智能机器人论文范文第1篇

关键词：智能；智能科学与技术；语义分析；知识体系；课程体系

中图分类号：G642　文献标识码：A

1　引言

“智能科学与技术”专业教育意指将“智能科学与技术的知识体系”传授给本科生或研究生。构建智能科学与技术的知识体系通常有两种途径：(1)经验归纳法，从社会实践和科学研究已经获得的知识集合中选择出若干，认为这些知识应该归属于“智能科学与技术”，且将其结构化与系统化。(2)概念演绎法。追问“智能科学与技术”的确切含义为何，由此联想其涉及的主要方面，概念推演形成的轨迹即是知识体系。两种方法的结论应是一致的。就实际操作而言，前者的主要环节是“选择知识”和“搭建体系”，而“选择什么”和“搭建成何样”就与研究者的偏好相关，常出现观点相左的情形；后者的主要环节是“明确语义”和“语义延伸”，能被称为概念的东西总是成熟的，即已有大量的先前研究，对此人们的分歧较少，而从概念出发的语义延伸又是遵循演绎逻辑的，由此而得的知识体系就易被公认。

本文的研究采用概念演绎法，具体的讨论依层次递进展开，首先明确“智能科学与技术”的中文语义，其次讨论该语义涉及的关键概念之内涵，进而合成这些关键概念的具体内容，继之概括“智能科学与技术的知识体系”，最后设计“智能科学与技术专业教育的课程体系”。

2　“智能科学与技术”的语义

尽管有逻辑上的先后，“科学”与“技术”通常被认为是并列的两种人类文化活动。“智能科学与技术”就应被分为“智能科学”与“智能技术”。

智能是某种行为主体所具有的能力和所表现的行为。这种具有智能的行为主体目前(也许永远)只有两类：生物(其中主要是人类)和机器。若以人类代表生物，智能就有两种表现形态，人类智能(human intelligence)和人工智能(artificial intelligence)，后者是对前者的模仿与延展。

科学是为了获得所考察对象的知识体系，技术则是依据某种原理设计制造各种人工系统。由此，“人类智能科学”、“人工智能科学”、“人工智能技术”是无歧义的，而“人类智能技术”就不成立(确切地说，是间接地通过“人工智能技术”的方式表现出来)。

基于上述分析，“智能科学与技术”的语义由三部分构成，“关于人类智能的科学”、“关于人工智能的科学”和“应用人工智能的技术”。根据惯常的教育与研究分工，前者是心理科学领域的重点所在，后二者则是信息科学领域的前沿方向。目前国内所开办的“智能科学与技术”专业教育大多属于理工科本科，其侧重所在自然是“人工智能”。

支撑着“智能科学与技术”及其三部分构成的关键概念是“智能”、“科学”与“技术”，对其进行深入剖析有助于推演出“智能科学与技术的知识体系”。

3　关键概念的剖析

3.1　“智”对应于Intelligence

汉语中的“智”是“知”的后起字，而“知”是“出于口者疾如矢也”，意指认识的事物可以脱口而出。“知”添加了“曰”即为“智”，再清楚不过，“智，知而道出也”。智，就是人们日常口语中的“知道”。

英语中的Intelligence源于拉丁语的动词intellegere，意思是to understand。而intellegere是inter(interl与legere(to choose)的合成词，故它所表达的是“在推理基础上的理解”。

可见，汉语的“智”关注知识(识，知也。《说文》)及其共享；英文的Intelligence则强调知识及其可靠来源。有所差异并不妨碍将不同文化系统中的这两个概念对应起来。

3.2　“智”的派生词

尽管语义十分贴切，却不可将Intelligence直接汉译为“智”。在现代汉语中，单字形式的名词一般不用于表达抽象概念，因为单音节的高频率使用在言语交流中难以通畅顺口。通常都是采用双字形式的名词。“智”需要再添加一字。处理的办法无非两类，同义重复或附加意义。前者生成的是“智慧”，后者得到的是“智能”和“智力”。

