人教版（2015）信息技术 九年级上册 第2章 活动4 初识机器人 教案

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课题
2.4 初识机器人
课时
1课时
周次
教学
目标
了解机器人与人工智能之间的关系
了解机器人的应用领域
了解机器人的基本构成
认识到机器人对人类社会的影响，感受机器人的魅力
教学
重点
机器人的应用领域
教学
难点
机器人的基本构成
教学
过程
教 学 内 容 与 师 生 活 动
设计意图和
关注的学生
情境导入：
视频机器人
新授课：
什么是机器人
“机器人”是指有像人的上肢那样高度灵活，能做复杂动作的机械，有视觉、听觉等感觉功能，有识别功能、能行动的装置。
特种机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，仿人形机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷问世，正以越来越快的速度向实用化迈进。
人工智能与机器人
机器2113人： 是靠自身动力能够实现某项具体功能的机器，是5261机4102器设备。如：洗衣机、扫地1653机器人等，它们之间的区别是智能化程度不同而已。
人工智能：是利用计算机科学技术研究、开发，用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的新的技术科学。其目是让计算机的工作效果发挥的极致。
人工智能与机器人之间的关系：
“也可以说,机器人是人工智能的一个载体,人工智能笼统来说分为强人工智能与弱人工智能。目前我们所见到的还是弱人工智能,智能专注于某一领域,比如网站的人工智能客服回答数据库中的问题,当然随着数据库内容丰富,回答的准确率也会进一步提升。 特斯拉的无人驾驶也是属于人工智能的范畴,根据路况、速度等...”
机器人的基本构成
一般5261由机械本体、控制系统、传感器4102、驱动器和1653输入/输出系统接口等五部分组成。
执行系统用来执行各种指令规定的操作，主要分为两大类:一类是操作结构，它类似人的手臂、手腕，配上各种手爪与末端操作器后可进行各种抓取动作类的操作作业，工业机器人主要采用这种结构;另一类为移动结构，目的是实现移动功能，主要有轮式、履带式、足腿式结构，壁面爬行、水下推动等结构也可归于这一类。
驱动系统是驱使机械系统运动的装置，可以按照控制系统发出的指令，借助动力元件支配机器人完成动作。目前，已经被广泛应用的驱动方式有电机伺服驱动、液压伺服驱动、气动伺服驱动等。
感知系统可以提高机器人的自适应性以及智能化水平，它主要用于检测外环境和内部的工作状态，把收集的数据反馈给控制系统。主要分为两类类是外部传感模块，例如红外传感器、触碰传感器、温度传感器、声音传感器等:另一类是内部传感模块，可以监控机器人各个关节位置、速度等信息。
机器人的产生与发展
1959年、世界第一合工业机器人 Uni mate i在美国问世，标志着现代机器入的誕生。从此以后、机器人的发展大致经历了三个阶段。
第一代机器人被称为“示教再现型机器人”。这类机器人只具有记忆、存语能力。使用时需要人先操作机械手，把应当完成的任务做一遍，机器人就能重复人的动作完成工作，但由于没有外界信息的反馈能力，因此很难适应环境的变化。1974年 Cincinnati Milacron公司开发的多关节机器人、1979年公司推出的PUMA机器人是这一阶段的代表产品。
第二代机器人是“可编程机器人”，是随着传感技术以及信息处理技术的发展面出现的。这类机器人能根据事先编写好的程序工作，而且具备一定的感知能力，能够获得工作环境和工作对象的部分信息，进行一定的实时处理。目前，第二代机器人已在工业生产中得到了广泛的应用。
第三代机器人就是常说的“智能机器人”，这类机器人的发展趋势如下。智能水平大幅度提高。机器人具有自主发现问题、解决问题的能力，可以部分替代人处理信息，根据实际情况自动完成较复杂的任务。
感知功能更加丰富。各类传感系统逐渐完善，让机器人可以根据获取的各类感知来有效地对行动以及记忆的能力进行相关的调整。
应用范围不断扩大。随着研发能力的提高，机器人的性价比将得到提升，机器人在更多的工业领域中得到应用，而且最终还服务到广大的家庭。
与网络的关联更加紧密。目前机器人多是单独的个体，人们希望借助日益成熟的网络，把机器人有效地联系在一起共同行动。
机器人的应用
机器人可代替或协助人类完成各种工作，凡是枯燥的、危险的、有毒的、有害的工作，都可由机器人大显身手。机器人除了广泛应用于制造业领域外，还应用于资源勘探开发、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航天等其他领域。机器人是工业及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
激趣导入，引入主题。
板
书
设
计
一、什么是机器人
二、人工智能与机器人
三、机器人的基本构成
四、机器人的产生与发展
五、机器人的应用
教
学
反
思