(5)--Talking-Robot-Chapter 00大话机器人讲义.pdf

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1、“大话”机器人“大话”机器人Talking about Robot Talking about Robot Outline&Contents机器人适应新形势需要 机器人教育现状 新工科背景下的机器人学科 本书结构机器人适应新形势需要2013 年4月德国推出了德国工业4.0 战略，并在汉诺威工业博览会上正式发布了“工业4.0”，将工业发展分成了四个连续阶段。从工业1.0 到4.0 其主要技术特征分别是机械化、自动化、信息化和网络化。工业4.0Industrie1.0伴随着蒸汽机驱动的机械制造设备的出现，人类进入了“蒸汽时代”Industrie2.0伴随着基于劳动分工的，电力驱动的大规模生产的流水

2、线式及“电气时代”Industrie3.0伴随着电子技术，工业机器人和IT技术的大规模使用提升了生产效率，使大规模生产移动化水平进一步提高Industrie4.0基于大数据和物联网（传感器）融合系统在产生中大规模使用18世纪末20世纪初20世纪70年代现在时间线复杂程度机械化自动化信息化网络化机器人适应新形势需要中国制造中国制造20252018 年5 月8 日，国务院印发“中国制造2025”，部署全面推进实施制造强国战略。其指导思想是：坚持走中国特色新型工业化道路,以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会

3、发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。在这一轮的技术变革中，以移动互联网与大数据服务、医疗健康与物联网、新能源与智能交通自动化、机器人与智能制造等为代表的科技创新正在改变世界的技术发展方向、产业竞争格局与社会组织结构，这一交错融合的科技浪潮引起了制造模式、生活方式、军事作战形态等的变化。机器人适应新形势需要 机器人教育现状 新工科背景下的机器人学科 本书结构机器人教育现状美日机器人教育美国高校的机器人教育，主要呈现以下两个趋势，一是开设相关课程，二是将

4、机器人作为课程学习的平台，运用到教学中去，更增强了学生动手实践的能力。美国的基础教育领域中，机器人教育主要由四种形式组成：一是开展机器人技术课程，二是运用于课外活动，三是举办以机器人为主题的夏令营等活动，四是利用机器人技术作为辅助教学工具的活动，可见其课程设置的灵活性、自由性。早在1980 年，日本便将机器人产业定位为前沿技术产业，并面向专业技术人员，由企业、产业机器人工业协会或培训机构等开展技术研修。日本机器人教育呈现低龄化，初期以高等教育为主，逐步向中学教育过渡。机器人教育现状我国机器人教育中小学机器人教育2001 年，中国科学技术协会面向中小学举办了首届中国青少年机器人竞赛，到2016

5、年整合为现在的机器人综合技能比赛、机器人创意比赛、FLL 机器人工程挑战赛、VEX 机器人工程挑战赛和WER工程创新赛五个竞赛项目，普及和培养青少年的机器人知识和素养。但中小学机器人教育正面临着受众面过于狭窄、区域分布呈现出显著的差异性、在具体实施过程中还普遍存在着流于形式和不受重视的困境。机器人教育现状高校机器人教育我国机器人教育我国高校机器人教育起步也较晚，开设机器人教学的高校数量和课程数量都较美日等机器人教育发达国家要少，而且大部分为工科院校。国内大部分高校机器人课程设置均在机械、自动化等专业，而被电气工程、材料工程、计算机应用、能源等专业列入到选修课程。高校机器人教育另一种重要形式就是

6、各类竞赛。高校机器人教育存在问题：高校机器人教学受众面较窄。机器人教育资源匮乏，且开放性差。中小学及高职学校机器人师资匮乏。以竞赛为中心，忽略教育本质。机器人适应新形势需要 机器人教育现状 新工科背景下的机器人学科 本书结构新工科背景下的机器人学科新工科理念为适应新形势需求，2017 年通过“复旦共识”和“天大行动”正式提出了新工科概念，探索适应新技术变革的工程人才培养新模式。新工科在秉承服务国家战略、对接产业行业、引领未来发展和以学生为中心等理念的基础上，拓展出新型学科专业、新生学科专业和新兴学科专业，突出专业的引领性、交融性、创新性、跨界性和发展性。新型学科专业指为了适应人工智能、大数据、

7、云计算、物联网等新技术对传统工程学科专业的影响，将传统学科专业转型、改造和升级而形成的新型学科专业；其核心就是工科专业的信息化、数字化和智能化。新生学科专业，指为满足产业当前和未来发展对人才的需求，不同工程学科交叉复合或由工程学科与其他学科交叉融合而产生的新的学科专业。新工科背景下的机器人学科机器人学科发展机器人是典型的交叉学科，是二战以后伴随计算机技术、信息技术和控制理论等学科发展而诞生的，并且与机械工程深入交叉。机器人正在从工业应用型向服务型转变，这个转变过程中，机器人应用领域被极大拓展，同时也与人工智能、大数据、生物工程、材料工程、医疗工程农业工程、食品工程，甚至是管理科学进行着深度的交

8、叉融合。机器人学科充分体现出“新工科”理念下的新工程业态，并逐步像计算机一样成为人类工作、生活中必不可少的工具。本书的目标，就是以机器人教育为载体，回顾机器人历史和发展历程，把握机器人技术的进步，畅想机器人的未来发展趋势。机器人适应新形势需要 机器人教育现状 新工科背景下的机器人学科 本书结构本书结构第1 章主要介绍“机器人”的词语起源、机器人定义、机器人分类、机器人组成部件及相关技术参数等基本概念。第2 章系统回顾了“前工业机器人时代”国内外机器人的起源和发展历史。梳理了我国古代记载机器人文献，按照战国之前、秦汉至南北朝、隋唐至宋元、明清时期的时间顺序对我国古代机器人进行了阐述；国外方面，从

9、古希腊神话展开，重点介绍了达 芬奇时代、15-18 世纪期间以及近代的机器人。现代机器人畅想部分，则从科幻小说、影视作品方面介绍了现代幻想中的机器人。第3 章主要阐述了1950 年代第一台工业机器人出现到21 世纪初的机器人发展历程。按照第一代示教再现、第二代感知型和第三代智能型对机器人发展历程做了详细分解。三代机器人发展历程，可以看作是“机器+人的动作”、“机器+人的感觉”及“机器+人的智慧”的机器进化过程。第4 章在介绍全球机器人发展战略的基础上，分行业领域对机器人应用状况做了详细阐述。工业机器人方面，细分到搬运机器人、焊接机器人、装配机器人、打磨抛光机器人和智能化产线；服务机器人方面，细分到家用服务、医疗服务（细分至外科手术、康复训练和人工智能诊疗系统）和公共服务等领域；特种机器人，则介绍了救援、军用和微型机器人，以及无人机和无人驾驶等。第5 章分析了机器人发展的两个趋势，即“向人”和“向机器”的对立属性发展，并介绍了未来可能出现的颠覆性机器人技术，包括软体机器人、金属液态机器人、生物机电及人工情感等。最后围绕道德、法律、责任、义务、权利等对机器人伦理问题进行了讨论。Any questions?Welcome to Listening My Class about RobotTHANK YOU！