智慧之“慧”，一方面与“智”同义(知或谓之慧。《方言》)，另一方面又与佛教名词“般若”(Praina)相连，在中国的文化传统中，佛是高深至上的，这样，智慧的真理性就毋庸置疑。作为汉语词汇的“智慧”固定下来之后，除了与英文的Intelligence相对应，还与英文的wisdom(wise“聪明的”+dom“性质或状态”)相一致。更重要的是，wisdom就是希腊语的sophy，由此构成了philosophia(英文philosophy)。“智慧”连接着中国的佛教(与中国哲学相通)和西方的哲学。智慧是哲学层面的。

“智能”和“智力”都是“智的能力”的简称。推敲其中的意味饶是有趣。作为物理学概念的“能”和“力”，二者是一种源流关系，因而在汉语的习惯中，“能”更本质，“力”则外显，暗含着有高下之分。这样，智能有“智能人”、“智能机器”、“智能科学”等，智力则是“智力游戏”、“智力玩具”、“智力商数”等。层次的感觉是明显的。智能和智力是科学层面的。

“智”的派生词最常用的有三个：智慧、智能和智力，它们均可英译为Intelligence，但在汉语中分别属于三个层次，即哲学领域、科学领域(较高层次)和科学领域(较低层次)。

3.3　关键概念的文化比较

将与“智”相关的中文概念和与Intelligence相关的英文概念进行对比，可看出中西方文化的相通与差异，有助于更深刻明晰地理解“智能”的语义。表1是基于英语概念的文化比较。从中可见，“智能”较高于“智力”在西方文化中表现为对现在分词的偏爱。

表2是基于汉语概念的文化比较。英语的Intelligence可以笼统地表示汉语的“智、智慧、智能、智力”。现限定“构建智能科学与技术的知识体系”是一项科学研究(即不考虑“智慧”)，再用“智能”作为“智能”和“智力”的统称，这样，“智能”就成为将要继续讨论的唯一概念。

3.4　智能之“能”

前已阐明，智能就是“智的能力”。这种能力究竟为何，学者们曾有过大量的讨论。其中一种通俗简洁的表述 被包含于后者之中。在人工智能中将二者分开，缘于它们的对象不同，前者针对的是自然界，后者则面向人类已有的知识积累。“推理”是生命体存在的基本前提。所以，关于人工智能的科学只有两个分支：机器感知／发现理论(派生于人的认识论)和机器推理理论(基于人脑推理理论的讨论)。

(4)应用人工智能的技术。第3.6节说明，技术就是应用手段、技能和方法设计与制造人工系统。图4模型所示意要设计与制造的人工系统只有专家系统和机器人。所以，应用人工智能的技术主要有两个：专家系统技术和机器人技术。

(5)基于现状的人工智能科学与人工智能技术的内容调整。前面将“机器感知”和“知识发现”归于科学范畴，其根据就是因为它们均是客观存在。然而，现在的“机器感知”还非常简单，对于诸如表情、语气等稍微复杂的客观现象就无能为力：“知识发现”也主要依赖于基于语法的关键词匹配，而对于如何有效地理解语义特别是语用还差得很远。鉴于如此现状，将“机器感知”和“知识发现”归于技术更合适一些。

(6)智能科学与技术的知识体系。集成上述的观点可得图5所示的知识体系。理论是概念、原理的体系(《辞海》)，本身就是知识体系。技术包括手段、技能和方法，也是知识或知识指导下的操作。所以，智能科学与技术的知识体系由两个理论和四种技术构成。

图5的表示是粗线条的。正是因为它没有将与“智能”有关的科学理论和技术方法全部罗列出来，才有了一个简洁的框架，以便在此基础上进一步细分和添加，最终形成一个系统的图景。

6　“智能科学与技术”专业教育的课程体系

“智能科学与技术”专业教育的使命就是将图5所示的知识体系教授给本科生或研究生。学校教育总是以课程方式进行的。智能科学与技术的知识体系必须转化为课程体系。基于图5所示模型、兼顾目前大学课程设置的现状、特别是参照国内学者的研究成果和国内率先开办智能科学与技术专业的大学的探索性经验，提出“智能科学与技术专业教育的课程体系”的一种方案，见表3。

