多次，進(jìn)行電子竊聽、電臺(tái)干擾、拋撒金屬箔條及為有人飛機(jī)開辟通

在1982年的貝卡谷地之戰(zhàn)中，以色列軍隊(duì)通過空中偵察發(fā)現(xiàn)。敘利亞在貝卡谷地集中了大量部隊(duì)。6月9日，以軍出動(dòng)美制E-2C“鷹眼”預(yù)警飛機(jī)對(duì)敘軍進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)每天出動(dòng)“偵察兵”及“猛犬”等無人機(jī)70多架次，對(duì)敘軍的防空陣地、機(jī)場進(jìn)行反復(fù)偵察，并將拍攝的圖像傳送給預(yù)警飛機(jī)和地面指揮部。這樣，以軍準(zhǔn)確地查明了敘軍雷達(dá)的位置，接著發(fā)射“狼”式反雷達(dá)導(dǎo)彈，摧毀了敘軍不少的雷達(dá)、導(dǎo)彈及自行高炮，迫使敘軍的雷達(dá)不敢開機(jī)，為以軍有人飛機(jī)攻擊目標(biāo)創(chuàng)造了條件。

鬼怪式無人機(jī)

1991年爆發(fā)了海灣戰(zhàn)爭，美軍首先面對(duì)的一個(gè)問題就是要在茫茫的沙海中找到伊拉克隱藏的飛毛腿導(dǎo)彈發(fā)射器。如果用有人偵察機(jī)，就必須在大漠上空往返飛行，長時(shí)間暴露于伊拉克軍隊(duì)的高射火力之下，極其危險(xiǎn)。為此，無人機(jī)成了美軍空中偵察的主力。在整個(gè)海灣戰(zhàn)爭期間，“先鋒”無人機(jī)是美軍使用最多的無人機(jī)種，美軍在海灣地區(qū)共部署了6個(gè)先鋒無人機(jī)連，總共出動(dòng)了522架次，飛行時(shí)間達(dá)1640小時(shí)。那時(shí)，不論白天還是黑夜，每天總有一架先鋒無人機(jī)在海灣上空飛行。

為了摧毀伊軍在沿海修筑的堅(jiān)固的防御工事，2月4日密蘇里號(hào)戰(zhàn)艦乘夜駛至近海區(qū)，先鋒號(hào)無人機(jī)由它的甲板上起飛，用紅外偵察儀拍攝了地面目標(biāo)的圖像并傳送給指揮中心。幾分鐘后，戰(zhàn)艦上的406毫米的艦炮開始轟擊目標(biāo)，同時(shí)無人機(jī)不斷地為艦炮進(jìn)行校射。之后威斯康星號(hào)戰(zhàn)艦接替了密蘇里號(hào)，如此連續(xù)炮轟了三天，使伊軍的炮兵陣地、雷達(dá)網(wǎng)、指揮通信樞紐遭到徹底破壞。在海灣戰(zhàn)爭期間，僅從兩艘戰(zhàn)列艦上起飛的先鋒無人機(jī)就有151架次，飛行了530多個(gè)小時(shí)，完成了目標(biāo)搜索、戰(zhàn)場警戒、海上攔截及海軍炮火支援等任務(wù)。

Brevel無人機(jī)

在海灣戰(zhàn)爭中，先鋒無人機(jī)成了美國陸軍部隊(duì)的開路先鋒。它為陸軍第7軍進(jìn)行空中偵察，拍攝了大量的伊軍坦克、指揮中心、及導(dǎo)彈發(fā)射陣地的圖像，并傳送給直升機(jī)部隊(duì)，接著美軍就出動(dòng)“阿帕奇”攻擊型直升機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攻擊，必要時(shí)還可呼喚炮兵部隊(duì)進(jìn)行火力支援。先鋒機(jī)的生存能力很強(qiáng)，在319架次的飛行中，僅有一架被擊中，有4～5架由于電磁干擾而失事。

除美軍外，英、法、加拿大也都出動(dòng)了無人機(jī)。如法國的“幼鹿”師裝備有一個(gè)“馬爾特”無人機(jī)排。當(dāng)法軍深入伊境內(nèi)作戰(zhàn)時(shí)，首先派無人機(jī)偵察敵情，根據(jù)偵察到的情況，法軍躲過了伊軍的坦克及炮兵陣地。

1995年波黑戰(zhàn)爭中，因部隊(duì)急需，“捕食者”無人機(jī)很快就被運(yùn)往前線。在北約空襲塞族部隊(duì)的補(bǔ)給線、彈藥庫、指揮中心時(shí)，“捕食者”發(fā)揮了重要的作用。它首先進(jìn)行偵察，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后引導(dǎo)有人飛機(jī)進(jìn)行攻擊，然后再進(jìn)行戰(zhàn)果評(píng)估。它還為聯(lián)合國維和部隊(duì)提供波黑境內(nèi)主要公路上軍車移動(dòng)的情況，以判斷各方是否遵守了和平協(xié)議。美軍因而把“捕食者”稱作“戰(zhàn)場上的低空衛(wèi)星”。其實(shí)衛(wèi)星只能提供戰(zhàn)場上的瞬間圖像，而無人機(jī)可以在戰(zhàn)場上空長時(shí)間盤旋逗留，因而能夠提供戰(zhàn)場的連續(xù)實(shí)時(shí)圖像，無人機(jī)還比使用衛(wèi)星便宜得多。

