宋学军主编的这本《钢铁中铸入的灵魂(机器人)》是《科普第一书》系列丛书之一。机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则行动。本书旨在让读者进一步了解机器人，增加对科学发明的探索兴趣。

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类的指挥，又可以以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。宋学军主编的这本《钢铁中铸入的灵魂(机器人)》旨在让读者进一步了解机器人，增加对科学发明的探索兴趣。

第一章 人类的同伴：机器人

 第一节 认识机器人

机器人是什么

机器人的奇特处

智能机器人

 第二节 机器人的身体

机器人的语言

机器人的五官

机器人的“肌肉”

机器人的能量是怎么来的

 第三节 有趣的机器人赛事

机器人足球竞赛

机器人综合竞赛

机器人灭火竞赛

机器人相扑竞赛

第二章 机器人的成长之路

 第一节 机器人的发展

我国古代机器人

国外古代机器人

现代机器人的由来

第一台 机器人诞生

 第二节 机器人之未来

未来的机器人将如何发展

机器人带给我们的困惑

克隆对机器人的挑战

第三章 智能工人：工业机器人

 第一节 工业机器人

什么是工业机器人

工业机器人的样子

工业机器人的发展前景

 第二节 典型工业机器人

弧焊能手：弧焊机器人

做工细致：点焊机器人

身手敏捷：装配机器人

进退自如：喷涂机器人

第四章 未来战士：军用机器人

 第一节 军用机器人

军用机器人横空出世

军用机器人的家族

现代军用机器人的优势

未来军用机器人的样子

 第二节 典型军用机器人

战争奇兵：机械狗

开路先锋：扫雷机器人

排爆专家：排爆机器人

第五章 家族繁荣：其他机器人

 第一节 深海舞者：水下机器人

深水“蹦极”：无人有缆潜水器

技高一筹：无人无缆潜水器

记录历史：水下6000米无缆自治机器人

 第二节 生活助手：服务机器人

事半功倍：采摘机器人

火眼金睛：检测机器人

金牌搭档：医疗机器人

助人脱困：救援机器人

天生勇士：极限作业机器人

一机多能：机器人饲养员

 第三节 开心天使：娱乐机器人

表情丰富：宠物机器人

海尔公司机器狗

随波荡漾：鱼形机器人

挥毫泼墨：书法机器人

以假乱真：音乐演奏机器人

以假乱真：机器人“帕瓦罗蒂”

第六章 机器人与人类

 第一节 机器人是我们的朋友

机器人与人能“和谐”共处吗

“更深的蓝”证明了什么

机器人是人类的朋友

 第二节 机器人与生活

个人服务机器人

听话的“仆人”

智能“保姆”

全能的“家教”

 第三节 机器人与健康

测出你的心跳：心电扫描仪

谎言的“天敌”：测谎仪

让无声变有声：助听器

强大的人脑硬盘：记忆芯片

这种机器人我们称之为自控机器人，以区分于前面谈到的机器人。它是控制论产生的结果，控制论主张这样一个事实：生命和非生命在很多方面比如有目的的行为方面是一致的。就像一个智能机器人制造者所说的那样，机器人是一种系统的功能描述，在过去，这种系统只能从生命细胞生长的结果中找寻的到，而现在我们自己也能够制造这种系统或者这样的机器人。

智能机器人能够用人类语言同操作者对话，能理解人类的语言，在它自身的“意识”中单独形成了一种使它得以“生存”的外界环境。它能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求，分析出现的情况，能拟定所希望的动作，并在环境迅速变化的条件和信息不充分的情况下完成这些动作。但是，要它和我们人类思维实现统一，显然是不可能的事情。不过，仍然有人试图建立起某种“微观世界”，这种“微观世界”是计算机能够理解的。比如，在麻省理工学院人工智能实验室里由维诺格勒制作的机器人，这个机器人试图完全学会如何堆放积木：积木的移动、排列以及几何图案结构，它的水平达到或接近一个小孩子的程度。而这个机器人也可以拿起一定的物品和独自行走，能“看到”东西并分析自己所看到的东西，能用人类语言回答问题并且服从指令。更重要的是它具有不可思议的“理解”能力。因此，在一次人工智能学术会议上，曾有人说过，lO年之内，电子计算机的智力被人类提高了10倍，这正说明了计算机具有明显的人工智能成分，亦如维诺格勒所说。