如表3所示，“智能科学与技术”专业的课程设置对应于智能科学与技术知识体系的主要内容(见图5)，共六门主干课程：

(1)“脑与认知科学”。包括“脑科学”与“认知科学”。

(2)“机器学习”。推理是学习过程中所采用的主要方法，机器学习包含机器推理，在一般意义上可以认为二者同义。目前讲授机器学习的大学课程主要有：“机器学习”、“模式识别”(是实现机器学习的一种方法)、“计算智能”。后者包括“模糊计算”、“神经计算”、“进化计算”，讲授一些具有前沿性的理论与方法。

(3)“机器感知”。包括“机器视觉”模仿人类的视觉、“计算机语音技术”模仿人类的听觉、“自然语言理解”模仿人类对语言与文字的理解。

(4)“知识发现”。包括“信息检索”和“数据挖掘”，前者在数据库中进行关键字匹配、在万维网上进行关键字匹配、在语义网上进行语义匹配以获取所需要的信息，后者将信息组织到数据仓库中以便寻求信息之间的规律性关联即获得知识。

(5)“专家系统”。该课程所讲授的内容包括管理信息系统、专家系统、决策支持系统、多Agent系统。它们是人工智能为人类提供的实用型信息产品。

(6)“机器人”。利用机器来获得身心的解放与扩展是人类的梦想和永远的追求。拟人机器的设计与制造涉及诸多学科，在大学的专业教育中只能讲授一些基础概念。

可以将整个“智能科学与技术的知识体系”看作是一个对知识进行“输入一加工一输出”的结构。由表3可见，与知识输入有关的是“机器感知技术”和“知识发现技术”；与知识加工有关的是“脑科学理论”和“机器推理理论”；与知识输出有关的是“专家系统技术”和“机器人技术”。在智能科学与技术学科中，分工专门研究知识输入、知识加工、知识输出，就构成了其三个主要的研究方向：知识处理、智能理论与方法、智能系统与应用(如表3所示)。

7　结论

(1)智能科学与技术是人类智能科学、人工智能科学和人工智能技术的总称。技术的标志是用于设计与制造人工系统，因而“人类智能技术”并不直接存在。

(2)“智能”是“智的能力”的统称。中文的“智”之本义是“知而道出”，与英文的Intelligence(本义“推理基础上的理解”)尽管侧重不同，仍被认为语义相等。现代汉语不习惯单字形式的概念，“智”便有了三个常用派生名词“智慧”、“智能”和“智力”。前者属于哲学概念：后二者属于科学对象，是“智的能力”的两种不同简称，亦有层次高下之分。在科学领域，“智能”通常涵盖“智能”和“智力”。

(3)智能科学是指，认知智能事实、归纳智能规律、总结智能理论。

(4)智能技术是指，设计与制造人工智能系统的手段、技能和方法。

(5)智能(intelligence)应该是“能智”。即能知、能日、能推理、能理解、能应用。

(6)智能是以知识为主线的三个环节的序贯过程。智能表现为知识在知识获取、知识推理、知识应用三类活动中的定向流动和逐级提升。

(7)智能首先遇到的问题是知识表示。人类智能的知识表示是在文化传承中自然实现的，而人工智能的知识表示则依赖于专门的人为规定。这样，智能的内容就有四个部分：知识表示、知识获取、知识推理、知识应用。

(8)智能最简明最本质的定义是：知识+推理。人类智能的特征是，知识用自然语言表示、推理在人脑中进行；人工智能的特征是，知识用机器语言表示、推理用机器实现。

(9)人类智能的内容主要有五个：感官感知、信息检索、人脑推理、实际问题解决方案、实际问题解决方案的执行。

(10)人工智能是对人类智能的模仿与延伸，其主要内容也相应有五个：机器感知、知识发现、机器推理、专家系统、机器人。

(11)智能科学与技术的知识体系由两个理论和四种技术构成。智能科学与技术的知识体系涉及关于人类智能的科学、关于人工智能的科学、应用人工智能的技术，具体有脑科学理论、机器推理理论、机器感知技术、知识发现技术、专家系统技术、机器人技术。

智能机器人论文范文第2篇

关键词：人工智能；电气工程；自动化

Abstract: Electrical automation control is to enhance the production, circulation, exchange, distribution and other key ring, realize the automation, is equal to the reduction of human capital investment, and improve the operational efficiency. With the development of information technology, many new methods and technology into engineering, product of stage, the automatic control of the new challenges, promote the theory of intelligent control technology application in the control of complex system, to solve with traditional methods can not solve the problem.

