機器人玩轉“變身秀”

妙妙貓

各式各樣的機器人為我們的生活添姿增彩，一個個聰穎的機器人更折射出了人類的智慧。那么，對于機器人你又了解多少呢？今天，就讓我們一起與機器人來個親密接觸，在機器人的王國中發(fā)現(xiàn)不一樣的趣味。

機器人的發(fā)展

早在3000多年前的西周時代，中國就出現(xiàn)了能歌善舞的木偶，稱為“倡者”，這可能是世界上最早的“機器人”。

在近代，隨著第一、第二次工業(yè)革命的爆發(fā)，各種機械裝置的發(fā)明與應用，“機器人”玩具在世界各地相繼出現(xiàn)。這些裝置大多由時鐘機構驅動，用凸輪和杠桿傳遞運動。

美國是機器人的誕生地，1962年美國就研制出了世界上第一臺工業(yè)機器人。

20世紀70年代，隨著計算機技術、現(xiàn)代控制技術、傳感技術和智能技術的發(fā)展，機器人得到了迅速發(fā)展，這一時期的機器人只具有記憶、存儲能力，按相應程序重復作業(yè)，被稱為第一代機器人。

20世紀80年代，第二代機器人感應技術更為完善，并在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用。

現(xiàn)在，第三代機器人是“智能機器人”。它不僅具有比第二代機器人更完善的環(huán)境感知能力，而且還具有邏輯思維、判斷和決策能力，可以根據(jù)周圍的環(huán)境自主地進行工作。

太空旅行小伴侶

當人類進入太空的那一刻起，宇宙中的新奇盡現(xiàn)在我們的眼前。而對太空的不斷認知和探索，還需要一次次太空冒險。機器人“Kirobo”的發(fā)明成了航天員太空之旅的“開心果”，讓緊張而枯燥的太空之旅不再沉悶。

機器人“Kirobo”從外表上看，酷似動畫片里走出的阿童木。正是這種萌感十足的設計，讓這款身高只有36厘米、體重只有0.9千克的小型機器人成了航天員喜愛的伙伴。“Kirobo” 由日本東京大學及電通、豐田等公司聯(lián)合研發(fā)，由無人補給飛船“鸛號”送上國際空間站，用于陪伴航天員若田光一，并正式擔任“太空旅行”小助手一職。

你一定會很好奇，機器人“Kirobo”有什么與眾不同的本領呢？

日前，“Kirobo”機器人已經(jīng)通過了設計和測試階段，而且能保證在零重力狀態(tài)下和困難重重的太空環(huán)境下正常工作。“Kirobo”自身配備了語音識別功能，能夠處理不同的語言。

此外，“Kirobo”還有一個用于面部識別和記錄的攝像頭。如果你向“Kirobo”提問為何要成為機器人航天員時，它會回答：“因為我喜歡宇宙！”如果你夸獎它：“你是第一個能對話的機器人航天員。”它則會效仿阿姆斯特朗的登月名言機智應答：“對我來說是一小步，但對機器人來說卻是一大步。”

“機器貓”登場

你有沒有想過擁有一只活潑、機靈的機器貓呢？來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院的研究人員就成功發(fā)明了一種能像貓咪一樣奔跑的機器貓“Cheetah-Cub”。

這臺機器貓體型與家貓的大小相似，它的體重較輕、行動靈敏、奔跑快速，且能在粗糙的表面快速地奔跑。“Cheetah-Cub”的奔跑速度也相當驚人，它能夠在一秒鐘之內(nèi)跑出7倍于自身身長的距離。

“Cheetah-Cub”雖然缺少頭部、也缺少像貓咪一樣精致的五官，但它卻擁有極像家貓般的四肢——機器爪。另外，設計者特別使用彈簧和制動器替代了貓咪身上關鍵的肌腱和肌肉，用以模仿貓咪敏捷的速度以及精確的動作。

研究人員表示，機器人“Cheetah-Cub”目前還只是一個實驗原型，但他們希望在不久的將來，隨著對此類機器人研究的深入，機器貓可以在生物領域展現(xiàn)出它不凡的奔跑能力。

“機器人園丁”

綠瑩瑩的盆栽植物擺放在我們的房屋中，不但可以點綴我們的起居空間，還可以讓我們每一天心曠神怡。只是，如果在家中放置的植物過多，而我們又沒有足夠的時間照料它們，植物就會面臨枯萎的命運。來自美國新澤西州的羅格斯大學的一支研究小組最新設計出的“機器人園丁”——“IndaPlant”。有了這款機器人的陪伴，我們大可不用擔心心愛的植物會遭到“忽視”。

“機器人園丁”如何施展本領呢？

你信不信，“機器人園丁”——“IndaPlant”可以根據(jù)日照情況頂著盆栽在走廊里自由移動。如果將“IndaPlant”停放在陰影處，它還會自動借助陽光傳感器來尋找適度的光源。當傳感器找到允許使用的光源時，“IndaPlant”會轉動藍色輪子，迅速移動到植物所需的光源位置，讓照料的植物在一天之中盡情地享受到陽光。“IndaPlant”還與水分傳感器相連，能夠在植物水分低于確定水平時拉響警報，提醒主人澆水。

