《智能机器人实验》课程教学大纲
一、课程编号：
二、课程名称：智能机器人实验 (32学时)
Intelligent Robot ??
三、课程教学目的
智能机器人实验是针对智能科学与技术专业学生开设的一门将智能专业相关知识进行综合应用，以仿人机器人为展示平台的一门实践类课程。
本课程的目的在于让学生们了解智能机器人的相关基础知识，掌握基于智能仿人机器人的软件设计和实现方法以及人-机交互的基本理论，设计实现出人性化的、对环境有适应能力的智能机器人系统。
四、课程教学基本要求
通过设置此实验，使学生能够熟悉并掌握仿人机器人与人之间的基本交互方式并能够通过程序控制实现。学生通过综合相关领域如自然语言处理、信息抽取、机器学习等课程中的知识，设计出拟人的智能机器人系统。
具体包括：
1.熟悉智能机器人的发展历史、最新进展及相关基本概念。
2.熟悉本课程中使用的机器人平台，主要是各项参数指标、操作平台、体系结构、接
口方式、开发平台。
3.掌握机器人输入数据的获取、融合和存储方式，包括视频、音频、传感器；掌握机
器人的基本控制方法，包括动作、声音、灯光等。
4.设计并实现一种以仿人机器人为运行平台的“智能”应用（不限定），使得能够完
成非预设环境下的任务。
五、教学内容及学时分配（含实验）
1.NAO机器人基本介绍：NAO的数据参数，NAO可以做什么，视频演示NAO的舞蹈和
简单功能。使用基本方法：开机、关机、程序运行中途停止、网络连接、IP地址
获取、使用浏览器通过网络查看或修改NAO信息、长时间静止时应保持的稳定姿势、电机过热或电量低等特殊情况处理。分发学习资料。（1学时）
2.使用Choregraphe控制NAO机器人，熟悉NAO的控制方式。在PC机上安装
Choregraphe软件，连接到网络上的机器人，控制NAO电机刚度（stiffness）。在
NAO中添加指令盒Say，修改参数，并下载到NAO运行。打开指令盒，查看其Python
脚本，学习Python简单的脚本语法。（1学时）
3.使用Choregraphe实现多种指令盒的配合。熟悉走路、说话、播放音乐、灯光等多
种指令盒中动作内容，熟悉输入的传感器数据，组织较为完善的指令控制系统，令
机器人可根据触摸传感器或语音的输入指令触发相应行为。建立新的动作指令盒，
并编辑独特的时间轴动作。建立新的指令盒，使用Python编程控制NAO的声音、
灯光或动作。（2学时）
4.安装VC++远程开发环境，包括Python、Cmake、VS2008等。熟悉VC下的Nao程
序开发、调试、运行环境。（2学时）
a)新建vc项目。控制Nao说话或做其他控制。
b)在vc环境下打开语音识别的例子程序，编译并连接到机器人运行。当机器人收到
语音时触发语音识别功能。
c)布置之后的实验安排，并要求同学阅读sdk说明。
5.实验1 室内场景下的目标搜寻系统（24学时）
a)系统功能描述：在后期学习过程中，自行开发一个能够在室内场景下寻找特定目标
物（比如红色小球）的机器人系统。首先让机器人确认目标物，之后机器人寻找环
境中的目标物，寻找到目标物后将目标物拿起。本实验关注计算机视觉和机器人动
作控制；辅助控制信号为语音类型。
b)目标物：使用红色小球作为目标物（高级：其他预设目标物）。
c)场地：开阔场地（高级：有障碍物，比如纸盒子），室内场景。
d)搜寻：机器人可在场地内自由行走，使用脚部传感器(bumper)和声纳(sonar)探测
障碍物防止机器人摔倒。机器人通过行进改变其位置，并可控制头部摄像头的角度
搜索当前位置周围是否出现目标物。
e)向目标物行进：机器人通过判断自身和目标物之间的相对位置，走向目标物。（高
级：能够绕过障碍物）
f)拿起目标物：通过控制机器人肢体和手部动作，拿起目标物。
6.实验分组：
大约3名同学一组，分别研究机器人行走、躲避障碍物；视觉目标搜索策略和室内
环境探索；在各种位置情况下拾取目标物体。
7.实验评分标准：（按照难易度）
a)能够探索较大区域范围，并且较好地规避障碍物（20分）
b)能够搜寻并识别出目标物（30分）
c)能够主动接近目标物（20分）
d)能够拿起目标物（30分）
六、教学重点、难点
重点：机器人相关的基本功能开发包括：机器人应用软件开发平台；视觉信息处理、语音识别及语言理解、机器人动作设计等的软件开发
难点：机器人软件开发平台和SDK
七、先修课程：C/C++、智能机器人
八、适用专业：计算机科学与技术智能科学与技术
