Cyberbotics 机器人课程/什么是机器人?
机器人是机电一体化机器,能够自主地与环境互动。它们包含传感器,使它们能够感知环境。它们还包含执行器,使它们能够改变环境。最后,它们包含一个微处理器,使它们能够处理感官信息并相应地控制其执行器。
在我们的日常生活中,机器人有着一些应用。最知名的应用可能是玩具和自动吸尘器(参见玩具机器人的图片),但也有割草机器人、工厂中的移动机器人、用于太空探索的机器人、监控机器人等。这些设备在传感器、执行器和信息处理方面变得越来越复杂。
像动物一样,机器人可以移动、感知环境并行动。像动物一样,它们需要能量才能运行。这可能是为什么开发了几个动物机器人的例子用于玩具应用。这包括索尼 Aibo 机器狗(参见图片)、Furby 玩具和后来的 Pleo 恐龙机器人。从机械和电子角度来看,这些机器人非常先进。它们配备了许多传感器(距离传感器、摄像头、触碰传感器、位置传感器、温度传感器、电池电量传感器、加速度计、麦克风、无线通信等)和执行器(电机、扬声器、LED 等)。它们还包括一个强大的微控制器或微处理器,拥有强大的处理能力。此外,最新的 Aibo 机器人和一些吸尘器机器人能够搜索其充电站,停靠在充电站上,为其电池充电,并在电池充满电后继续移动。这使它们更加自主。但是,它们的学习能力和适应未知情况的能力往往仍然非常有限。因此,这会影响到与真实动物在智力方面的比较。观察 Aibo 机器人和一只真正的狗时,大多数观察者毫无疑问地认为狗比机器人更聪明。如果您比较 Pleo 玩具机器人和真正的爬行动物,可能会得出相同的结论。但是,由于爬行动物似乎比狗更原始,因此 Pleo/爬行动物案例中的智力差异可能不像 Aibo/狗案例那么明显。
我们可以从上面一段中得出结论,目前智能机器人的硬件技术已经可用。但是,我们还需要发明更好的软件技术来驱动这些机器人。换句话说,我们目前拥有智能机器人的身体,但缺少它们的思想。这可能是为什么这里描述的大多数玩具和吸尘器机器人仍然配备遥控器……
因此,本书将不关注机器人硬件,而是关注机器人软件,因为机器人软件是克服最大研究挑战的关键,从而能够设计越来越智能的机器人。