1999年3月24日，以美國為首的北約打著“維護(hù)人權(quán)”的幌子對(duì)南聯(lián)盟開始了狂轟濫炸，爆發(fā)了震驚世界的“科索沃戰(zhàn)爭”。在持續(xù)78天的轟炸過程中，北約共出動(dòng)飛機(jī)3.2萬架次，投入艦艇40多艘，扔下炸彈1.3萬噸，造成了二戰(zhàn)以來歐洲空前的浩劫。

南聯(lián)盟多山、多森林的地形以及多陰雨天的氣候條件，大大影響了北約偵察衛(wèi)星及高空偵察機(jī)的偵察效果，塞軍的防空火力又很猛，有人偵察機(jī)不敢低飛，致使北約空軍無法識(shí)別及攻擊云層下面的目標(biāo)。為了減少人員的傷亡，北約大量使用了無人機(jī)?？扑魑謶?zhàn)爭是世界局部戰(zhàn)爭中使用無人機(jī)數(shù)量最多、無人機(jī)發(fā)揮作用最大的戰(zhàn)爭。無人機(jī)盡管飛得較慢，飛行高度較低，但它體積小，雷達(dá)及紅外特征較小，隱蔽性好，不易被擊中，適于進(jìn)行中低空偵察，可以看清衛(wèi)星及有人偵察機(jī)看不清的目標(biāo)。

在科索沃戰(zhàn)爭中，美國、德國、法國及英國總共出動(dòng)了6種不同類型的無人機(jī)約200多架，它們有：美國空軍的“捕食者”（Predator）、陸軍的“獵人”（Hunter）及海軍的“先鋒”（Pioneer）；德國的CL-289；法國的“紅隼”（Crecerelles）、 “獵人”，以及英國的“不死鳥”（Phoenix）等無人機(jī)。

無人機(jī)在科索沃戰(zhàn)爭中主要完成了以下一些任務(wù)：中低空偵察及戰(zhàn)場監(jiān)視，電子干擾，戰(zhàn)果評(píng)估，目標(biāo)定位，氣象資料搜集，散發(fā)傳單以及營救飛行員等。

科索沃戰(zhàn)爭不僅大大提高了無人機(jī)在戰(zhàn)爭中的地位，而且引起了各國政府對(duì)無人機(jī)的重視。美國參議院武裝部隊(duì)委員會(huì)要求，10年內(nèi)軍方應(yīng)準(zhǔn)備足夠數(shù)量的無人系統(tǒng)，使低空攻擊機(jī)中有三分之一是無人機(jī)；15年內(nèi)，地面戰(zhàn)車中應(yīng)有三分之一是無人系統(tǒng)。這并不是要用無人系統(tǒng)代替飛行員及有人飛機(jī)，而是用它們補(bǔ)充有人飛機(jī)的能力，以便在高風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)中盡量少用飛行員。無人機(jī)的發(fā)展必將推動(dòng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭理論和無人戰(zhàn)爭體系的發(fā)展。

二、特種功能的機(jī)器人

機(jī)器警察

所謂地面軍用機(jī)器人是指在地面上使用的機(jī)器人系統(tǒng)，它們不僅在和平時(shí)期可以幫助民警排除炸彈、完成要地保安任務(wù)，在戰(zhàn)時(shí)還可以代替士兵執(zhí)行掃雷、偵察和攻擊等各種任務(wù)，今天美、英、德、法、日等國均已研制出多種型號(hào)的地面軍用機(jī)器人。

英國的“手推車”機(jī)器人

在西方國家中，恐怖活動(dòng)始終是個(gè)令當(dāng)局頭疼的問題。英國由于民族矛盾，飽受爆炸物的威脅，因而早在60年代就研制成功排爆機(jī)器人。英國研制的履帶式“手推車”及“超級(jí)手推車”排爆機(jī)器人，已向50多個(gè)國家的軍警機(jī)構(gòu)售出了800臺(tái)以上。最近英國又將手推車機(jī)器人加以優(yōu)化，研制出土撥鼠及野牛兩種遙控電動(dòng)排爆機(jī)器人，英國皇家工程兵在波黑及科索沃都用它們探測及處理爆炸物。土撥鼠重35公斤，在桅桿上裝有兩臺(tái)攝像機(jī)。野牛重210公斤，可攜帶100公斤負(fù)載。兩者均采用無線電控制系統(tǒng)，遙控距離約1公里。

