小学生开展机器人课程初探

机器人教学是信息技术发展的前沿领域,是一门具有高度综合渗透性、前瞻性、创新实践性的学科,特别是在培养学生的创新能力和科学技术素养方面展现了它独有的特性。利用机器人教学对培养学生探索能力、协作能力和创新能力具有极大的促进作用,是值得我们在实践中不断探索的问题。笔者从事机器人教学多年,多次参加省市及全国机器人竞赛,做为一名机器人教练员,现就小学如何开展机器人教育课程说说自己的看法。     

基于Halbach阵列的爬壁机器人磁轮特性研究

针对磁吸附式爬壁机器人存在负载能力差、稳定性不高等缺点,课题组提出了一种基于Halbach阵列的磁轮吸附式爬壁清洁机器人,用于壁面清扫。采用修正的傅立叶级数形式推导出Halbach 永磁阵列磁场解析模型;通过ANSYS仿真得出了磁轮磁通分布模型。随后进行了磁吸附力试验,结果表明：Halbach阵列与普通对向极磁环对比,Halbach阵列的吸附距离对其吸附力的影响较弱;同时,其吸附力是普通对向极磁环吸附力的2倍多。Halbach阵列的磁轮吸附方法可提升机器人爬行负载能力及稳定性。     

HP20机器人的运动学逆解计算及模拟仿真

根据Motoman HP20型机器人的结构特点,利用DH方法建立了其运动学方程,并推导出了运动学逆解。将所求得的运动学逆解编写成Matlab程序,计算了末端执行器在正弦曲线轨迹下各个关节角度变化曲线。建立HP20型机器人的多体动力学虚拟样机,将曲线导入驱动虚拟样机,得到模型的运动轨迹。通过对比,目标曲线与运动轨迹吻合良好,验证了运动学逆解及程序的正确性。研究结果为研究在特定工况下,机械臂的运动学、动力学及电机扭矩特性打下了基础。     

分布式室内移动机器人的定位与导航

针对当前移动机器人定位与导航成本较高的问题,提出了一种低成本、高性能的分布式导航方案。以性价比较 高的RPLIDAR激光传感器为核心,采用分布式软件的设计思想,设计了传感器的软件接口;采用DWA方法进行局部路 径规划。设计实现了移动机器人的定位与导航。实验结果表明该方案具有可行性与高效性。     

中美特定网民群体看待社交机器人的差异 ——基于技术接受视角的比较分析

[提要]社交机器人已经广泛参与到网络信息传播活动中,网络用户是如何看待这一新现象的？中美之间有何不同？本文从技术接受视角对中美特定网民群体进行对比研究。结果发现,总体上中国网民对社交机器人持更乐观看法。中国网民倾向于认为社交机器人带有好的目的,而更多美国网民则认为其带有坏的目的,对社交机器人参与社会热点事件讨论的影响认知也是如此;在辨别社交机器人方面,中国网民对自己辨别社交机器人账号的能力更加自信;在社交机器人使用场景方面,中美网民的看法基本一致,均是最接受使用社交机器人发布紧急消息,最反对用以分享虚假信息。     

投篮机器人行走机构的设计与研究

分析了行走机器人常见的行走机构,并针对机器人在行走过程中需要跨越障碍物的要求,提出了一种有特色的投篮机器人行走机构,介绍了该种行走机构的设计思想和运动原理,并从理论上探讨了该行走机器人的运动分析、运动规划及运动误差等问题,具有上述结构的行走机器人改进后有较好的应用前景。     

改进蚁群算法在灭火机器人路径规划中的应用

提出了一种改进的蚁群算法应用于灭火机器人路径规划。该算法利用自适应更新的策略设计出最佳避障路径,建立了简洁明了的蚁群优化算法,从而对灭火机器人行走路径进行了优化处理。该方法不仅使灭火机器人在未知环境寻找火源过程中能够有效避开障碍物,而且能使机器人行走路径最短,所用时间最少。经仿真和实物机器人实验证明了该算法的可靠性和有效性。     

工业机器人非线性PID偏差耦合同步控制策略

为了提升工业机器人系统的多轴同步控制精度,课题组将一种近似势能函数引入到设计的新型控制律中,提出一种新型的 非线性PID偏差耦合同步控制策略,并基于Lyapunov稳定性理论和LaSalle不变性原理证明了所提出的控制算法可以保证闭环系统的全局渐近稳定。实验结果表明： 新型的非线性PID偏差耦合同步控制策略与传统的线性PID控制策略和非线性PID控制策略相比较,系统的位置误差和同步误差收敛速度均明显加快,并且同步误 差减小了70%,达到同步要求的时间缩短了80%,超调量降低,同步控制性能得到显著提高,有效的改善了工业机器人同步控制系统的协调性及动态品质。     

人工智能体如何可能成为一部道德机器?

如何提升人工智能的道德能力,使人工智能体的行为选择更符合社会伦理规范,是人工智能时代最重要的伦理问题之一。随着人工智能自主能力的快速提升,人工智能体越来越需要在具体情境中作出自主行为选择,这意味着人工智能体必须具备一定的道德能力。缺乏纯粹实践理性的人工智能不具备自我立法能力,没有情感欲望牵制的工具理性却可以理解并应用来自人类的、具有先验意义的道德法则。来自人类的道德法则不可能以人工智能为目的,而只能以人类自身为目的。从伦理学理论的发展现状来看,无论是义务论、功利论,还是德性论,不仅理论自身存在各种特殊缺陷,在规约人工智能时也存在种种困难,均无法独立承担作为人工智能体基础理论的重任,当务之急是以人类最基本的道德共识作为人工智能体的自然行为法则。单纯自上而下的道德内置法,无法应对具体行为情境的复杂性;单纯自下而上的自主学习法,难以保障自主学习结果的道德性;只有将自上而下与自下而上相结合,才能使人工智能体成为一种既服从人类道德法则、又具有一定道德自主能力的道德机器。     

管-管相贯线机器人焊接枪体姿态的拟合

针对管一管相贯线机器人焊接焊缝,提出了其具有不一致的角焊缝和焊接接头深度的特点,指出了管一管相贯线 的全位置焊接对焊接机器人的要求,通过MATLAB分段拟合的方法得到机器人坐标系下6个轴的坐标与工件坐标系坐 标的关系曲线,即焊接机器人的枪体姿态,为后续通过对焊接机器人焊枪姿态的合理设定和工艺参数的优化来保证相贯 线焊缝的成形质量的研究奠定基础。