Key words: artificial intelligence; electrical engineering; automation

中图分类号：V242 文献标识码： 文章编号

引言：社会的进步和人类的长寿要求生产力更加发达,要求人类的经济生活更加智能化,以节省宝贵的人类时间去做其它有益的事情。电气自动化控制领域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自动化控制方面的优势在这个领域也确实能够得到极大的发挥。促进自动化控制的发展进步,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。人工智能主要包括思维能力、行为能力和感知能力三个方面。人工智能指的是人类制作的机器所表达出来的智能,体现了自动化的特征。因此智能化技术在电气工程自动化控制中可以发挥最大的效用,促进电气的优化设计、诊断故障和智能控制等。

一、人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质．并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主．涉及信息论．控制论， 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面，计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈．所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环，实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

二、智能化技术应用优势

在电气自动化控制中应用到智能化技术，主要是以智能化控制器的形式，这种智能化控制器较过去的控制器相比的确具有不少优势，下面我们就对其进行详细的分析。

1.无需控制模型

过去的控制器在进行自动化控制时，往往会因为控制对象的动态方程比较复杂而无法精确到位地掌握，这会使得该对象模型的设计过程中会出现较多不可预估、不可测量的客观因素，比如一些参数的变化。无法掌握这些因素，也就不能设计出精准的模型，自动化控制工作的实际效率也会下降。而智能化控制器并不需要对控制对象模型进行设计，这就可以从根本上避免一些不确定因素的产生，提高自动化控制的精密系数。

2.方便调整控制

智能化控制器还有另一个大好处，就是可以随时根据下降时间、响应时间以及鲁棒性的变化来调节控制程度，从而有效提高自身工作性能，为自动化控制提供最基础的保障。无论是在什么样的情况下，智能化控制器的调节控制与过去的控制器相比具有更方便调节的优势，更适合投入实际使用。还有一点好处，就是智能化控制器在进行调节控制时完全只需要根据相关数据的变化来自行调节，即使没有专门的技术人员在旁边也可以，同样远程调节控制也是可行的，充分体现了电气工程自动化控制的无人操作性要求，对行业未来发展的重要性不言而喻。

3.一致性很强

智能化控制器的一致性很强，这表现在它对不同数据的处理上，及时输入完全陌生的数据也可以收到很高的估计，完美达到自动化控制的相关要求。不同的控制对象的效果也是不同的，虽然在对有些控制对象实施控制时智能化控制器暂时没有采取行动，其控制效果也是非常优秀的，但这并不是绝对的，可能在换了控制对象的时候就无法收到预期的效果了。所以我们技术人员在设计阶段还是不能松懈，要认真落实具体化原则，即在面对不同的对象时一定要根据其具体情况详细分析，不能因为马虎就降低了控制要求。一旦出现智能化控制器使用效果不佳的情况，不能盲目否定智能化技术，一定要从每个工程环节详细排查、认真分析，因为上述人为因素会给自动化控制结果带来很大的误差，影响试验的准确性。

三、人工智能技术的应用

随着人工智能技术的发展，许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计，故障预测及诊断、控制与保护等领域。

1．优化设计

电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的．因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进．使传统的CAD技术如虎添翼．产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

2. 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性．用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析．从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。

3. 智能控制

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开，但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法，因而它的应用实例最多。

四、结束语

综上所述，本文主要介绍了智能化技术在电气工程自动化控制中的应用情况。只有加强电气工程的智能化程度，才是最终保证行业持续稳定发展的根本手段。

参考文献：

智能机器人论文范文第3篇

关键词：智能机器人；实验教学；仿真实验

智能科学技术的学科内容可以划分为智能科学、智能技术、智能工程3个层次[1]。智能机器人是贯穿这3个层次的一种典型智能系统，是智能科学与技术专业学习与设计的重要对象。我校智能科学与技术专业将智能机器人设为重要的专业课之一，融合了该专业教学过程中的多门专业基础课的知识。对该课程知识的理解与掌握必须实验教学的支撑，这是由于机器人本身是一种复杂的机电系统，而“智能”则是通过运行于嵌入式控制器或嵌入式处理器上的软件来实现的，只有在实践中才能真正掌握智能机器人的基本原理、信息处理以及控制与决策方法。本文将从开展机器人仿真实验的角度，探索开展智能机器人课程实验教学的新思路与新方法。

