智能的機器

前言

科技進步是人類文明發(fā)展的原動力?；仨祟愇拿鞯拿恳淮沃卮筮M步無不與科技的重大突破緊密相連。三次科技革命，更是使人類文明發(fā)生了徹底改變。我們不得不贊嘆科技，它猶如魔法師手中的魔杖，使人類插上了想象的翅膀，將人類從頭到腳都武裝起來。望遠鏡的發(fā)明讓人類視覺得到了延伸，使“千里眼”不再是神話故事中的虛擬人物；電話是人類聽覺的“順風(fēng)耳”，它讓即使遠隔重洋的親人也能像就在面前一樣述說家長里短；汽車、飛機等交通工具是人類腳步的延伸，日行千里、日行萬里不再是人類遙不可及的夢想；計算機是人腦的延伸，當(dāng)人的智慧得到延伸的時候，人的創(chuàng)造力被無限放大；互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展更是推動了人類文明的巨大進步，改變了人類的生活方式……    科技的發(fā)展不但在物質(zhì)上推動著人類文明的進步，同時在人類的意識形態(tài)上也徹底改變了人們對世界的認(rèn)識，不斷形成新的、更加科學(xué)的世界觀。哥白尼提出的日心說推翻了長期以來居于宗教統(tǒng)治地位的地心說，地球不再是宇宙的中心。而這僅僅是人類世界觀的一個變化，諸如此類的認(rèn)識變化實在太多了。    今天我們在全社會倡導(dǎo)建設(shè)社會主義精神文明，社會主義精神文明建設(shè)的核心內(nèi)容是科學(xué)的世界觀、為人民服務(wù)的人生觀及集體主義的價值觀?？茖W(xué)的世界觀是最為基本的出發(fā)點。如果沒有正確的科學(xué)思想來指導(dǎo)行為，就難免會走彎路，所以科學(xué)知識的宣傳和普及是精神文明建設(shè)的最根本的環(huán)節(jié)。    英國哲學(xué)家弗蘭西斯·培根曾經(jīng)說過：“知識的力量不僅取決于其本身的價值大小，更取決于它是否被傳播以及被傳播的深度和廣度?！?   我們說的科普是指采用讀者比較容易理解、接受和參與的方式，普及自然科學(xué)和社會科學(xué)知識，傳播科學(xué)思想，弘揚科學(xué)精神，倡導(dǎo)科學(xué)方法，推動科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。這對于廣大讀者來說，可以了解一定的科學(xué)知識，有利于樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。對于科技工作者和文化工作者來說，在全社會開展科普知識教育是參與建設(shè)社會主義文化的重要渠道。    我們知道，中國是一個擁有5000多年悠久歷史的文明古國，雖然曾經(jīng)在科技上長時間走在世界的前列，取得了許多舉世矚目的科技成果，但是由于長期的封建思想統(tǒng)治，廣大民眾的科學(xué)意識比較單薄。所以在我國民眾中開展廣泛的科學(xué)技術(shù)普及教育具有特別重要的意義。    科普的形式是多種多樣的，譬如建科技館、自然博物館，舉辦各種科技講座等，但是相對來說，圖書出版無疑是所有科普活動中最為重要和易于實施的途徑。有關(guān)科普教育和科普讀物出版發(fā)行工作，多年來得到中央和地方各級黨和政府部門以及相關(guān)社會團體的廣泛支持。2002年6月29日，《中華人民共和國科學(xué)技術(shù)普及法》正式頒布實施，標(biāo)志著我國科普事業(yè)進入法制化的軌道。為持續(xù)開展群眾性、社會性科普活動，中國科協(xié)決定從2005年起，將每年9月第三周的公休日定為全國科普日。2003年以來，為支持老少邊窮地區(qū)文化事業(yè)發(fā)展，由文化部、財政部共同實施送書下鄉(xiāng)工程。2009年2月，中國科協(xié)等單位五年內(nèi)在全國城鄉(xiāng)建千所科普圖書室的活動舉行了啟動儀式。2003年以來，由民政部、中央文明辦、文化部、新聞出版總署、國家廣電總局、中國作家協(xié)會聯(lián)合舉辦的“萬家社區(qū)圖書室援建和萬家社區(qū)讀書活動”，已經(jīng)援建城鄉(xiāng)社區(qū)圖書室16．2萬個，援建圖書5600萬冊，其中三分之一以上為科普圖書，約3．5億城鄉(xiāng)居民從中受益，對廣大社區(qū)居民的科技普及起到了一定作用，提升廣大社區(qū)居民的科技素質(zhì)。    為了幫助廣大讀者特別是青少年讀者系統(tǒng)、全面、準(zhǔn)確、深入地學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)自然科學(xué)方面的基礎(chǔ)知識，用科學(xué)發(fā)展觀引領(lǐng)他們愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的能力，中國社會出版社按照國家確定的學(xué)生科普知識標(biāo)準(zhǔn)，編輯出版了《探究式科普叢書》。    該套叢書是一套百科全書式的科普系列讀物，共100本，分為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球物理科學(xué)、現(xiàn)代科技4個系列。與其他科普類圖書相比，該套叢書最大的特點是其全面性，幾乎囊括了自然科學(xué)領(lǐng)域的各個方面，通過閱讀這套叢書，可以“上知天文下知地理”；其次這套叢書的叢書名也很有特色，“探究式科普叢書”從題目上就滿足了廣大讀者對科學(xué)技術(shù)_的興趣，注重探究性，讓讀者帶著問題去了解科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)，從而真正讓閱讀融入人們對世界的認(rèn)識當(dāng)中，讓人們通過閱讀樹立科學(xué)的世界觀。    黨的十七屆六中全會通過的《中共中央關(guān)于深化文化體制改革推動社會主義文化大發(fā)展大繁榮若干重大問題的決定》，為我們描繪了一幅社會主義文化建設(shè)的宏偉藍圖。我相信這套科普圖書的出版必將在一定程度上滿足廣大讀者對科普知識的全面需求，為讀者樹立科學(xué)的世界觀打下一定的基礎(chǔ)。    是為序。

