人工智能搶飯碗?看完簡直目瞪口呆

時間:2017-09-29 09:24:17 來源:FutureX科學教育

原標題:人工智能搶飯碗?看完簡直目瞪口呆

來源:公號“艾科思科學教育”

艾科思科學教育

一個真正做項目的科學教育

像科學家一樣思考&像工程師一樣解決問題

本期作者:

小朱老師

創客實踐者

每次帶孩子去科技館,最吸引他們的恐怕就是各種各樣的機器人了。機器人餐廳里玩得最開心的也是孩子,恨不得對機器人又摟又抱的,機器人一個小小的舉動就能激起孩子哈哈大笑。

可是,當孩子的好奇心被調動起來,問起你:“機器人為什么會走路?機器人為什么會下棋?”該怎么回答呢?今天小朱老師就和大家講講機器人的這些事。

機器人分類

其實,不是所有的機器人都那么“聰明”。機器人分為兩種——普通機器人和智能機器人。

普通機器人通常指只能做一些簡單重復動作的機器,由于不會疲倦厭煩和生產效率高等優點,多應用于工業制造領域。(沒錯,它可能只是個爪子)

所謂智能機器人是指能夠感知外界資訊并完成復雜行為的機器,外觀可以是人的樣子也可以是任何其他的樣子,多用于陪護、服務、娛樂等。伴隨著科技的進步,智能機器人已經越來越多地走進我們的生活。

機器人的動作解析

那么你知道智能機器人是如何工作的嗎?在得到答案前,不妨我們可以先分析一下人類自己是如何動作的。畢竟,機器人是靠模仿人類的生理活動研發的嘛。

人利用嘴進食獲取食物中的能量以保證身體的正常活動;

眼睛、耳朵、鼻子、皮膚這些感受器官感受外界物理資訊;

肌肉、骨骼、內臟等組成整個身體結構,其中肌肉負責身體結構的移動與動作;

神經纖維、神經元、骨髓等構成神經系統負責身體內訊號的傳輸;

最重要的大腦是人體的中樞,負責解析感受器官傳回的訊號和控制身體肌肉的動作。比如一個乒乓球運動員擊打迎面而來的球,先是眼睛看見球并通過神經系統將這一訊號傳遞給大腦,接著大腦判斷球的運行軌跡并下令拿拍手完成迎面擊打動作。

怎么樣?一個你習以為常的小動作,需要在一瞬間里經歷這么復雜的程式,沒想到吧?

同樣的,智能機器人是一個復雜的綜合系統,和人體動作機制相似,智能機器人配備的各種傳感器,用于感受外界資訊。傳感器的工作原理是將測量的資訊按一定規律轉換成電訊號,一個機器人配備的傳感器種類越多就越能獲取更多的資訊,也可以說越智能。其中,攝像頭作為最常見的一種傳感器在機器人領域應用廣泛,理想中的人工智能(AI)機器人是可以借助計算機視覺技術,實現圖像的識別、鎖定、測量等操作。

各科科學和生產工藝的發展大大促進了傳感器技術的發展,傳感器技術、通信技術和計算機技術共同構成資訊技術的三大支柱。

傳感器轉換成的電訊號由導線傳輸給“大腦”,那么在這一過程中起到傳輸作用的導線則相當于人體的神經系統。

機器人的“大腦”叫做中央處理器(CPU),中央處理器就是一個超大規模的集成電路,接收到傳感器傳回來的數據后,根據內部預先設定好的算法程式解析各個訊號所代表的真實意義。

伺服電機是機器人常用的執行機構,相當于人體的肌肉系統,一旦接收到來自“大腦”的控制訊號則完成相應的動作。在機器人系統里,每個伺服電機都相當于一個人體關節,比如,一個機器人的手臂有5個不同方向的伺服電機,就代表這個機械手臂可以向5個不同方向轉動,也可以說成有5個自由度,由此可見一個機器人自由度越多,就說明這個機器人越靈活。

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機器人的運動軌跡

剛剛按機器人的工作步驟拆解分析了機器人的工作原理,那么做出一個完整行為的過程是怎樣的呢?

我們來看看機器人是如何利用這些系統擊打迎面而來的乒乓球的吧!

攝像機以每秒120幅圖像的速度捕捉球的運動軌跡,并在瞬間把資訊回傳給機器人的中央控制器,中央控制器快速處理,機器人在瞬間就完成了對球的位置、速度、角度、運動軌跡和落點的計算,并計算出最優的應對路線和最佳回球姿勢,直到控制器判斷小球位置合適,下令讓手持球拍的機械臂在0.4秒內完成擊打動作。

但目前為止,機器人還不能達到人類運動員的水準,機器人和人類對決的最高紀錄也就是144個回合,要想讓機器人達到專業運動員的水準還有賴于科技的進步和機器人研發人員的繼續努力!

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機器人 傳感器 動作 智能 大腦

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