“土撥鼠”和“野?！迸疟瑱C(jī)器人

除了恐怖分子安放的炸彈外，在世界上許多戰(zhàn)亂國家中，到處都散布著未爆炸的各種彈藥。例如，海灣戰(zhàn)爭后的科威特，就像一座隨時(shí)可能爆炸的彈藥庫。在伊科邊境一萬多平方公里的地區(qū)內(nèi)，有16個(gè)國家制造的25萬顆地雷，85萬發(fā)炮彈，以及多國部隊(duì)投下的布雷彈及子母彈的2500萬顆子彈，其中至少有20％沒有爆炸。而且直到現(xiàn)在，在許多國家中甚至還殘留有一次大戰(zhàn)和二次大戰(zhàn)中未爆炸的炸彈和地雷。因此，爆炸物處理機(jī)器人的需求量是很大的。

排除爆炸物機(jī)器人有輪式的及履帶式的，它們一般體積不大，轉(zhuǎn)向靈活，便于在狹窄的地方工作，操作人員可以在幾百米到幾公里以外通過無線電或光纜控制其活動(dòng)。機(jī)器人車上一般裝有多臺(tái)彩色CCD攝像機(jī)用來對(duì)爆炸物進(jìn)行觀察；一個(gè)多自由度機(jī)械手，用它的手爪或夾鉗可將爆炸物的引信或雷管擰下來，并把爆炸物運(yùn)走；車上還裝有獵槍，利用激光指示器瞄準(zhǔn)后，它可把爆炸物的定時(shí)裝置及引爆裝置擊毀；有的機(jī)器人還裝有高壓水槍，可以切割爆炸物。

德國的排爆機(jī)器人

在法國，空軍、陸軍和警察署都購買了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆機(jī)器人。DM公司研制的RM35機(jī)器人也被巴黎機(jī)場管理局選中。德國駐波黑的維和部隊(duì)則裝備了Telerob公司的MV4系列機(jī)器人。我國沈陽自動(dòng)化所研制的PXJ-2機(jī)器人也加入了公安部隊(duì)的行列。

美國Remotec公司的Andros系列機(jī)器人受到各國軍警部門的歡迎，白宮及國會(huì)大廈的警察局都購買了這種機(jī)器人。在南非總統(tǒng)選舉之前，警方購買了四臺(tái)AndrosVIA型機(jī)器人，它們?cè)谶x舉過程中總共執(zhí)行了100多次任務(wù)。 Andros機(jī)器人可用于小型隨機(jī)爆炸物的處理，它是美國空軍客機(jī)及客車上使用的唯一的機(jī)器人。海灣戰(zhàn)爭后，美國海軍也曾用這種機(jī)器人在沙特阿拉伯和科威特的空軍基地清理地雷及未爆炸的彈藥。美國空軍還派出5臺(tái)Andros機(jī)器人前往科索沃，用于爆炸物及子炮彈的清理?？哲娒總€(gè)現(xiàn)役排爆小隊(duì)及航空救援中心都裝備有一臺(tái)Andros VI。

我國研制的排爆機(jī)器人

排爆機(jī)器人不僅可以排除炸彈，利用它的偵察傳感器還可監(jiān)視犯罪分子的活動(dòng)。監(jiān)視人員可以在遠(yuǎn)處對(duì)犯罪分子晝夜進(jìn)行觀察，監(jiān)聽他們的談話，不必暴露自己就可對(duì)情況了如指掌。

1993年初，在美國發(fā)生了韋科莊園教案，為了弄清教徒們的活動(dòng)，聯(lián)邦調(diào)查局使用了兩種機(jī)器人。一種是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型機(jī)器人，另一種是RST公司研制的STV機(jī)器人。STV是一輛6輪遙控車，采用無線電及光纜通信。車上有一個(gè)可升高到4.5米的支架 ，上面裝有彩色立體攝像機(jī)、晝用瞄準(zhǔn)具、微光夜視瞄具、雙耳音頻探測器、化學(xué)探測器、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、目標(biāo)跟蹤用的前視紅外傳感器等。該車僅需一名操作人員，遙控距離達(dá)10公里。在這次行動(dòng)中共出動(dòng)了3臺(tái)STV，操作人員遙控機(jī)器人行駛到距莊園548米的地方停下來，升起車上的支架，利用攝像機(jī)和紅外探測器向窗內(nèi)窺探，聯(lián)邦調(diào)查局的官員們圍著熒光屏觀察傳感器發(fā)回的圖像，可以把屋里的活動(dòng)看得一清二楚。

三、民用機(jī)器人

機(jī)器人指揮

其實(shí)并不是人們不想給機(jī)器人一個(gè)完整的定義，自機(jī)器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機(jī)器人。但隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時(shí)代的到來，機(jī)器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富，機(jī)器人的定義也不斷充實(shí)和創(chuàng)新。

1886年法國作家利爾亞當(dāng)在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機(jī)器起名為“安德羅丁”（android），它由4部分組成：

1，生命系統(tǒng)（平衡、步行、發(fā)聲、身體擺動(dòng)、感覺、表情、調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)等）；

2，造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運(yùn)動(dòng)的金屬覆蓋體，一種盔甲）；