1智能机器人课程简介

在我校智能科学与技术专业的本科教学培养方案中，智能机器人是该专业高年级学生的一门重要专业课程，设置在第七学期。

智能机器人主要是指以生产、生活中的实际机械设备为载体，以计算机和嵌入式处理器/控制器为信息处理单元，能够体现一定自主性和智能特征的机器人系统。智能机器人涉及到刚体动力学、反馈控制、传感器与信号处理、执行器与电力电子、计算机接口技术以及智能信息处理和智能控制等多领域知识，是多学科的综合。机器人的种类众多，包括机械臂、移动机器人、类人机器人等不同形态的机器人。由于课程学时有限，面面俱到是不现实的，因此我专业的智能机器人课程以移动机器人作为重点讲授的对象。

课程以Siegwart和Nourbakhsh所著的《Introduction to Autonomous Mobile Robots》一书的中文版[2]为教材，以蔡自兴教授的《机器人学基础》[3]为主要参考书，讲授内容以自主移动机器人控制系统为框架，包括刚体运动学、传感器与测量、地图与定位、执行器与运动控制、路径规划与导航。其中，刚体运动学部分主要使学生掌握轮式机器人的具有非完整约束的运动学模型；传感器与测量、执行器与运动控制部分分别使学生了解移动机器人的各种传感器(里程计、超声波传感器、激光测距仪和视觉传感器)的测量原理和直流电机的PWM闭环调速机制；而地图与定位部分主要使学生掌握传感器融合的基本原理以及如何解决位姿估计问题；路径规划与导航部分主要使学生掌握局部路径规划(例如，人工势能场方法)以及全局路径规划(包括轨迹生成与跟踪控制)两种不同的导航方式。

课程的最终目的是让学生理解移动机器人的智能是如何体现的，并且让学生掌握移动机器人的系统集成技术，使其具备设计定位与导航算法并编程实现的能力。

2仿真实验教学的必要性

由于智能机器人作为一种复杂的机电系统，集成了测量、控制、计算和通信等技术，因而智能机器人课程具有多学科交叉的特征，这对学生的综合能力提出挑战，为学生真正理解智能机器人的工作原理带来困难。学生必须通过实验，亲自动手组建移动机器人并为其编程，才能将课堂教学传授的理论知识融会贯通，并做出一定程度上的创新性工作。即创新教育必须建立在动手实践的基础上。

工欲善其事，必先利其器。仿真实验教学在智能机器人课程实验教学中是关键的一环。虽然无法替代在真实机器人上的实验，但却是必要的。这是因为：智能机器人控制系统的复杂性，决定了直接在真实机器人上设计、实现一个可靠的控制系统软件不是简单易行的工作，而仿真实验能够为学生学习机器人的控制算法设计节省时间。

运行一次实验所需成本较高，而且要担负硬件随时可能损坏的风险。仿真实验能够减小设计算法初期的软件不成熟所带来的硬件损坏的几率。

移动机器人具有活动空间大的特点，改变实验场地较困难，而这在实际操作中是比较困难而且耗费精力的事情。通过仿真实验能够灵活改变智能机器人的工作空间。

总之，教师可通过仿真实验教学，形象地向学生展示移动机器人的运动机制、测量与控制原理；学生可通过仿真实验教学，加深对理论知识的理解。

3智能机器人仿真实验的工具选择

好的仿真工具不仅能够降低实验成本，而且能大大提高实验效率，灵活的配置能够自定义不同的移动机器人和工作场景，既能够使学生熟悉多种不同的移动机器人的运动学，又能够将学生的精力主要集中在控制策略的学习和算法实现上。这对于本科阶段初次接触机器人的学生而言，更利于其快速掌握智能机器人的相关知识。

