從身處車間生產(chǎn)線上的世界第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人“尤尼梅特”, 到正在火星上服役的“勇氣號(hào)”火星探測器,作為科技前沿陣地的嬌子, 機(jī)器人正一步一步走入到我們視野之中。 我們相信在不久的將來,機(jī)器人會(huì)更多的融入到人類的生產(chǎn)與生活中, 正在發(fā)揮它的越來越為巨大的作用。 “鐵臂阿童木”的故事不再是科幻,機(jī)器人不再與我們遙不可及, 我們渴望著能揭開它那層神秘的面紗,走近它那豐富多彩、奧妙萬千的世界, 從而來感知現(xiàn)代科技的無窮魅力,體驗(yàn)未來世界的精彩無限!
什么是機(jī)器人,機(jī)器人為何能有如此精彩的表現(xiàn)呢?
中國的科學(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, 而且其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、協(xié)同能力等,是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。 ”
既然是機(jī)器人,當(dāng)然有“身體”了。 機(jī)器人的“身體”一般又分為動(dòng)作部件、感應(yīng)部件以及機(jī)器人大腦三部分。 動(dòng)作部件構(gòu)成了機(jī)器人的“骨架和肌肉”,機(jī)器人的各種機(jī)械動(dòng)作,都是由動(dòng)作部件來完成的。 感應(yīng)部件顧名思義,就是實(shí)現(xiàn)將感應(yīng)信息傳遞到機(jī)器人大腦的功能的部件了。和人的感覺器官(眼、耳、舌、鼻、皮膚)一樣,機(jī)器人就是通過感應(yīng)部件對(duì)光線、聲音、味道、氣味、觸碰、氣溫等起感應(yīng)作用。常用的感應(yīng)部件有光源傳感器、聲音傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器等。 機(jī)器人大腦,好像一臺(tái)微型的家用電腦,它可以執(zhí)行程序指令, 并向具體的各個(gè)部件發(fā)出相應(yīng)的控制信息,是整個(gè)機(jī)器人的核心部件。
當(dāng)然,單純的“身體”只是機(jī)器人的軀殼,機(jī)器人具有高度靈活自動(dòng)化, 還需要大量軟件的支持,軟件是機(jī)器人的靈魂,想當(dāng)于我們?nèi)祟惖乃枷搿?利用專門的編程軟件寫出特定的程序, 然后編譯下載到機(jī)器人的大腦??――RCU(robot control unit)中, 機(jī)器人才能按我們的意圖工作。
按用途機(jī)器人一般分為工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。 工業(yè)機(jī)器人有搬運(yùn)機(jī)器人、噴漆機(jī)器人、焊接 與切割機(jī)器人、裝配機(jī)器人、最后工序機(jī)器人等。 特種機(jī)器人有軍用或警用機(jī)器人、空間機(jī)器人 、水下機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、建筑機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和娛樂機(jī)器人等。
機(jī)器人體現(xiàn)的是體與魂的完美融合,是人類智慧的結(jié)晶, 體現(xiàn)了科技前沿領(lǐng)域的成果,在應(yīng)用領(lǐng)域中更有其獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷非同一般的特殊魅力。 前段時(shí)間送到外太空的火星探測器,正在為人類揭開一個(gè)個(gè)大千世界的謎團(tuán)。 火山探測、深海作業(yè),急救,機(jī)器人已經(jīng)不僅是科技前沿的研究用具, 也進(jìn)入了我們生活之中。 如有些機(jī)器人還能洗衣做飯,守護(hù)我們的家園,為人類造福。
