工程素质和技能归纳

1.什么是机器人及智能移动机器人

我国科学家对机器人的定义：能自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或其他行业危险的工作。

迄今为止，在世界范围内还没有一个统一的智能机器人定义。Robin R.Murphy认为，智能机器人是能自主地完成某种功能的机械系统。大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素：

一是感觉要素，用来认识周围环境状态；

二是运动要素，对外界做出反应性动作；

三是思考要素，根据感觉要素所得到的信息，思考采用什么样的动作。

因此，机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能机器人。一般机器人是指不具有智能、只具有一般编程能力和操作功能的机器人，目前大多数工业机器人属于此类。

智能机器人本身具有多种由内、外部传感器组成的感觉系统，不仅可以感知内部关节的运行速度、力的大小等，还可以通过外部传感器（如视觉传感器、触觉传感器等），对外部环境信息进行感知、提取、处理，并做出适当的决策，在结构或半结构化环境中自主完成某项任务。

智能机器人的发展方向大致有两种，一种是类人型智能机器人，这是人类梦想的机器人；另一种外形并不像人，但具有机器智能。

2.智能移动机器人的设计标准

智能移动机器人是机电一体化技术的典型应用案例，并遵循机器人的通用结构，因此在开发智能移动机器人时，应该遵循以下理念。

首先，要注意机器人是否能很好地适应既定的环境。在开发智能移动机器人时，机器人都需要具有特定的功能并能完成特定的任务，这些都是研究开发、设计及制造机器人的关键。

其次，还要考虑软硬件模块的设计是否支持模块化。模块化设计能简化机器人的设计及使用维护，便于查找问题并进行更换，特别是对于RoboCup足球竞赛机器人，模块化有助于减少其维修更换时间，从而有助于取得好成绩。

除了以上两点，评估机器人性能的标准还有鲁棒性和可移植性。

将以上内容展开来讲，就形成了如下的设计标准：

（1）机械结构要轻便简单，符合特定机器人应用的要求（如RoboCup竞赛机器人），以便教学研究之余可以参加比赛，提升学生对机器人的兴趣和热情。

（2）电气控制结构模块性要非常好，便于学生拆装，电气连线越少越好，这样可以降低专业机器人的复杂性和神秘感，增强学生对专业机器人的热情。只有通过拆装，才能真正帮助学生了解系统各个部分之间的物理联系，从而为理解整体的功能打下基础。

（3）控制平台必须采用比较高级的编程语言平台。这样便于构建大型的软件系统，实现系统各部件之间复杂的互动关系。

（4）各种复杂传感器的扩展要方便，概念要非常清楚。

（5）系统可靠性高、稳定性好。

（6）与基础教育机器人系统有一定的连贯性，有些组件可扩展到其他领域，从而使一些相关的机器人系统能重复利用并有效整合到一起，并具有层次性和连贯性的特点。