一4家长课程：机器人在身边
家长课程——机器人在身边
娇娇乐乐齐准备
乐乐：娇娇，你看，《机器人》这篇科普文真有意思，机器人太神奇了。
娇娇：是啊，我爸爸就是研究机器人的，他知道很多的机器人秘密。
乐乐：那我们请你爸爸来给大家上一课好吗？
娇娇：我爸爸很忙，我得去征求他的意见。
乐乐：好啊！好啊！
娇娇：爸爸，今天我们看到一篇科普文《机器人》，同学们对机器人充满好奇，您是机器人专家，您能给我们讲讲吗！
爸爸：好啊！那我去给大家讲讲吧！
娇娇：爸爸，您真好！需要我帮什么忙吗？
爸爸：好啊！请你帮我向同学们咨询一下，看看大家想了解机器人的那些知识呢，对机器人的哪些方面感兴趣呢，这样就可以浅显易懂的、有针对性的使大家熟悉机器人了。
娇娇：好的，保证完成任务！
娇娇乐乐上课啦
一、什么是机器人？
同学们，听到“机器人”这两个字大家可能觉得陌生但似乎又很熟悉吧，实际上现实中的机器人已经分布在我们生活在的方方面面了。
1. 机器人的历史
智能型机器人是最复杂的机器人，也是人类最渴望能够早日制造出来的机器朋友。然而要制造出一台智能机器人并不容易，仅仅是让机器模拟人类的行走动作，科学家们就要付出了数十甚至上百年的努力。
1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。
1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。
1948年 诺伯特·维纳出版《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》，阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。
1954年 在达特茅斯会议上，马文·明斯基提出了他对智能机器的看法：智能机器“能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法”。这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。
1956年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。
1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。
1962年美国AMF公司生产出“VERSTRAN”（意思是万能搬运），与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。
1962年-1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括1961年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在1964年，帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。
1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声呐系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。
1968年 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木，不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。
1969年日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长，后来更进一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。
1973年世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。
1978年美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。
1984年 英格伯格再推机器人Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年，他还预言：“我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全”。
1990年中国著名学者周海中教授在《论机器人》一文中预言：到二十一世纪中叶，纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。
1998年丹麦乐高公司推出机器人（Mind-storms）套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。
1999年日本索尼公司推出犬型机器人爱宝（AIBO），当即销售一空，从此娱乐机器人成为机器人迈进普通家庭的途径之一。
2002年美国iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba，它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。
2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔·盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。
2.机器人工作原理
从最基本的层面来看，人体包括五个主要组成部分：
身体结构、肌肉系统，用来移动身体结构、感官系统，用来接收有关身体和周围环境的信息、能量源，用来给肌肉和感官提供能量、大脑系统，用来处理感官信息和指挥肌肉运动
机器人的组成部分与人类极为类似。一个典型的机器人有一套可移动的身体结构、一部类似于马达的装置、一套传感系统、一个电源和一个用来控制所有这些要素的计算机“大脑”。从本质上讲，机器人是由人类制造的“动物”，它们是模仿人类和动物行为的机器。机器人是“能自动工作的机器”，它们有的功能比较简单，有的就非常复杂，但必须具备以下三个特征：
（1）身体，是一种物理状态，具有一定的形态，机器人的外形究竟是什么样子，这取决于人们想让它做什么样的工作，其功能设定决定了机器人的大小、形状、材质和特征等等。
（2）大脑，就是控制机器人的程序或指令组，当机器人接收到传感器的信息后，能够遵循人们编写的程序指令，自动执行并完成一系列的动作。控制程序主要取决于下面几种因素：使用传感器的类型和数量，传感器的安装位置，可能的外部激励以及需要达到的活动效果。
（3）动作，就是机器人的活动，有时即使它根本不动，这也是它的一种动作表现，任何机器人在程序的指令下要执行某项工作，必定是靠动作来完成的。
机器人种类繁多，现在以工业机器人原理图简单介绍一下。
工业机器人原理如上图所示
同学们，现在应该对机器人的起源、组成及工作原理有了初步的了解，所以机器人就是人类设计出来的机器，让它来模仿人的动作，去高效的完成人类交给它的各种任务。机器人，各种形状都行，不一定是人的形状。
3.
