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了解“乐高机器人”

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发表于 2015-6-28 22:54:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

美国科学技术杂志《研究与设计杂志》(R&D Magazine)发起并主办“发明奥斯卡奖”已历时45年,这些奖项同样受到政府以及私营工业投资者的高度关注。下面就是从R&D杂志公布的获奖名单中挑出的2007年十项最有代表性的发明:

1.能控制超级病毒的空调2.电针式生物医学传感器3.Hapsite Viper化学物鉴定系统 4.用于远程化学物品探测的毫米波分光计5.功能型薄膜净水系统6.合成飞行显示器7.摩托罗拉的印刷主动显示技术  8.纳米材料的衣服 9.丰田头颈安全靠椅

10.乐高(Lego)机器人玩具

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Mindstorms EV3玩具,是乐高玩具世界的最新一代产品。这一由乐高公司和国家器械公司共同设计的可编程机器人,有助于提高孩子们的动手和科技能力,对成年人也不是一玩就会的。


下面介绍一下乐高“课堂机器人” ,可以更好的理解它。

乐高“课堂机器人”是一种优秀的科技教育产品,这一独创性的教育工具是由美国麻省理工大学、美国TUFTS大学、乐高公司和美国国家仪器公司共同开发研究的,它将模型搭建和计算机编程有效地结合在一起,使孩子们能够设计自己的机器人,在计算机上编写程序,然后通过与计算机相连的红外发射器将程序下载到机器人的大脑,RCX微型电脑中,启动RCX的开关,机器人就可以完全脱离计算机,按下载程序的指令独立运动起来。例如通过使用光电传感器,学生可以让机器人沿着一定的路线前进、或绕某一物体转动、或是藏在暗处等。


介绍制作乐高机器人的4个步骤

第一步:使用乐高RCX微型电脑设计机器人(硬件部分组装)

RCX微型电脑是由MIT开发的,是乐高机器人系统的核心部分。使用ROBOLAB软件及RCX,学生们可以创造、搭建、编程真正的机器人,让它运动、做动作、甚至自己去“想”。为RCX编写程序,通过各种输入(传感器)与输出(马达与灯等)对周围环境做出响应。有多种传感器可供选择,如触动传感器、光电传感器、温度传感器、角度传感器等。

    第二步:在PC机上为机器人编写程序(软件部分让它如何动)

为RCX编写控制程序的ROBOLAB软件是一个简单、直观、易学的编程环境,是以美国国家仪器公司的LabVIEW,流行于测量和自动化领域的图形化编程软件为基础开发的。ROBOLAB软件具有所有通用编程环境,如C/C++或VisualBasic等软件的功能。在计算机上为机器人编写好程序,程序一旦下载到RCX,机器人就脱离计算机,根据程序指令,按照周围环境的输入信息来做出判断,决定下一步如何行动。完全智能化。当然,如果机器人未按预先设计的行动,即程序编写不够完善时,可以在计算机上修改原程序,再下载,运行机器人进行测试,直到机器人完全按要求工作为止。
    美国国家仪器(NI)公司的LABVIEW软件: ROBOLAB是以美国国家仪器公司(美国德州)开发的LabVIEW编程环境为基础编写的。1997年,美国太空总署在监测其飞船着陆、定位、位置、运转状况等时,使用了LabVIEW软件。LabVIEW软件是一功能强大、设计完美的编程环境,深受大学、和各行各业的工程技术人员及科学家喜欢,并被广泛使用。是测控领域倍受欢迎的软件开发工具,应用于生物医学、航空航天、能源研究等各个领域,用于数据采集与仪器控制、数据分析与处理等。

    第三步:下载程序到RCX(硬软结合)

RCX通过IR红外发射仪与计算机通信。使用ROBOLAB编程软件在计算机上编写好编程,然后,通过与计算机串口机相连的IR发射仪下载到RCX。IR与RCX通过无线红外方式通信。

    第四步:运行程序,测试机器人是否按要求工作(机器人独立活动)

学生可以通过运行程序,马上知道机器人是否按设计的行动。如果机器人没有按要求的做,那么,可通过检查机器人搭建及程序编写是否正确来修正错误。这一过程不仅锻炼学生分析问题、解决问题的能力;而且培养学生逻辑分析能力、团队合作精神与交流能力。


核心机器人配件
    RCX微型电脑是乐高机器人不可缺少的大脑,是它将普通的模型转换成智能机器人。通过不同的传感器,RCX能够接收外界环境的变化,进行处理和运算后,输出指令来控制机器人的动作。
    RCX是美国麻省理工大学多媒体实验室研究多年的成果,是一个嵌入式系统,或者说是一个小型电脑。RCX与普通的单片机有很大的区别,其最根本的区别是RCX有自己的类似WINDOWS的操作平台,可以用多种高级编程语言来控制RCX,而单片机只能使用汇编语言。

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