目前，存在多种移动机器人仿真工具，常用的例如：Webots[4]、Microsoft Robotics Studio[5]和Player/ Stage/Gazebo(P/S/G)[6]。前两者主要运行在Windows这一商业化的操作系统中，而P/S/G运行于开源的Linux操作系统上。在高校中，仿真实验教学所用的移动机器人仿真工具应具有源码开放、灵活易用的特征，因此选择Player/Stage/Gazebo软件。

Player/Stage/Gazebo软件由美国南加州理工大学交互实验室发起，后作为开源项目转至Sourceforge上。其中，Stage是一个2D的多机器人仿真器，提供了超声、激光等多种传感器模型；Gazebo是一个3D的多机器人仿真器，能够仿真大量机器人、传感器和物体；Player是机器人设备接口，是连接控制器与被控设备(传感器、执行器)的通信中间件。用户编写的控制程序可在本地或异地通过Player获得传感器数据以及发送驱动机器人运动的控制量。Player既能够与仿真机器人连接，也能够与真实机器人连接，具有极大的灵活性。

该软件不仅在国外很多高校的机器人课程中作为教学用的仿真工具，也是国际上移动机器人研究领域中使用非常广泛的工具之一。选用该工具，除了可方便学生在个人电脑上完成实验，更使学生在本科学习阶段或以后从事移动机器人研究工作时与国际接轨。

4开展智能机器人仿真实验教学的方式与内容

4.1仿真实验教学的方式

1) 课堂演示提高学生兴趣。

智能机器人所涉及的运动学、滤波与控制方法较为抽象，对于工科院校的学生而言略有难度。如果只是机械的推导公式，很容易打击学生的自信心。在课堂上，通过仿真实验的演示，现场向学生展示如何将理论化的公式转化为程序代码的形式，进而控制模拟机器人的运动，完成设定的任务。让单调的数学语言形象化，从而让学生体会到理论的真实含义，提高学习兴趣。

2) 仿真实验即为作业。

智能机器人课程被定位是一门实用性工程技术类课程，每一项关键知识点都要通过以课后作业的方式让学生练习。我们突破传统的计算题式作业的方式，通过安排课后仿真实验作业，让学生亲自动手在个人电脑上完成移动机器人的组建、定位与导航算法的设计与编程。留给学生更大的自由度去完成一个类似于项目的作业，从而激发学生的主观能动性。

3) 以学生竞赛的方式开展实践课。

在课堂教学结束后，开展综合性的实践课，借助仿真工具，设定一个有规则、有目标的机器人竞赛场景。由学生组成团队，全面利用已学过的机器人组成原理、测量与控制算法，设计移动机器人的控制系统，分组竞赛。以竞赛的机制，鼓励学生提出创新的想法和思路，并锻炼其将新想法与新思路付诸实践的能力，从而提高学生分析问题与解决问题的综合素质。

4.2仿真实验教学的内容设计

Player/Stage/Gazebo仿真软件具有很高的灵活性。在机器人仿真器中不仅能够仿真各种形态的机器人，而且能够自由建立机器人的工作环境(二维的或三维的)，也能够仿真各种传感器，例如在Stage中能够仿真超声波传感器与激光测距仪，在Gazebo中能够仿真视觉传感器。学生借助player中的接口函数，在Linux系统中使用C/C++语言编程，便能够定制自己的移动机器人控制系统，学习、验证各种智能方法。目前，智能机器人课程的仿真实验主要包括Player/ Stage/Gazebo的安装与使用方法、移动机器人的虚拟构建及工作空间设计、智能机器人控制系统基本结构的学习、基于里程计的移动机器人定位、基于超声波传感器的环境测量、VFH导航方法设计、基于人工势能场的导航方法设计、智能车的走迷宫竞赛(开放式的竞赛题目)。

5结语

智能机器人课程是一门理论与实践并重的课程，涉及到多个学科知识的交叉。仿真实验教学是真实机器人实验的有益补充，特别适合于本科生在初学机器人基本理论时进行原理性的控制系统设计与算法验证。它通过多种形式的仿真实验教学，启迪学生思想，激发主动的创新性思维，培养学生具有独立思考、乐于创新的真素质。智能机器人课程仿真实验教学的探索，丰富了这一课程的教学手段。在未来，通过对仿真工具的改造，可实现仿真实验与真实物理实验的无缝对接。

参考文献：

[1] 卢桂章. 无处不在的智能技术[J]. 计算机教育,2009(11):68-72.