3，人造肌肉（在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態(tài)）；

4，人造皮膚（含有膚色、機(jī)理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等）。

1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》。在劇本中，卡佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”，“Robota”是奴隸的意思。該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)的悲劇性影響，引起了大家的廣泛關(guān)注，被當(dāng)成了機(jī)器人一詞的起源。在該劇中，機(jī)器人按照其主人的命令默默地工作，沒有感覺和感情，以呆板的方式從事繁重的勞動(dòng)。后來，羅薩姆公司取得了成功，使機(jī)器人具有了感情，導(dǎo)致機(jī)器人的應(yīng)用部門迅速增加。在工廠和家務(wù)勞動(dòng)中，機(jī)器人成了必不可少的成員。機(jī)器人發(fā)覺人類十分自私和不公正，終于造反了，機(jī)器人的體能和智能都非常優(yōu)異，因此消滅了人類。

但是機(jī)器人不知道如何制造它們自己，認(rèn)為它們自己很快就會(huì)滅絕，所以它們開始尋找人類的幸存者，但沒有結(jié)果。最后，一對(duì)感知能力優(yōu)于其它機(jī)器人的男女機(jī)器人相愛了。這時(shí)機(jī)器人進(jìn)化為人類，世界又起死回生了。

卡佩克提出的是機(jī)器人的安全、感知和自我繁殖問題。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步很可能引發(fā)人類不希望出現(xiàn)的問題。雖然科幻世界只是一種想象，但人類社會(huì)將可能面臨這種現(xiàn)實(shí)。

為了防止機(jī)器人傷害人類，科幻作家阿西莫夫（Isaac.Asimov）于1940年提出了“機(jī)器人三原則”：

1，機(jī)器人不應(yīng)傷害人類；

2，機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；

3，機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與第一條相抵觸者除外。

這是給機(jī)器人賦予的倫理性綱領(lǐng)。機(jī)器人學(xué)術(shù)界一直將這三原則作為機(jī)器人開發(fā)的準(zhǔn)則。

在1967年日本召開的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議上，就提出了兩個(gè)有代表性的定義。一是森政弘與合田周平提出的：“機(jī)器人是一種具有移動(dòng)性、個(gè)體性、智能性、通用性、半機(jī)械半人性、自動(dòng)性、奴隸性等7個(gè)特征的柔性機(jī)器”。從這一定義出發(fā)，森政弘又提出了用自動(dòng)性、智能性、個(gè)體性、半機(jī)械半人性、作業(yè)性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動(dòng)性等10個(gè)特性來表示機(jī)器人的形象。另一個(gè)是加藤一郎提出的具有如下3個(gè)條件的機(jī)器稱為機(jī)器人：

1，具有腦、手、腳等三要素的個(gè)體；

2，具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠(yuǎn)方信息）和接觸傳感器；

3，具有平衡覺和固有覺的傳感器。

禮儀機(jī)器人

該定義強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人應(yīng)當(dāng)仿人的含義，即它靠手進(jìn)行作業(yè)，靠腳實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，由腦來完成統(tǒng)一指揮的作用。非接觸傳感器和接觸傳感器相當(dāng)于人的五官，使機(jī)器人能夠識(shí)別外界環(huán)境，而平衡覺和固有覺則是機(jī)器人感知本身狀態(tài)所不可缺少的傳感器。這里描述的不是工業(yè)機(jī)器人而是自主機(jī)器人。

機(jī)器人的定義是多種多樣的，其原因是它具有一定的模糊性。動(dòng)物一般具有上述這些要素，所以在把機(jī)器人理解為仿人機(jī)器的同時(shí)，也可以廣義地把機(jī)器人理解為仿動(dòng)物的機(jī)器。

1988年法國的埃斯皮奧將機(jī)器人定義為：“機(jī)器人學(xué)是指設(shè)計(jì)能根據(jù)傳感器信息實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)劃好的作業(yè)系統(tǒng)，并以此系統(tǒng)的使用方法作為研究對(duì)象”。

1987年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。”

我國科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。在研究和開發(fā)未知及不確定環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人的過程中，人們逐步認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動(dòng)和交互技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深，機(jī)器人技術(shù)開始源源不斷地向人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決策、行動(dòng)和交互能力的特種機(jī)器人和各種智能機(jī)器，如移動(dòng)機(jī)器人、微機(jī)器人、水下機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、空中空間機(jī)器人、娛樂機(jī)器人等。對(duì)不同任務(wù)和特殊環(huán)境的適應(yīng)性，也是機(jī)器人與一般自動(dòng)化裝備的重要區(qū)別。這些機(jī)器人從外觀上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了最初仿人型機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人所具有的形狀，更加符合各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增強(qiáng)，從而為機(jī)器人技術(shù)開辟出更加廣闊的發(fā)展空間。

中國工程院院長宋健指出：“機(jī)器人學(xué)的進(jìn)步和應(yīng)用是20世紀(jì)自動(dòng)控制最有說服力的成就，是當(dāng)代最高意義上的自動(dòng)化”。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正引起國際上重新認(rèn)識(shí)機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。

我國的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括：服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨(dú)立成體系的趨勢，如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。目前，國際上的機(jī)器人學(xué)者，從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人，這和我國的分類是一致的。

古代機(jī)器人

機(jī)器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的問世都是近幾十年的事。然而人們對(duì)機(jī)器人的幻想與追求卻已有3000多年的歷史。人類希望制造一種像人一樣的機(jī)器，以便代替人類完成各種工作。