機(jī)器人魅力無限,引無數(shù)人為之傾倒,據(jù)統(tǒng)計(jì),國內(nèi)機(jī)器人愛好者已經(jīng)超過百萬, 他們通過了各種的形式將自己投身于機(jī)器人研究與活動(dòng)之中,如高科技競技與機(jī)器人的各種科學(xué)研究、工程研究活動(dòng)。 研究、創(chuàng)意、動(dòng)手制作機(jī)器人活動(dòng)已成為新世紀(jì)中小學(xué)青少年科技創(chuàng)新活動(dòng)的新亮點(diǎn)與新領(lǐng)域。 智能機(jī)器人教育進(jìn)入學(xué)校已成為可能和必然的趨勢。
目前我們國家一方面將重心由工業(yè)型機(jī)器人轉(zhuǎn)移到大力開發(fā)服務(wù)型機(jī)器人上, 使機(jī)器人產(chǎn)品更貼近我們的生活,另一方面,通過每年在全國各省市興起的, 開展各項(xiàng)機(jī)器人的競賽活動(dòng)這一形式,如足球機(jī)器人比賽,機(jī)器人走迷宮比賽, 機(jī)器人保齡球比賽,……等帶給了廣大機(jī)器人愛好者寓教于樂的機(jī)會(huì), 從而更能激發(fā)和調(diào)動(dòng)起廣大青少年探索機(jī)器人奧秘,學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的熱情。
從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度,許多國家將機(jī)器人教育列為學(xué)校的科技教育課程, 在孩子中普及機(jī)器人知識(shí),努力為本國培養(yǎng)機(jī)器人的研發(fā)人才。 美國和日本在這方面一直走在了前列,日本索尼公司的機(jī)器狗能自動(dòng)翻身, 四足行走,進(jìn)行簡單的語言表達(dá),識(shí)別的控制物體,它牢牢的吸引了孩子們的目光, 許多科技研發(fā)人才正是從此選擇了自己人生的道路。
美國和日本對(duì)機(jī)器人的普及,給中國帶來了前所未有的壓力, 讓中國的專家連聲驚呼,中國決不能在下一代人才的競爭力上輸于他們。 抓緊當(dāng)前的機(jī)遇,中國需要自己的機(jī)器人產(chǎn)品,讓機(jī)器人走進(jìn)課堂, 讓學(xué)生們了解機(jī)器人,制作機(jī)器人,是迫切而必須的。
在廈門這樣一個(gè)重視高科技研發(fā),大力扶持高科技產(chǎn)業(yè)的城市里, 培養(yǎng)自己的科技人才是必要的,也是適時(shí)的。 在校園里普及機(jī)器人知識(shí)是廈門市培養(yǎng)自己科技人才的一種方式。
在校園開設(shè)機(jī)器人制造課程,可以大大激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇之心,探究世界的無窮奧秘。 機(jī)器人的制作搭建機(jī)器人實(shí)體,提高學(xué)生的動(dòng)手能力;程序設(shè)計(jì)能夠加強(qiáng)學(xué)生邏輯思維能力培養(yǎng)。機(jī)器人的制作本身就是一件系統(tǒng)性的工作,復(fù)雜而又精細(xì),它需要學(xué)生之間的團(tuán)結(jié)與協(xié)作; 在體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的成功與失敗之中, 更會(huì)加強(qiáng)學(xué)生們不輕易放棄的毅力和堅(jiān)持不懈的追求精神; 學(xué)生們?cè)趧?chuàng)作的過程中,展望中國機(jī)器人的未來, 一種民族責(zé)任感、使命感和自豪感也會(huì)伴隨著 油然而生……這一切都體現(xiàn)了我們當(dāng)前的以人為本, 提高全民素質(zhì)這一教育的本質(zhì)。 所以,機(jī)器人在各校的普及意義是重大的。 它帶給學(xué)生的是智慧的挑戰(zhàn),夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)。 這是多么美妙的體驗(yàn)!
讓我們從娃娃抓起,從學(xué)生時(shí)代開始,培養(yǎng)孩子們的興趣, 和孩子們一起在機(jī)器人制作的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)科學(xué)的樂趣,體驗(yàn)科學(xué)的精彩吧。
(作者單位:福建省廈門市金雞亭中學(xué))