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黑龙江省2014年专业技术人员继续教育知识
机器人创新设计学习心得
通过对《机器人创新设计—轮式移动机器人创新设计基础》课程讲义的学习，使我对机器人设计从感性认识过渡到了理性认识，并对轮式移动机器人的原理和设计理念有了初步的认识，并对整个机器人领域有了进一步认识。
在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，但机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样，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，才给了人们充分的想象和创造空间。
操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。
示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。
数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。
感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。适应控制型机器人：机器人能适应环境的变化，控制其自身的行 动。
学习控制型机器人：机器人能“体会”工作的经验，具有一定的 学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。
智能机器人：以人工智能决定其行动的机器人。
智能机器人是信息技术发展的前沿领域，是一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科，蕴涵着极其丰富的教育资源。
面对学生学习的机器人需要具备以下特点：
1、机械结构最大程度的模块化：方便学生拆卸、认识及组装机器人，动手乐趣无穷；提供了丰富的扩展方式，可扩展性强，可安装我们的机械配件，也可自行设计机械配件，创意空间无限；铝合金材 质、精密激光切割与钣金工艺、细纱纹彩色烤漆表面处理工艺，增强学生的工艺意识；单独功能零件互换连接结构，各种结构件，增加学生的感性机构认识，启发学生的设计思想、思路。
2、强大的硬件扩展能力：主控制器采用16位DSP高速处理器，能支持图像、语音、网络通信模块使机器人真正智能化；液晶显示及键盘控制采用51系列单片机；扩展部分采用CPLD管理；硬件接口（JTAG）开放；多个标准传感器接口、标准通讯总线以及MT-BUS总线接口，可以扩展A/D，D/A，数字I/O等多种扩展卡、传感器及并行/串行通信。
3、模块化的软件开发平台：由浅入深的软件开发环境：支持流程图、标准C语言编程，不仅支持基于函数库的软件开发，还可以基于底层操作地址和操作码的编程。
4、丰富的传感器配件：平台支持多种传感器模块，如：碰撞传
感器、光敏传感器、远红外传感器、红外测障传感器、红外测距传感器、地面灰度传感器、MP3播放卡、数字指南针、语音识别模块、陀螺仪模块等。
教育要面向现代化。让智能机器人教育走进每个搞应用科学人的心中，开发机器人文化的教育功能和发掘智能机器人的教育价值，对推进教育创新，促进教育改革和教育现代化，对创造型、研究型、专家型队伍的形成，对提高搞应用科学人的创新和实践能力，同时对我国机器人事业的发展、人才高地的建设，具有重要的现实意义和战略意义。
教育要面向世界。日本、美国等一些发达国家高度重视机器人学科教育对高科技社会的作用和影响，已在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人的课程内容。要赶超世界先进水平，机器人教育及知识的普及必不可少。
教育要面向未来。21世纪中期，人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代。最近10年，有关机器人的研究与应用水平将取得重大突破。机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整；机器人的制造与销售将成为一个新的经济增长点。在继续教育领域开展智能机器人教育，是为了让中国今天搞应用科学人能够有准备地迎接明天的挑战——智能机器人时代的到来。
轮式移动机器人是一款广泛地应用于创新教育以及毕业设计的创新型机器人。该机器人有着完善的软硬件系统，强大的电子和机械扩展能力，而且很方便学生的安装。