機(jī)器馬車

西周時(shí)期，我國的能工巧匠偃師就研制出了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機(jī)器人。

春秋后期，我國著名的木匠魯班，在機(jī)械方面也是一位發(fā)明家，據(jù)《墨經(jīng)》記載，他曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”，體現(xiàn)了我國勞動(dòng)人民的聰明智慧。

公元前2世紀(jì)，亞歷山大時(shí)代的古希臘人發(fā)明了最原始的機(jī)器人——自動(dòng)機(jī)。它是以水、空氣和蒸汽壓力為動(dòng)力的會(huì)動(dòng)的雕像，它可以自己開門，還可以借助蒸汽唱歌。

1800年前的漢代，大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動(dòng)儀，而且發(fā)明了計(jì)里鼓車。計(jì)里鼓車每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。

后漢三國時(shí)期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”，并用其運(yùn)送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭。

1662年，日本的竹田近江利用鐘表技術(shù)發(fā)明了自動(dòng)機(jī)器玩偶，并在大阪的道頓堀演出。

1738年，法國天才技師杰克·戴·瓦克遜發(fā)明了一只機(jī)器鴨，它會(huì)嘎嘎叫，會(huì)游泳和喝水，還會(huì)進(jìn)食和排泄。瓦克遜的本意是想把生物的功能加以機(jī)械化而進(jìn)行醫(yī)學(xué)上的分析。

寫字機(jī)器人

在當(dāng)時(shí)的自動(dòng)玩偶中，最杰出的要數(shù)瑞士的鐘表匠杰克·道羅斯和他的兒子利·路易·道羅斯。1773年，他們連續(xù)推出了自動(dòng)書寫玩偶、自動(dòng)演奏玩偶等，他們創(chuàng)造的自動(dòng)玩偶是利用齒輪和發(fā)條原理而制成的。它們有的拿著畫筆和顏色繪畫，有的拿著鵝毛蘸墨水寫字，結(jié)構(gòu)巧妙，服裝華麗，在歐洲風(fēng)靡一時(shí)。由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，這些玩偶其實(shí)是身高一米的巨型玩具?，F(xiàn)在保留下來的最早的機(jī)器人是瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶，它制作于二百年前，兩只手的十個(gè)手指可以按動(dòng)風(fēng)琴的琴鍵而彈奏音樂，現(xiàn)在還定期演奏供參觀者欣賞，展示了古代人的智慧。

19世紀(jì)中葉自動(dòng)玩偶分為2個(gè)流派，即科學(xué)幻想派和機(jī)械制作派，并各自在文學(xué)藝術(shù)和近代技術(shù)中找到了自己的位置。1831年歌德發(fā)表了《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克魯斯”；1870年霍夫曼出版了以自動(dòng)玩偶為主角的作品《葛蓓莉婭》；1883年科洛迪的《木偶奇遇記》問世；1886年《未來的夏娃》問世。在機(jī)械實(shí)物制造方面，1893年摩爾制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驅(qū)動(dòng)雙腿沿圓周走動(dòng)。

進(jìn)入20世紀(jì)后，機(jī)器人的研究與開發(fā)得到了更多人的關(guān)心與支持，一些適用化的機(jī)器人相繼問世，1927年美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個(gè)機(jī)器人“電報(bào)箱”，并在紐約舉行的世界博覽會(huì)上展出。它是一個(gè)電動(dòng)機(jī)器人，裝有無線電發(fā)報(bào)機(jī)，可以回答一些問題，但該機(jī)器人不能走動(dòng)。1959年第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人（可編程、圓坐標(biāo)）在美國誕生，開創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。

四、現(xiàn)代機(jī)器人

現(xiàn)代機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)中期，其技術(shù)背景是計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化的發(fā)展，以及原子能的開發(fā)利用。

自1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問世以來，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。

大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，其結(jié)果之一便是1952年數(shù)控機(jī)床的誕生。與數(shù)控機(jī)床相關(guān)的控制、機(jī)械零件的研究又為機(jī)器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

另一方面，原子能實(shí)驗(yàn)室的惡劣環(huán)境要求某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國原子能委員會(huì)的阿爾貢研究所于1947年開發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。

鉚接機(jī)器人

1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。

作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形特征迥異，主要由類似人的手和臂組成。

1965年，MIT的Roborts演示了第一個(gè)具有視覺傳感器的、能識(shí)別與定位簡單積木的機(jī)器人系統(tǒng)。

機(jī)器狗

1967年日本成立了人工手研究會(huì)（現(xiàn)改名為仿生機(jī)構(gòu)研究會(huì)），同年召開了日本首屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)。

1970年在美國召開了第一屆國際工業(yè)機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議。1970年以后，機(jī)器人的研究得到迅速廣泛的普及。

1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一臺(tái)由小型計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，它是液壓驅(qū)動(dòng)的，能提升的有效負(fù)載達(dá)45公斤。