那么，這款新奇的“機器人園丁”是不是很耗電呢？當然不會。“IndaPlant”可以利用太陽能發(fā)電，為其馬達充電，這也意味著“IndaPlant”可以在工作中完成自身能量的供給和儲備。

機器人之最

體積最大的機器人

1993年，美國史蒂文·斯皮爾伯格的安布林娛樂公司制造出一臺長14米、高5.5米、重4082千克的機械恐龍，名叫“霸王龍國王”，是為拍攝《侏羅紀公園》而制造的。它是由泡沫橡膠和聚氨酯做成的，大小和真的恐龍相仿，這也是為拍電影而制造的最大的機器人。

體積最小的機器人

1992年，日本精工愛普生公司開發(fā)研制出一臺光敏微型機器人“先生”，體積不到3立方厘米，重1.5克。它由97種不同的手表零件制成。充上電后，這個機器人能以每秒1.13厘米的速度移動大約5分鐘。

和人類最相像的機器人

1997年，日本的本田公司制造出高1.6米的P3機器人。該機器人最接近人工智能—它有三維視覺，頭部能自如轉動，雙腳能躲開障礙物，能改變方向。該機器人由150位工程師歷時11年，耗資8000萬美元研制而成。

最高級的玩具機器人

1998年1月，丹麥玩具公司首次制成了智能塑料積木“風暴”。 該機器人是美國馬薩諸塞州的麻省理工學院的帕佩雷特教授歷時10余載研制而成的，該積木能擺成各種“智能”機器人，積木里面裝有微芯片和傳感器，通過電腦的控制，這個機器人就會開始“思考”。

“螞蟻”機器人

螞蟻雖小，卻是大自然中最勤勞的昆蟲之一。為了搬運食物、建筑洞穴，螞蟻成群結隊地分工合作。美國新澤西理工學院生物學家研制成的“螞蟻”機器人——愛麗絲，真實地模擬了螞蟻的運動路徑，證實了螞蟻在道路選擇方面很少浪費精力。愛麗絲的問世，也將幫助我們更好地借鑒螞蟻的判斷優(yōu)勢，從而為運輸網(wǎng)絡的優(yōu)化和設計獻策，以達到最佳信息傳遞、貨物運輸和人員流動。

那么“螞蟻”機器人愛麗絲是如何像螞蟻一樣活動的呢？

螞蟻是如何建立一個復雜的網(wǎng)絡有效地連接巢穴和食物的呢？這個問題困擾過不少生物科學家。在大量的科學研究報告中也記錄了螞蟻使用一種稱為“信息素”的化學標記物質(zhì)來標示它們的路徑，美國新澤西理工學院生物學家西蒙·卡尼爾表示，愛麗絲設計的初衷正是在于模擬真實螞蟻的“探查行為”。

科學家為“螞蟻”機器人愛麗絲特別建立了一個由“信息素”編輯的路徑，愛麗絲自身也能夠釋放出光線形式的“信息素”，協(xié)調(diào)相機和投影儀照亮每個機器人路徑的尾跡。此外，愛麗絲還配備了兩個光線傳感器，能夠模擬螞蟻觸角，迅速地發(fā)現(xiàn)和跟隨迷宮路徑，在“信息素”傳遞的光線尾跡指引下，愛麗絲可以在道路岔口第一時間做出正確的路徑選擇。

世界機器人大賽，你知道幾個？

1.RoboCuP——機器人足球大賽

RoboCup是一個通過舉辦足球比賽來促進人工智能、機器人以及相關領域的研究而建立的國際組織。RoboCup比賽以其獨特的魅力，成為各類國際機器人競賽中最具水平和影響力的賽事之一。1996年，RoboCup國際聯(lián)合會成立，同時在日本舉行了表演賽，并決定以后每年舉辦一屆。

2.FLL（FIRST LEGO League）

——世界機器人錦標賽

FLL是1998年由美國FIRST非盈利性機構和丹麥樂高集團合作主辦的針對9至16歲青少年的國際性機器人比賽，目的是激發(fā)青少年對科學技術的興趣，F(xiàn)LL在2003年引進中國。

每年9月份，由教育專家及科學家們精心設計的FLL挑戰(zhàn)內(nèi)容將通過網(wǎng)絡在全球同步公布。大賽參賽隊伍由10名隊員組成，挑戰(zhàn)任務由機器人競賽和主題研究項目兩個部分組成。這項比賽也深受全世界的機器人青年愛好者的贊譽和追捧。

3.亞太大學生機器人大賽

“亞太大學生機器人大賽國內(nèi)選拔活動”作為中央電視臺少兒頻道品牌賽事節(jié)目，已經(jīng)成功舉辦了6屆。這項賽事于2002年由“亞洲太平洋地區(qū)廣播電視聯(lián)盟”倡導，每年舉辦一屆，以選拔國內(nèi)制作機器人的冠軍隊參加亞太區(qū)桂冠的爭奪。

4.ROBO—ONE大賽

2002年，ROBO—ONE大賽誕生于日本，這是專為雙足人形機器人舉辦的一項國際賽事，旨在促進機器人技術的發(fā)展。最初的比賽只是展示機器人，再評選出一位冠軍。如今，隨著ROBO—ONE大賽賽制的不斷完善，諸如機器人障礙賽、機器人汽車大獎賽、機器人格斗比賽等不同形式的機器人競賽也相繼出現(xiàn)。