內(nèi)容概要

機器人是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器，是整合了控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物?！吨悄艿臋C器:機器人》主要介紹了機器人的誕生、發(fā)展、分類、特征以及機器人在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)甚至國防科技等領(lǐng)域的應(yīng)用。

書籍目錄

第一章 “新新人類”——機器人 第一節(jié) 智定一生——機器人 1.智能仿生——機器人 2.以小見大——機器人的結(jié)構(gòu)組成 3.變形金剛——機器人的“身體”部件 第二節(jié) 追古溯今——機器人發(fā)展史 1.歷史印跡——古代機器人 2.承前啟后——現(xiàn)代機器人 第二章 種類繁雜——機器人的分類 第一節(jié) 生產(chǎn)能手——工業(yè)機器人 1.工業(yè)機器人的構(gòu)造與分類 2.我國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè) 3.工業(yè)機器人的應(yīng)用 第二節(jié) 生活助手——服務(wù)機器人 1.方便快捷——醫(yī)用機器人 2.實用靈活——康復(fù)機器人 3.高大威猛——清潔機器人 4.一機多能——家政服務(wù)機器人 5.安全衛(wèi)士——保安機器人 6.風(fēng)光無限——導(dǎo)游機器人 7.火?！坝率俊薄罊C器人 8.助人脫困——救援機器人 第三節(jié) 水中健將——水下機器人 1.深水“蹦極”——無人有纜潛水器 2.技高一籌——無人無纜潛水器 3.記錄歷史——水下6000米無纜自治機器人 第四節(jié) 戰(zhàn)爭驕子——軍用機器人 1.身手敏捷——排爆機器人 2.晝夜?jié)摲獋刹鞕C器人 3.不畏艱險——水下掃雷機器人 4.騰云駕霧——空中機器人 5.太空暢游——空間機器人 第五節(jié) 勞動之友——農(nóng)林業(yè)機器人 1.分工細致——田間農(nóng)業(yè)機器人 2.事半功倍——采摘機器人 3.好壞分明——分揀機器人 4.園藝高超——嫁接機器人 5.不同凡響——采集機器人 6.挖掘能手——伐根機器人 7.進退自如——噴藥機器人 第六節(jié) 快樂天使——娛樂機器人 1.大顯身手——足球機器人 2.口若懸河——聊天機器人 3.表情豐富——寵物機器人 4.隨波蕩漾——魚形機器人 5.揮毫潑墨——書法機器人 6.惟妙惟肖——音樂演奏機器人 7.風(fēng)靡日本——機器人相撲大賽 第三章 相濡以沫——機器人與人類 第一節(jié) 傲慢與偏見——人類的困惑 1.心存疑慮——機器人和人是否能友好相處 2.自我否定——“更深的藍”戰(zhàn)勝了什么 3.和諧相處——機器人是人類的助手和朋友 第二節(jié) 未來之路——機器人研究前沿