到了1980年，工業(yè)機(jī)器人才真正在日本普及，故稱該年為“機(jī)器人元年”。

隨后，工業(yè)機(jī)器人在日本得到了巨大發(fā)展，日本也因此而贏得了“機(jī)器人王國的美稱”。

自治潛水器

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，使機(jī)器人在功能和技術(shù)層次上有了很大的提高，移動(dòng)機(jī)器人和機(jī)器人的視覺和觸覺等技術(shù)就是典型的代表。由于這些技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)器人概念的延伸。80年代，將具有感覺、思考、決策和動(dòng)作能力的系統(tǒng)稱為智能機(jī)器人，這是一個(gè)概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導(dǎo)了機(jī)器人技術(shù)的研究和應(yīng)用，而且又賦予了機(jī)器人技術(shù)向深廣發(fā)展的巨大空間，水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、空中機(jī)器人、地面機(jī)器人、微小型機(jī)器人等各種用途的機(jī)器人相繼問世，許多夢(mèng)想成為了現(xiàn)實(shí)。將機(jī)器人的技術(shù)（如傳感技術(shù)、智能技術(shù)、控制技術(shù)等）擴(kuò)散和滲透到各個(gè)領(lǐng)域形成了各式各樣的新機(jī)器——機(jī)器人化機(jī)器。當(dāng)前與信息技術(shù)的交互和融合又產(chǎn)生了“軟件機(jī)器人”、“網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人”的名稱，這也說明了機(jī)器人所具有的創(chuàng)新活力。

[編輯本段]人類與機(jī)器人

二、科技節(jié)老師讓做一個(gè)會(huì)動(dòng)，會(huì)發(fā)光，會(huì)發(fā)聲的東西，我想做一個(gè)機(jī)器人，請(qǐng)問需要點(diǎn)什么材料？怎樣做？

額，我覺得這個(gè)東西對(duì)于小學(xué)生來說有些困難吧，涉及到的只是太廣了，很多都是大學(xué)中的知識(shí)，比如機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感器技術(shù)等等。

不過如果只是要做一個(gè)很簡單的機(jī)器人，也不是沒有辦法，最簡單的直流電動(dòng)機(jī)你的會(huì)控制，然后就是一些很簡單的電路了。機(jī)械部分的制作你應(yīng)該多從平時(shí)生活中尋找一些靈感，畢竟你才小學(xué)，想要做出很復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)是很困難的！

三、機(jī)器人如何組裝

如何制作你自己的獨(dú)立自組裝機(jī)器人？本制作項(xiàng)目將對(duì)應(yīng)用于我們的科學(xué)研究中的機(jī)器人的每一個(gè)細(xì)節(jié)作詳細(xì)描述，包括 CAD 文件、源代碼、組裝指導(dǎo)等等。你一般可以輕易找齊所有所需要的材料來重現(xiàn)我們的實(shí)驗(yàn)，或者制作出一個(gè)有趣的玩具。

工具/原料

• 電池端子：2 個(gè)

  滾柱罩：紅色的“滾柱罩”可以在混亂的活動(dòng)中避免閂鎖臂飛出。閂鎖臂和滾柱罩都是寬松地安裝在黃色底座的槽中的。

  電路板：微控制器和簡單的電路板；鋰離子電池則在電路板下面。

  通訊線圈：通訊線圈在其下面

  接口：在電路板和電磁驅(qū)動(dòng)器與通訊線圈之間的接口

  銅箔：我們用的是背面有粘性的銅箔，用切割機(jī)切成標(biāo)簽的形狀，將它粘在塑料上。

  線圈和磁鐵：置于黃色底座中的電磁線圈，以及插入紅色閂鎖臂的稀土磁鐵

  通訊線圈：下面有通訊線圈，和表面平齊

  閂鎖：別的機(jī)器人要鉤住這個(gè)機(jī)器人的話，就要靠這個(gè)閂鎖

  閂鎖鉤：抓住其他機(jī)器人所用的閂鎖鉤

  底座：激光切割的丙烯酸（亞克力）底座。黃色的部分厚度為 3/16 英寸，用膠水粘在底部的厚 1/16 英寸的透明丙烯酸塑料板上。

組裝過程

• 制作印刷電路板（PCB）

  PCB 是通過Eagle PCB 設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的。Gerber 文件可以直接發(fā)送到 PCB 制作服務(wù)，制作出電路板來。還附上了面板化的 gerber 文件——這個(gè)版本將機(jī)器人的 PCB 分成了 16 塊面板，讓制造的效率更高，成本更低。

  

• 我們將電路設(shè)計(jì)得簡單而靈活，因?yàn)槲覀冊(cè)陂_始并計(jì)劃著試用了各種各樣的控制算法、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及通訊方式時(shí)還沒有將機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案最終定下來。我們還需要讓電路既小又輕。我們?cè)谧罱K設(shè)計(jì)方案中決定采用體積非常小的表面封裝（SMT）元件，并得以把一個(gè)微控制器、10 支表示狀態(tài)的發(fā)光二極管、4 個(gè)用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的場效應(yīng)晶體管，以及編程/電力接頭布置在了一塊 25 毫米 × 25 毫米的電路板上，上面還配備了供 4 個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和 4 個(gè)傳感器連接的接觸點(diǎn)。我們?cè)囍央娐钒遄龅酶。菢咏M裝起來難度就太大了。我們所采取的簡單而靈活的策略得到了很好的效果——我們后來用多余的電路板又進(jìn)行了其他 3 項(xiàng)于此完全無關(guān)的制作項(xiàng)目。

