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1、機器人與機器人足球,信息工程學院 羅忠文,講課主要內(nèi)容,機器人足球的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及主要類型 仿真機器人足球及其程序設計方法 半自主機器人足球及其體系結(jié)構(gòu)與軟硬件開發(fā)方法 類人型機器人足球及其軟硬件開發(fā)方法 類人型機器人舞蹈設計,機器人足球?qū)嵺`,按專業(yè)進行劃分 機械專業(yè) 設計小車：先嘗試畫小車的圖 設計人型機器人：畫人型的構(gòu)建 軟件相關專業(yè) 智能與策略設計 電類專業(yè) 機器人控制電路設計,第一講、機器人與機器人足球概論,主要內(nèi)容,歷史回顧 機器人第一次浪潮 (1920s) 機器人第二次浪潮(1950s) 機器人第三次浪潮(1980s) 機器人第四次浪潮(2000s) 機器人足球 機器人足球在地大

2、,Honda Asimo, 2001,機器人第一次浪潮,捷克作家Karel Capeks首次使用robot，1921在 play R.U.R 25年來， robots一詞不斷在科幻小說中出現(xiàn)，主要有: Fritz Langs 1926，無聲電影 Metropolis，其主角是 Robotrix, 一個機器人用來壓迫工人. 各種機器人“表演”，包括1939世博會上的 Westinghouses Electro 但缺乏實際應用,I, Robot（機械公敵）,Asimovs（阿西莫夫）機器人三法則 A robot may not injure a human being, or, through i

3、naction, allow a human being to come to harm. 機器人不能傷害人，不允許人傷害自己 A robot must obey orders given it by human beings, except where such orders would conflict with the First Law. 機器人必須服從人類，除非與第一條矛盾 A robot must protect its own existence as long as such protection does not conflict with the First or Seco

4、nd Law. 在不違反，的情況下，機器人應該盡量保護自己,I. Robot,機器人第二次浪潮,1950s 工業(yè)機器人突破 受原子彈計劃的驅(qū)動，1947美國國家實驗室試驗首次遙操作 1948年力反饋，1958跟隨TV系統(tǒng) 第一臺計算機 (ENIAC)于1945建立 1948, 維納出版控制論“Cybernetics”, 構(gòu)畫出其控制與通訊的藍圖 1954, George Devol和Joseph Engelberger建立 Unimation Ltd. 公司開發(fā)程控機器人 1956 John McCarthy造出 “人工智能”一詞，并在 1958開發(fā)出 LISP語言,工業(yè)機器人,,焊接機器人

5、噴漆機器人 組裝操作機器人 郵局分信機器人 拋光機器人 零件檢測機器人 醫(yī)療/手術機器人,這些機器人在固定環(huán)境下高速高精度運轉(zhuǎn),食物加工機器人,切 垛碼 包裝,1986, R. Brooks教授發(fā)明基于行為的機器人“Behaviour-based Robotics”. 機器人從固定環(huán)境走向不確定的環(huán)境 1990開始，機器人向服務業(yè)并走向家庭 智能機器人與服務機器人，開始服務于人類 2003年末,全世界售出民約610,000個自動吸塵器和除草機 聯(lián)合國預測，到2007年將有470萬服務和個人機器人 服務機器人的特點：自動、交互、智能、陪伴,機器人第三次浪潮,仿生機器人,仿昆蟲的群集機器人 每個都

6、具有簡單的傳感器和共同特性 他們可以通過自組織, 合作和自組裝來完成特定的任務，如捕食,仿生機器人,Boston Dynamics,清潔機器人 - Unstrucutred,水池 窗戶 地板 飛機,新型機器人,危險環(huán)境 核電站 監(jiān)測,第四次浪潮：人本機器人,與人實時共存于動態(tài)不確定的環(huán)境 與人類用戶進行智能交流: 人-機器人交互 自適應和調(diào)整，而不是工業(yè)機器人中的高速及精確定位 失效恢復（fail-safe）, 即有冗余傳感器，處理器及激活裝置. 經(jīng)驗學習：從成功和失敗,,康復傳感器與機器人,,,,,醫(yī)療服務機器人,關節(jié), 腦手術 遙操作 最小化創(chuàng)傷 精確 輸送,,家庭安全,智能運動 與人交互

7、 智能通訊,娛樂機器人,機器魚,全自主機器車,穿過沙漠、穿過城市,人工智能與機器人足球,國際象棋：深藍vs Kasparov(1997),Result 1 Kasparov 2 Deep Blue 3 Draw 4 Draw 5 Draw 6 Deep Blue,機器人足球,2050 人VS機器人 多智能體智能與協(xié)調(diào) 多學科交叉 高技術 人工智能 先進制造 高性能傳感器 先進機電控制 通訊技術,國際機器人足球賽（FIRA),主要賽事,MiroSOT SimuoSOT HuroSOT Khepera MiniSOT,機器人小車,國際機器人足球賽（ROBOCUP）,主要賽事,仿真 RoboCUP

8、2D RoboCUP 3D Sony四腿 HuroSOT 小型 中型 救援,中型組,地大機器人,仿真機器人足球,機器人舞蹈,小車型足球機器人,類人型機器人足球,,,,,飛行機器人、機器魚,,地大機器人研究與開發(fā),仿真機器人 足球機器人小車 類人機器人足球 類人機器人舞蹈,仿真機器人,2004年 （韓國）獲世界杯機器人足球 亞軍、季軍 2005年 （新加坡）獲世界杯機器人足球 冠軍、亞軍 2006年 （德國）獲世界杯機器人足球 亞軍、季軍 2007年 （美國）獲世界杯機器人足球 兩項季軍,微型機器人,人形機器人,2006年 首次參加FIRA中國機器人足球比賽的機器人,人形機器人,人形機器人,20

9、07年中國武漢思遠+1杯中國機器人足球比賽獲四項亞軍 2007年美國舊金山機器人世界杯勇奪七項全能等三項季軍，,機器人舞蹈,2007年中國 武漢思遠+1杯中國機器人足球比賽獲四人組亞軍,名人的機器人觀,CLB: If you were a soon-to-graduate college senior or Ph.D. and you didnt have any baggage, what kind of research would you want to do? Or would you even choose research again? Knuth: I think the mos

10、t exciting computer research now is partly in robotics, and partly in applications to biochemistry. Robotics, for example, thats terrific. Making devices that actually move around and communicate with each other. Stanford has a big robotics lab now, and our plan is for a new building that will have

11、a hundred robots walking the corridors, to stimulate the students. Itll be two or three years until we move in to the building. Just seeing robots there, youll think of neat projects. These projects also suggest a lot of good mathematical and theoretical questions. And high level graphical tools, theres a tremendous amount of great stuff in that area too. Yeah, Id love to do that... only one life, you know, but...,課程簡介及要求,考勤：4次（每次5分） 課程報告：次（2分） 實驗與報告：次（共0分）,課程調(diào)查,姓名學號所在院系所學專業(yè) 實驗內(nèi)容 全自主機器人小車 實驗時間 周六或者周日的某個時間 具體化 小組實驗,