按功能进行分类，机器人可分为一般机器人和智能机器人。

一般机器人是指具有一般编程能力和操作功能，而不具有智能的机器人。

截止到现在，世界范围内仍然没有一个统一的智能机器人的定义出现。而大多数专家认为智能机器人至少应该具备以下三个要素：一是运动要素，即对外界做出的反应性动作；二是感觉要素，用来认识自身周围的环境状态；三是思考要素，根据感觉要素所得到的信息状况，思考该运用什么样的动作。对运动要素来说，智能机器人为适应诸如台阶、平地、墙壁、坡道楼梯等不同的地理环境，需要有一个无轨道型的移动机构。它们的功能可以借助履带、轮子、支脚、气垫以及吸盘等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时的控制，这种控制不仅包括有力度控制，而且还要包括有位置控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等。而三个要素中的关键是智能机器人的思考要素，也是人们要赋予机器人必备的要素。感觉要素包括能感知视觉、距离、接近等的非接触型传感器，另外，还有能感知力、触觉、压觉等的接触型传感器。这些要素实质上就是相当于人的眼、耳、鼻等五官，它们的功能可以用类似摄像机、超声波传成器、图像传感器、激光器、压电元件、导电橡胶、行程开关等机电元器件来实现。思考要素则包括有判断、理解等方面，还有逻辑分析的智力活动。这些智力活动实质上都是一个信息的处理过程，而计算机的作用则是完成这个处理过程，它也是实现这个过程的主要手段。

按其智能程度的不同，智能机器人也可分为以下三种。

(1)交互型机器人

机器人与操作员或程序员进行人机对话，主要通过算机系统实现对机器人的控制与操作。虽然具有了部分处理和决策功能，但是还要受到外部的控制，不过仍能够独立地实现一些诸如轨迹规划、简单的避障等功能。

(2)传感型机器人

这类机器人具有利用传感信息(例如视觉、触觉、听觉、接近觉、超声及激光以及力觉和红外等)进行传感信息处理、操作和实现控制的能力，本体上没有智能单元只有执行机构和感应机构。受控于外部计算机，在外部计算机上具有智能处理单元，处理由受控机器人采集的各种信息以及机器人本身的各种姿态和轨迹等信息，之后发出控制指令指挥机器人，使机器人发生动作。目前机器人世界杯的小型组比赛所使用的机器人，其类型大多就属于这传感型。

(3)自主型机器人

机器人无需人的干预，在设计制作之后，能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。自主型机器人的本体上具有处理、感知、执行以及决策等模块，可以就像一个自主的人一样独立地活动和处理各种问题。机器人世界杯的中型组比赛中使用的机器人就属于这一类型。全自主移动机器人的自主性和适应性是它最重要的特点，自主性是指它可以在一定的环境中，不依赖任何外部环境的控制，完全自主地执某一特定的任务。适应性是指它可以实时识别和测量周围的物体，调节自身的参数，根据环境的变化，调整动作策略以及处理紧急情况。交互性也是自主机器人的一个十分重要的特点，机器人可以与人、其他机器人以及外部环境之间进行信息的交流。由于全自主移动机器人涉及诸如传感器数据融合、驱动器控制、模式识别、图像处理以及神经网络等许多方面的研究，所以能够很全面地反映一个国家在人工智能和制造业等方面的水平。所以，许多全自主移动机器人的研究在很多国家都受到重视。

从20世纪60年代初，智能机器人的研究就已经开始，经过几十年的发展，如今，基于知识控制的智能机器人(又称下一代机器人或者自主机器人)取得了较大进展，并且已研制出多种样机。而基于感觉控制的智能机器人已达到实际应用阶段，这类机器人又称第二代机器人。P8-10

科学技术是第一生产力。放眼古今中外，人类社会的每一次进步，都伴随着科学技术的进步。尤其是现代科技的突飞猛进，为社会生产力发展和人类的文明开辟了更为广阔的空间，有力地推动了经济和社会的发展。

科学技术作为人类文明的标志。它的普及，不但为人类提供了广播、电视、电影、录像、网络等传播思想文化的新手段，而且使精神文明建设有了新的栽体。同时，它对于丰富人们的精神生活，更新人们的思想观念，破除迷信等具有重要意义。

而青少年作为祖国未来的主人，现在正处于最具可塑性的时期，因此，让青少年朋友们在这一时期了解一些成长中必备的科学知识和原理更是十分必要的，这关乎他们今后的健康成长。本丛书编写的宗旨就在于：让青少年学生在成长中学科学、懂科学、用科学，激发青少年的求知欲，破解在成长中遇到的种种难题，让青少年尽早接触到一些必需的自然科学知识、经济知识、心理学知识等诸多方面。为他们提供人生导航，科学指点等，让他们在轻松阅读中叩开绚烂人生的大门，对于培养青少年的探索钻研精神必将有很大的帮助。

现在，科学技术已经渗透在生活中的每个领域，从衣食住行，到军事航天。现代科学技术的进步和普及，对于丰富人们的精神生活，更新人们的思想观念，破除迷信等具有重要意义。世界本来就是充满了未知的，而好奇心正是推动世界前进的重要力量之一。因为有许多个究竟，所以这个世界很美丽。生动有趣和充满挑战探索的问题可以提高我们的创新思维和探索精神，激发我们的潜能和学习兴趣，让我们在成长的路上一往直前！

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