機器人的大腦

作者:dzchen 文章來源:本站原創 發布時間:2005年09月19日 點擊數:0 字體:

沒有大腦,就不能稱為機器人

收款機的掃描儀是怎么工作的?首先,激光幫助光電傳感器分辨條形碼 (輸入),收款機內的電腦才可以讀信息(程序),然后,發送信號給收款機,在收款機的讀出面板,即顯示器上顯示出(輸出)商品的價格等信息。

告訴機器人做什么,然后它才能執行

你是否曾奇怪,我們是怎么讓機器人“弄懂”我們想讓它做什么的?電話答錄系統怎么知道什么時候接電話以及存儲信息?當我們走到電動門前時,門會自動打開,原理是什么?它怎么會知道門前有人?還有我們玩的遙控汽車,我們是怎么讓它倒退、轉向、前進、停止的?

答案就是——大腦。所有的機器人都需要我們告訴它做什么,我們又是怎么實現對機器人的控制呢?主要包括三項內容:

1. 輸入

該信息來自機器人的傳感器

2. 程序

你想讓機器人遵循的一種規則或指令

3. 輸出

機器人的運動,通常包括馬達(運轉)、燈和聲音。

以攝像機為例,我們可以很容易弄明白為什么控制過程要包含輸入、程序和輸出這三項內容。

程序:程序(也稱之為“算法”)是機器人的指令組。在這個例子中,我們編寫程序要求攝像機拍攝一小時我們喜愛的電視節目。

輸入:當采用遙控器控制攝像機時,你就是在通過紅外信號輸入來控制攝像機執行某一功能。

輸出:最后,讓我們看一看輸出,也就是我們想讓機器人做什么。這里做的動作就是打開攝像機,開始錄像,一小時后,關閉攝像機。攝像機工作時,我們可以聽到攝像機內馬達工作的聲音,我們還能看到一些表示攝像機正在工作中的指示燈亮了。當我們錄制完電視節目后,程序就結束了。

機器人是怎么感知外界的

所有的機器人都裝有傳感器,用于為機器人提供輸入。一些傳感器很象我們人類的感覺器官,能夠“看到”或“感覺到”外界環境的變化。例如,所有用于開、關電器的開關和按鈕都是觸動傳感器,你觸動它們時,它們就能“感覺到”并作出反應。

機器人身體內,有許多不同的傳感器在工作。冰箱內的觸動傳感器對關門的壓力作出反應:關閉冰箱內的燈。電話答錄機內有一個電路,可以測量電壓變化并顯示為電話鈴響。烤爐或烤箱則是利用溫度傳感器來控制加熱線圈的加熱溫度。

類似的機器人系統可能會使用不同的傳感器完成相似的工作。一些自動控制的燈,如門外樓道的燈,可能會使用運動檢測器,當人走近時,就開燈;而有的可能會用光電傳感器來感應光線的強弱,天暗時,就開燈。

用于控制機器人的程序可以是很簡單,只是單純的機械控制,合上開關,就可開始一系列運動。例如:用微波爐加熱食品時,只需按下“加熱”按鈕——觸動傳感器。有時程序也會很復雜,如美國宇航局太空探測器內的全自動照相機控制程序。

一個機器人的控制程序主要取決于以下幾種因素:

·使用的傳感器類型和數量。

·傳感器的安裝位置。

·可能的外部激勵。

·需達到的活動效果。

可編程樂高積木

RCX是個微型電腦。它是整個用樂高積木、馬達及傳感器等組件搭建的機器人系統的中樞。

RCX令你能搭建一個機器人控制系統。每次,傳感器感應周圍環境,接受信息,完成輸入。RCX的傳感器有許多,包括:觸動、光電、角度、溫度以及RCX本身的紅外接收器。

可用簡單的圖形化編程語言在計算機上為RCX編寫程序。然后,用紅外發射儀將編寫好的機器人系統程序指令從計算機下載到RCX。

這樣,RCX就可控制輸出——光電、聲音、附著在機械部件上的機器人馬達,并可向其他RCX發送紅外信號。

因為RCX本身就是一個微型電腦,所以,你的機器人系統可以脫離計算機獨立運作。你可以組建任何機器人,無論是智能化住宅內的光敏防盜報警器,還是可以沿軌道運動的機器人或會投籃的機器人。

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