机器人的优点
机器人可以根据人的指令长时间工作，替代人类去做一些非常危险的工作，比如：救火，地震、水下等搜救等。
二、机器人的应用。
1.家用机器人
（1）做家务用的机器人-扫地机器人
扫地机器人可快速清理家庭地板上的各种碎小垃圾，可以到达人类不方便到的地方进行清扫，比如床底，沙发底等。
图 家用扫地机器人
（2）学习机器人
孩子使用学习机器人，一方面可以激发孩子学习的兴趣。另外学习机器人连接网络之后就是一个知识百科，孩子可以根据自己的兴趣去学习任何他想知道的知识。如果父母比较忙碌，不方便陪伴孩子学习，学习机器人可以更好的陪伴孩子成长。
图 学习机器人
（3）娱乐机器人
现在孩子多为独生子女，部分家庭孩子虽有兄弟姐妹，但因生活在城市，可供户外的活动机会比较少。娱乐机器人可陪伴孩子学习唱歌，跳舞。这样可大大减少孩子玩手机、看电视的时间，保护孩子视力，提高他们学习娱乐的兴趣。
图 娱乐机器人
2.民用机器人
（1）送餐机器人
现在人力成本越来越高，餐厅设计好机器人行走路线之后，送餐机器人可按照厨房服务人员发送的指令，准确将菜品送达客人餐桌。采用送餐机器人，可大大减少餐厅服务人员，餐厅只需要在大堂分派少数服务员即可。
图 送餐机器人
（2）炒菜机器人
在就餐人员比较多的场所，比如：学校、医院等，每顿餐需要花费大量的时间和人力去炒菜。用炒菜机器人，人工只需要按照配方放上材料，炒菜机器人自动会把菜炒好，而且菜品多达几百种。用炒菜机器人，节约人力，人只需要把配套准备好。
炒菜机器人
（3）救援机器人
减少救援战士伤亡，快速到达救援人员无法到达的现场。比如火灾现场、水下救援、地震救援等。
图 消防机器人
图 水下机器人
3.工业机器人
工业机器人主要用于工业现场，可长时间劳动，固定动作，生产效率高，动作精密不易出错。在汽车生产线，家电生产线等场所大量应用。可用于清洗、装配、切割、搬运、焊接、分拣等等场合。
图 工业机器人1
图 工业机器人2
机器人应用不仅限于上面介绍的这些，在我们生活生产的各行各业都会用到
三、互动交流。
1.同学们，学了机器人这一课，你想把机器人应用在那些方面呢？
2.人类社会将越来越智能化，机器人将广泛应用，未来机器人必将大量的替代人工，实现高度自动化。为人类的生活提供更加便捷的服务，工厂的生产更加统一，有秩序，甚至无人化工厂会早日到来。
图 工厂机器人代替人工
四、总结评价
通过这次对机器人的了解，希望同学们都努力学习，长大后有兴趣、有志向从事对机器人事业的研究，为未来机器人技术的发展做贡献、为我国的国防事业做贡献、为我们将来丰富多彩的智能生活做贡献、为实现中华民族伟大复兴的中国梦做贡献。
娇娇乐乐秀成果：来看看我们的收获吧！
感谢陈叔叔，他这节课精心地为我们准备了课件，以及很多小礼品。让我们了解了机器人的基本知识。我也成为了一位幸运观众。希望以后能多开展这样的课程，让我们学习到许多课外知识。（余泽瑞）
听到机器人我很陌生，以为生活中很少看到，通过这节课让我知道机器人的历史，和谁发明的，又有什么原理，机器人在生活中用于电子装备还有军事上必不可少的，机器人真的神奇。谢谢陈叔叔的课，谢谢陈叔叔的礼物！（舒东贤）
我很喜欢这节课，感谢陈叔叔让我们认识了机器人，知道了机器人的作用，让我们领略了科技之美。将来我也要向陈叔叔学习，不仅做科技的研究人，也要做科技的传播人！（李润博）
今天我学到了新知识，那就是--机器人。机器人真神奇啊，只需要编好程序给它发送命令即可为我们服务。工作效率大大提高，而且又不会处错误。我们要好好学习，将来为机器人技术发展做贡献！(廖欣仪）
娇娇乐乐再开发：
亲爱的小朋友们，你还能想到哪些机器人的应用呢？我们等你来聊聊哦！