[2] R. Siegwart,I. R. Nourbakhsh. 自主移动机器人导论[M]. 李人厚,译. 西安:西安交通大学出版社,2006.

[3] 蔡自兴. 机器人学基础[M]. 北京:机械工业出版社,2009.

[4] Webots[EB/OL]. [2011-07-01]. /products/webots.

[5] Microsoft Robotics Studio SDK[EB/OL]. [2011-07-01]. /robotics.

[6] Brian Gerkey,Richard T.Vaughan,Andrew Howard. The Player/Stage Project: Tools for Multi-Robot and Distributed Sensor Systems[C]//Proceedings of the 11th International Conference on Advanced Robotics,2003:317-323.

Simulated-experimental Teaching in Intelligent Robots

XING Guansheng, GAO Zhi, CHEN Haiyong, LIU Zuojun, ZHANG Lei

(School of Control Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)

智能机器人论文范文第4篇

1、人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

2、人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。

3、人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

4、人工智能不只是研发机器人，它的主要研究目的在于方便我们的生活，下面小编就来告诉大家人工智能在生活中有哪些作用。想要了解更多相关内容，请关注优就业IT常见问题栏目。

（来源：文章屋网 ）

智能机器人论文范文第5篇

如今，类似性集体恐慌再度来袭。此番风暴中心锁定的是一种推测――“人工智能”和机器人或将超越人类能力。去年5月，物理学家史蒂芬・霍金曾撰文发出人工智能迅速发展的危险预警。同月，他联合其他合著者―美国麻省理工学院物理学家弗兰克・韦尔切克、麦克斯・泰格马克以及诺贝尔奖获得者、美国加州大学伯克利分校计算机科学家斯图尔特・罗素，在英国《独立报》发文警告道：“人工智能的成功创建堪称人类历史上最伟大的事件。糟糕的是，这可能成为最后一次。”

近年来，人工智能的发展令世人炫目，从“深度学习”可见一斑。作为一种利用成千上万个数值参数完成逼近复变函数的革命性新技术，它变机器执行看、听甚至思考等人类活动的梦想成真。伴随3D传感和3D投影技术日渐精进，机器人不时更新迭代。稍显遗憾的是，人工智能领域的前行进程难免跌宕起伏。

三本著作虽然从不同视角发表了个中观点，但作者不约而同地强调，机器人的优势处境正面临着的一个巨大现实障碍――人类心理学。

慈爱的机器人

眼见机器人越来越融入现代社会，战争、路建、商业、教育、医疗……，它们深刻地改变了人类的生活方式，谷歌发明无人驾驶汽车、苹果亮相个人助理等。众人心中的疑惑不禁愈发强烈，这些机器到底是在帮助人类，还是要取代人类？

在新书中，普利策获奖者、《纽约时报》记者约翰・马尔可夫回顾了1956年至今的时代进程，重点参比了人工智能与智能增强。他将读者设定在无人驾驶汽车的乘客座位上；他把读者放诸美国国防高级研究计划局（DARPA）的幕后，验看机器人操作；他邀请读者置身于一个完全自动化的制造设备，如一分钟内128个机械臂将组装完成30个电动剃须刀，每项程序均执行特定、精确的装备任务。

纵使早期人们积极乐观，然而事实上，创建人工智能历经了千险万阻。迄今，“莫拉维克悖论”仍旧未被攻破。这是由人工智能和机器人学者所发现的一个与常识相佐的现象：人类所独有的推理等高阶智慧能力只需要非常少量的计算能力，而无意识的技能、直觉等低层次感知运动技能却需要大量的运算能力。正如莫拉维克所写：“要让电脑如成人般地下棋是相对容易的，但是要让电脑有如一岁小孩般的感知和行动能力却相当困难，甚至是不可能的。”这主要归咎于摩擦、碰撞和接触力学的内在复杂性。