  

• 組裝電路。

  線圈與磁體：電磁線圈被壓裝在黃色底板上切出的一個(gè)孔中，而立方形的稀土磁體被壓裝在紅色的閂鎖臂中。

  閂鎖臂的平衡：閂鎖臂的形狀讓它微妙地平衡在這支點(diǎn)上，因此微弱的電磁力就能夠讓它開啟或閉合。

  通訊線圈

  閂鎖臂掛鉤：用于抓住其他的機(jī)器人。它通常處于“閉鎖”位置，從而可以抓住任何碰上它的機(jī)器人。在兩個(gè)機(jī)器人相互進(jìn)行通訊了以后，它可以決定激活電磁鐵，將閉鎖打開，升起掛鉤，放開那個(gè)被抓住的機(jī)器人。

  

• 機(jī)器人帶有兩個(gè)電磁驅(qū)動(dòng)的閂鎖。紅色的閂鎖臂壓裝有一個(gè) 3 毫米的立方體磁鐵（NdFeB 類型），而黃色的機(jī)器人底座壓裝有一個(gè)圓柱線圈。這些線圈都是根據(jù)以下規(guī)格自信制備的：700 匝 42 口徑的線圈線，長 4 毫米，纏繞在一個(gè)直徑 2 毫米的軸上。制作出來的線圈外徑大約為 4 毫米，內(nèi)徑大約為 2 毫米。我們之所以選擇這樣的線圈規(guī)格是為了能夠直接利用機(jī)器人的電源來驅(qū)動(dòng)它們，并且產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾娏俊Ｎ覀円婚_始試著在線圈中插入一個(gè)磁芯，這樣可以讓它的功率更大，但是我們找不到一個(gè)可以在線圈斷電之后失去磁性的磁芯，而且我們也無法翻轉(zhuǎn)線圈的極性（每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配備 1 個(gè)場效應(yīng)晶體管是無法做到的，得有 4 個(gè)才行）。

  

• 通訊

  通訊線圈1：通訊線圈被壓裝在黃色底座中。其頂端與底座表面齊平。當(dāng)兩個(gè)機(jī)器人閉鎖在一起時(shí)，它們的通訊線圈就會(huì)正好靠在一起，雖然由于空氣曲棍球臺(tái)面上混亂的環(huán)境會(huì)讓機(jī)器人發(fā)生劇烈的扭曲，因此實(shí)際上這兩個(gè)線圈可能相距最多有 5 毫米。

  通訊線圈2：在這個(gè)標(biāo)簽下面還有另一個(gè)通訊線圈

  塑料彎片：在黃色底座上插入一塊特殊設(shè)計(jì)的塑料彎片，讓通訊線圈固定在其中。

  機(jī)構(gòu)線圈：驅(qū)動(dòng)閂鎖臂的執(zhí)行機(jī)構(gòu)線圈

  銅片：粘貼式的銅片讓電路聯(lián)通到另一個(gè)通訊線圈上

  這些機(jī)器人利用電感耦合來進(jìn)行短距離的無線通訊。每個(gè)機(jī)器人帶有 4 個(gè)?。? 毫米 × 2 毫米）線圈，各位于四個(gè)面上。它們?cè)诎惭b后與表面齊平，這樣一來當(dāng)兩個(gè)機(jī)器人在一個(gè)面上適當(dāng)組合起來之后，兩個(gè)線圈之間的間距就總是在幾個(gè)毫米以內(nèi)了。我們之前說過要使用的是簡單的 8 位微控制器，帶有 1K 的 RAM，最大模數(shù)采樣率為 10 千赫茲，其總時(shí)鐘頻率為 8 兆赫茲。這其中根本就不需要數(shù)模轉(zhuǎn)換的電路。因此我懷疑既然線圈的諧振頻率高于模數(shù)采樣率，而且我們無論如何也無法生成正弦波形，那么它可能無法發(fā)送或接收 AM 或者 FM 的無線電信號(hào)。而且我們也沒有足夠的計(jì)算能力來處理這么龐大的快速傅立葉變換算法（FFT）。因此我們轉(zhuǎn)而意識(shí)到所需要發(fā)送的數(shù)據(jù)寥寥無幾，所以我們可以讓它慢慢傳輸。我們只是簡單地通過開關(guān)通訊線圈來發(fā)送電磁脈沖信號(hào)。每當(dāng)線圈通電或斷電時(shí)，它就會(huì)生成一道短暫的電磁（EM）脈沖序列，其頻率為其固有頻率。周圍任何線圈都會(huì)與它形成磁耦合，并生成相應(yīng)的脈沖輸出。我們只要利用微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換尋找這些脈沖就行了。由于脈沖的頻率高于模數(shù)采樣頻率，所以我們不能指望檢測到每一道脈沖。因此我們發(fā)送大量脈沖，并且進(jìn)行大量的檢測。這個(gè)方案很有效。這是有史以來最龐大的 Hack 了！一旦在空氣曲棍球臺(tái)面上有一群這樣的機(jī)器人到處橫沖直撞，整個(gè)環(huán)境就變得非?；靵y了。我們不斷地在軟件中添加錯(cuò)誤檢測和修正層，最終讓通訊可靠程度上升到了 50 個(gè)隨機(jī)碰撞單元每小時(shí)大約只發(fā)生 1 次錯(cuò)誤。大功告成之后，在兩臺(tái)機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)傳輸率為每 2 秒 2 比特。那可是比特啊，不是千比特。這是在假設(shè)沒有數(shù)據(jù)發(fā)生沖突或者出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下的最大值了。每個(gè)線圈既用于發(fā)送也用于接收數(shù)據(jù)，因此有時(shí)會(huì)發(fā)生沖突，這就需要重新發(fā)送了。發(fā)送數(shù)據(jù)大約耗時(shí) 200 毫秒，在隨機(jī)狀況下，由于沖突而需要重新發(fā)送，所以耗時(shí)在 2000 毫秒的范圍以內(nèi)。