仿人机器人是未来研究的重点。现代科技的发展使机器人研究领域的范围不断扩大，机器人的内涵和外延的不断丰富。根据联合国标准化组织对机器人的定义，机器人既可以是一种实际的可编程、多功能的操作机，也可以指具有可改变和可编程动作的专门系统。在现代工业生活领域中机器人的使用越来越广。
仿生机器人是机器人研究中的重要分支。如果说各式各样的工业机器人、智能控制系统、机器视觉系统、智能识别系统是具有实际意义的机器人或智能系统，能为工业生产提供很大的帮助，那么仿生机器人现有的研究水平远没有达到实际应用的程度。即使在仿真机器人、仿生机器人研究非常发达的日本，仿生机器人现阶段也只能完成简单的功能。相比起研究的庞大投入，仿生机器人的商业价值也非常有限。那么，为什么会有这么多顶级研究机构、高端实验室投入到仿生机器人的研究中呢？根据上海英集斯自动化技术有限公司机器人专家的介绍，仿生机器人涉及到机器人制造中的各个领域，如自主行为控制、人工智能、动态管理、机械设计等，一台小小的仿生机器人的技术含量很可能远超过巨大的机械手臂的技术含量，仿生机器人在一定程度上代表着机器人研究的最高水平。此外，虽然目前的仿生机器人尚没有实现大规模的商业开发，但是日本一些机器人研究公司推出的基于机器人研究的玩具得到了不错的市场效果。随着时间的推移仿生机器人不管在研究领域，还是在商业领域都会有很好的表现。这也是仿生机器人研究受到重视的根本原因。
因此，我们学习机器人，研究机器人必须跟上世界的先进步伐，必须领先世界的先进脚步。
发展机器人技术对一个国家会产生重要的影响。
世界各国都非常重视机器人技术的开发与研究，主要有以下几个方面的原因。
（一）发展机器人可以提高综合国力
机器人技术是集光机电信息自动化于一身的高新技术，从某种意义上讲，一个国家机器人技术水平的高低，代表了一个国家制造业的水平和综合实力。也就是说，一个落后的国家不可能研制出先进的机器人系统。
（二）发展工业机器人可以增强一个国家的制造能力
制造业是一个国家国民经济的支柱产业，据有关资料报道，在一些工业发达的国家和新兴工业化的国家，制造业的生产总值占国内生产总值的20%~55%。当今，世界市场已生成了以制成品为主（占80%以上）的结构，这说明制造业不论是在发达国家，还是在发展中国家，在国民经济中均占有主要地位。世界上各个国家经济的竞争主要是制造技术的竞争，在各个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。由此可见，制造技术水平的高低已经成为衡量一个国家国民经济实力和科技发展水平的重要标志之一。工业发达国家普遍认为，现代科学研究的重点应转移到制造技术上来，在未来竞争中，谁掌握了先进制造技术，谁就掌握了市场。从某种意义上讲，制造技术，特别是先进制造技术已成为一个国家命运的主宰。工业机器人是柔性制造的核心，是现代制造不可缺少的设备之一。为了提高产品的生产率提高产品的质量和产品质量的一致性，很多企业都是通过使用工业
机器人来实现这一目的。我国的制造加工能力相对较差，一些传统的制造企业受到市场的巨大冲击。这些企业大都是使用刚性设备，要想改产就必须重新购买新的设备，而企业又没有足够的资金购买新的生产线，老产品失去市场，新产品又造不出来，致使有些企业举步维艰。
国外一些大的汽车、电子、机械制造商无不采用了工业机器人作为关键生产设备。他们可以根据市场需求，及时调整生产策略，以小批量、多品种，占领更多的市场份额。我国的一些企业也已经尝到了使用机器人的甜头，工业机器人正在得到更多的认可。国家863计划智能机器人主题正是看到了这一趋势，及时调整了发展重点，对工业机器人及其应用示范工程给予了大力支持，并取得了明显的效果，在摩托车、汽车、电子、家电等行业推广了一批示范工程，并形成了拥有自主知识产权的产品系列。
（三）发展特种机器人可以增强国家的可持续发展能力 所谓的特种机器人是指除工业机器人之外的各种机器人。在国家863计划实施的初期，我们研究的重点就是各种用途的特种机器人，并先后研制出了300米、1000米、6000米水下机器人、混凝土喷射机器人、排险机器人、核工业机器人、机器人压路机、机器人推土机、凿岩机、农林业机器人、微操作机器人、爬壁机器人、管内作业机器人、双足步行机器人、灵巧手等，大大缩短了我国机器人水平与发达国家之间的差距，有力地推动了我国机器人技术的发展，加强了机器人与社会、经济的联系。
因此，发展机器人对于一个国家，一个民族具有重要的利益，一个国家的机器人水平反映了这个国家的综合实力，我们青年人应该在机器人的设计及使用上充分发挥想象力，使我国机器人研究水平上一个新的台阶。
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