被誉为“鼠标之父”的美国发明家道格拉斯・恩格尔巴特则更倾心于“智能增强”。早在20世纪60年代，他已在发表题为《放大人类智力》的学术论文中提出，计算机是人类智力“放大器”的观点。此后，他陆续发明鼠标，开发超文本系统、网络计算机、人机交互和图形用户界面，并倡导运用计算机和网络解决世界上愈发紧张又复杂的问题。无独有偶，人工智能泰斗泰瑞・维诺格拉德和增强现实专家盖瑞・布拉德斯基在深刻意识到人工智能的局限性后，开始转投智能增强阵营。可以设想，马尔可夫所著此书或许成为人工智能成败与否将取决于智能增强进展的强有力范证。

机器人的兴起

未来工作将变成何等摸样？到底日趋丰富还是逐渐凋落？谁能够拥有它？软件企业家马丁・福特借助《机器人的兴起：技术和未来的失业威胁》一书警告说，人工智能和机器人必将挤兑绝大部分工作岗位，无论蓝领还是白领，均难逃厄运。如果你创意如泉涌，就不会被机器人取代吗？答案令人悲观，即便连新闻、音乐、研发等按常理不受影响的领域也无法幸免。同时，千万家庭将备受激增成本拖累，最为突出的两大代表领域是教育和医疗保健。

美国发明家、未来学家雷・库兹韦尔曾预言，到2029年，机译质量将堪比人工翻译水准。而福特一再断言，基于摩尔定律计算机的计算能力正在随时间呈指数级增长，这意味着人们业已处于迅猛的加速发展边缘。然而，有部分计算机科学家确信其为指数谬误，他们辩驳指出，集成电路的问世远远超出了技术史学家认为发展曲线中必然平台阶段已至的预期推断。

19世纪初期，英国纺织工人内德・勒德不仅亲手砸掉了自己的织布机，还领头发起破坏机器运动。经济学家借此把“科技将代替人类工作”这一广为流传的错误概念命名为“勒德分子谬论”（Luddite fallacy）。如是推理却严重疏漏了科技激发新工作岗位的补偿效应，以及劳动力全球化、民主化等无数新可能动向。

伴随机器人时代的来临，在福特的观念中，最理想的结果是人人挣得一份有保障的工资，而由机器完成所有工作。他解释，这种情况的出现多是源于身体构成的不平等。以往，人们应对技术破坏的主要策略是加强培训和教育，然现实收效甚微。现今，人们必须当机立断，未来的不平等和经济不安全状况是将演变为普天繁荣抑或灾难频发。

我们的机器人

遥控机器人专家戴维・曼德尔在新书中指出，自治制度并非新鲜事物。20世纪70年展至今，其在深海、太空探测以及几乎所有航空领域的日常应用程度非高即低。借鉴丰富的实战经验，尽管这些自治制度不断变革，但仍有为数不少的专家持质疑立场。例如，以持续学派的论点，海洋学家务须亲历黑暗的深海去直接洞悉潜伏在那里的神奇事物。如今，机器人潜艇、光纤电缆遥控操作身手日臻敏捷，实现更长时间探测的难题迎刃而解，更何况每次修缮升级成本亦无需支付昂贵代价。

曼德尔认为有绝对充分的理由相信，无论在历史、文化、政治、心理、哲学，还是公共关系领域，都必须坚定不移地确保人类的控制地位。离我们最近的相关事件发生在2015年7月，接近三千名人工智能研究人员联合签署了一份催促联合国禁止自主武器研发和使用的公开信，该封信件在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯召开的2015年人工智能国际联合会议上进行展示。为了规避所研发无人驾驶汽车的最大人为隐患，谷歌的做法是拆掉方向盘。曼德尔认为此举大错特错，看似缔造了“完全自治神话”，然而别忘了，机器即使能够自控间隔时间，依旧无法独立完全工作却是不争的事实――人类的意图、假设和特征参数是所有机器赖以组建的必须要素。由此，曼德尔得出了与马尔可夫相近的论断：本质（或最艰难）的挑战在于涵盖人类环路的接口设计。