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   （2）智慧視窗——機器人的眼睛 人的眼睛是感覺之窗，人有80％以上的信息是靠視覺獲取，能否造出“人工眼”讓機器也能像人那樣識文斷字、看東西、這是智能自動化的重要課題，也就是機器人的識別系統(tǒng)。 關(guān)于機器識別的理論、方法和技術(shù)，稱為模式識別。所謂模式是指被判別的事件或過程，它可以是物理實體，如文字、圖片等，也可以是抽象的虛體，如氣候等。 機器識別系統(tǒng)與人的視覺系統(tǒng)類似，由信息獲取、信息處理與特征抽取、判決分類等部分組成。 1.機器認(rèn)字 日常生活中，信件投入郵筒需經(jīng)過郵局工人分揀后才能發(fā)往各地。一人一天只能分揀兩千到三千封信，現(xiàn)在采用機器分揀，可以提高效率10多倍。機器認(rèn)字的原理與人認(rèn)字的過程大體相似。 機器人先對輸入的郵政編碼進行分析，并抽取特征。若輸入的是個“8”字，其特征是底下有個圈，左上部有一直道或帶拐彎。 其次是對比，即把這些特征與機器里原先規(guī)定的0到9這十個符號的特征進行比較，與哪個數(shù)字的特征最相似，就是哪個數(shù)字。這一類型的識別實質(zhì)上叫分類，在模式識別理論中，這種方法叫做統(tǒng)計識別法。 機器人認(rèn)字的研究成果除了用于郵政系統(tǒng)外，還可用于手寫程序直接輸入、政府辦公自動化、銀行審計、統(tǒng)計、自動排版等方面。 2.機器識圖 現(xiàn)有的機床加工零件完全靠操作者看圖紙來完成，能否讓機器人來識別圖紙呢7這就是機器識圖問題。 機器識圖的方法除了上述的統(tǒng)計方法外，還有語言法。它是利用人認(rèn)識過程中視覺和語言的聯(lián)系而建立的。把圖像分解成一些直線、斜線、折線、點、弧等基本元素，研究它們是按照怎樣的規(guī)則構(gòu)成圖像的，即從結(jié)構(gòu)入手，檢查待識別圖像是屬于哪一類“句型”，是否符合事先規(guī)定的句法。按這個原則，若句法正確就能識別出來。 機器識圖具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在現(xiàn)代的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)實驗和醫(yī)療中，涉及大量的圖像處理與識別問題。 3.機器識別物體 機器識別物體即三維識別系統(tǒng)。一般是以電視攝像機作為信息輸入系統(tǒng)。根據(jù)人識別景物主要靠明暗信息、顏色信息、距離信息等原理，機器識別物體的系統(tǒng)也是輸入這三種信息，只是其方法有所不同罷了。由于電視攝像機所拍攝的方向不同，可得各種圖形，如抽取出棱數(shù)、頂點數(shù)、平行線組數(shù)等立方體的共同特征，參照事先存儲在計算機中的物體特征表，便可以識別立方體了。 目前，機器可以識別簡單形狀的物體，對于曲面物體、電子部件等復(fù)雜形狀的物體識別及室外景物識別等研究工作，也有所進展。物體識別主要用于工業(yè)產(chǎn)品外觀檢查、工件的分選和裝配等方面。 （3）人造嗅覺——機器人的鼻子 人能夠嗅出物質(zhì)的氣味，分辨出周圍物質(zhì)的化學(xué)成分，這全是由上鼻道的黏膜部分實現(xiàn)的。在人體鼻子的這個區(qū)域，在只有5平方厘米的面積上卻分布有500萬個嗅覺細胞。嗅覺細胞受到物質(zhì)的刺激，產(chǎn)生神經(jīng)脈沖傳送到大腦，就產(chǎn)生了嗅覺。人的鼻子實際上就是一部十分精密的氣體分析儀。人的鼻子是相當(dāng)靈敏的，就算在一升水中放進二百五十分之一的乙硫醇（就是一種特殊的具有異常臭味的化學(xué)物質(zhì)），人的鼻子也能夠聞出來。 機器人的鼻子也就是用氣體自動分析儀做成的。我國已經(jīng)研制成功了一種嗅敏儀，這種氣體分析儀不僅能嗅出丙酮、氯仿等四十多種氣體，還能夠嗅出人聞不出來但是卻可以導(dǎo)致人死亡的一氧化碳（也就是我們通常所用的煤氣）。這種嗅敏儀有一個由二氧化錫和氯化鈀等物質(zhì)燒結(jié)而成的探頭（相當(dāng)于鼻黏膜）。當(dāng)它遇到某些種類氣體的時候，它的電阻就發(fā)生變化，這樣就可以通過電子線路做出相應(yīng)的顯示，用光或者用聲音報警。同時，用這種嗅敏儀還可以查出埋在地下的管道漏氣的位置。 現(xiàn)在利用各種原理制成的氣體自動分析儀已經(jīng)有很多種類，廣泛應(yīng)用于檢測毒氣、分析宇宙飛船座艙里的氣體成分、監(jiān)察環(huán)境等方面。 這些氣體分析儀的原理和顯示都和電現(xiàn)象有關(guān)，所以人們把它叫做電子鼻。把電子鼻和電子計算機組合起來，就可以做成機器人的嗅覺系統(tǒng)了。

編輯推薦

《智能的機器:機器人》滿足了廣大讀者對科學(xué)技術(shù)的興趣，注重探究性，讓讀者帶著問題去了解科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)，從而真正讓閱讀融入人們對世界的認(rèn)識當(dāng)中，讓人們通過閱讀樹立科學(xué)的世界觀，為老師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供了全面的參考知識。

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