  

• 微控制編程

  1）列隊(duì)一群黃色和綠色的機(jī)器人將會(huì)排列成黃色的一排與綠色的一排。

  2）錯(cuò)誤修正結(jié)晶：單個(gè)的“種子”晶體將會(huì)以螺旋形式組成一個(gè)完美的黃綠相間的棋盤。

  3）感染和重新編程：機(jī)器人們一開始使用結(jié)晶算法組合。接著放入一個(gè)病毒機(jī)器人，它會(huì)對(duì)其他機(jī)器人注入新的程序，并在晶體中傳播開來。最后晶體組合會(huì)散開，這些機(jī)器人單元會(huì)使用列隊(duì)算法排成兩排

  4）DNA復(fù)制：單獨(dú)的一串機(jī)器人（4 個(gè)、5 個(gè)等等）被放入一群自由的機(jī)器人之中。其 DNA 通過只有本地狀態(tài)和本地信息傳輸?shù)腻e(cuò)誤修正算法以指數(shù)增長的速度進(jìn)行復(fù)制——就像真實(shí)的 DNA 復(fù)制一樣。

  每個(gè)機(jī)器人單元都以含有所有算法的代碼進(jìn)行了程序編制。接著，一個(gè)特殊的“編程”機(jī)器人單元就可以輕易設(shè)定每個(gè)機(jī)器人單元所激活的算法和所激活的顏色。

• 1. 制作印刷電路板

  2. 在印刷電路板上布置元件

  3. 對(duì)微控制器進(jìn)行編程

  4. 制作機(jī)器人的塑料零件

  5. 組裝機(jī)器人的塑料零件

  6. 在機(jī)器人的架構(gòu)中組裝磁體

  7. 在機(jī)器人的架構(gòu)中組裝電子器件

  8. 測試

  

四、簡單的科技小制作的教學(xué)主要內(nèi)容有哪些？

科技小制作可以是一項(xiàng)有趣而具有挑戰(zhàn)性的活動(dòng)，它可以鍛煉人們的創(chuàng)意思維及動(dòng)手能力，而且通常不需要太多的材料和技能。以下是一些可以作為教學(xué)主要內(nèi)容的科技小制作項(xiàng)目：

1. 氣球動(dòng)力小車：制作一個(gè)小車，使用氣球作為動(dòng)力源。當(dāng)氣球被放氣時(shí)，它會(huì)推動(dòng)小車往前走。這個(gè)項(xiàng)目涉及到一些簡單的機(jī)械原理，同時(shí)也可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)和制作一個(gè)輕量級(jí)而高效的小車。

2. LED 燈閃爍電路：使用一些基本電子元件，如電阻、電容和 LED 燈，制作一個(gè)可以使 LED 燈閃爍的電路。這個(gè)項(xiàng)目可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)基本的電子電路知識(shí)，例如電路的工作原理和電子元件的功能。

3. 3D 打印小玩具：利用 3D 打印技術(shù)，制作一些小的玩具或者裝飾物。這個(gè)項(xiàng)目可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用 3D 建模軟件，并將設(shè)計(jì)的物體實(shí)體化。同時(shí)，學(xué)生也可以在制作過程中學(xué)習(xí)一些工程設(shè)計(jì)原則，例如材料的選擇和強(qiáng)度分析等。

4. 簡單機(jī)器人：使用廢舊電子產(chǎn)品、電機(jī)、傳感器等材料制作一個(gè)簡單的機(jī)器人。學(xué)生可以學(xué)習(xí)機(jī)器人的工作原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、電子電路和編程等知識(shí)。這個(gè)項(xiàng)目可以培養(yǎng)學(xué)生的解決問題的能力以及對(duì)機(jī)器人技術(shù)的興趣。

總之，科技小制作項(xiàng)目可以激發(fā)學(xué)生的興趣并提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，同時(shí)也可以幫助他們學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面的知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

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