智能机器人的发展与应用前景 摘要 本文介绍了智能机器人的发展概况、机器人的感官系统、机器人运动系统及人工智能技术在机器人中的应用,智能机器人是一个在感知-思维-效应方面全面模拟人的机器系统,外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场,可以全面地考察人工智能各个领域的技术,研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。 关键词: 智能机器人感官仿生人工智能 1.引言 人们通常把机器人划分为三代。第一代是可编程机器人。这种机器人一般可以根据操作人员所编的程序,完成一些简单的重复性操作。这一代机器人是从60年代后半叶开始投入实际使用的,目前在工业界已得到广泛应用。第二代是“感知机器人”,又叫做自适应机器人,它在第一代机器人的基础上发展起来的,能够具有不同程度的“感知”周围环境的能力。这类利用感知信息以改善机器人性能的研究开始于70年代初期,到1982年,美国通用汽车公司为其装配线上的机器人装配了视觉系统,宣告了感知机器人的诞生,在80年代得到了广泛应用。第三代机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定的环境下作业,称之为智能机器人。智能机器人与工业机器人的根本区别在于,智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能。而感知本身,就是人类和动物所具有的低级智能。因此机器的智能分为两个层次:①具有感觉、识别、理解和判断功能; ②具有总结经验和学习的功能。所以,人们通常所说的第二代机器人可以看作是第一代智能机器人。 2.智能机器人的感官系统 2.1触觉传感器 英国近几年在阵列触觉传感方面开展了相当广泛的研究。例如:Sussex大学和Shack-leton系统驱动公司研制的基于运动的介电电容传感的阵列;由威尔士大学和软件科学公司研制的采用压强技术的装在机器人夹持器上的传感器。 2.2视觉传感 在机器人视觉方面,目前市场上销售的有以下6类传感器:①隔开物体的二维视觉:双态成像;②隔开物体的二维视觉:灰度标成像;③触觉或叠加物体的二维视觉;④二维观察;⑤二维线跟踪;⑥使用透视、立体、结构图示或范围找寻技术从隔开物体中提取三维信息。在这类系统方面,它们只能做一些很简单的操作。例如:为了使机器人具有某种程度的人眼功能,已进行大量的研究工作并向如下两类系统发展:①从一维物体中提取三维信息;②活动机器人导航、探路和躲避障碍物的现场三维分析。伦敦大学目前正在研究一种双目视觉机器人的实时图像处理机。还有正在研究机器人视觉系统的教育机构有:考文垂工业大学、爱丁堡大学、格拉斯哥大学、格温特大学;而伯明翰大学则专门研究惯性传感器。另外,还有许多从事传感系统开发的单位,都进行了传感反馈研究。如米德尔塞克斯工业大学致力于使机器人能组织和使用来自不同类型传感器的数据。这种机器人能“看”、“感”和“听”,它更接近于人。 2.3听觉传感
第1章人工智能概述课后题答案 1.1什么是智能?智能包含哪几种能力？ 解：智能主要是指人类的自然智能。一般认为，智能是是一种认识客观事物和运用知识解决问题的综合能力。 智能包含感知能力，记忆与思维能力，学习和自适应能力，行为能力 1.2人类有哪几种思维方式?各有什么特点？ 解：人类思维方式有形象思维、抽象思维和灵感思维 形象思维也称直感思维，是一种基于形象概念，根据感性形象认识材料，对客观对象进行处理的一种思维方式。 抽象思维也称逻辑思维，是一种基于抽象概念，根据逻辑规则对信息或知识进行处理的理性思维形式。 灵感思维也称顿悟思维，是一种显意识与潜意识相互作用的思维方式。 1.3什么是人工智能?它的研究目标是什么？ 解：从能力的角度讲，人工智能是指用人工的方法在机器（计算机）上实现智能；从学科的角度看，人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸和扩展人类智能的学科。 研究目标： 对智能行为有效解释的理论分析； 解释人类智能； 构造具有智能的人工产品； 1.4什么是图灵实验？图灵实验说明了什么？ 解：图灵实验可描述如下，该实验的参加者由一位测试主持人和两个被测试对象组成。其中，两个被测试对象中一个是人，另一个是机器。测试规则为：测试主持人和每个被测试对象分别位于彼此不能看见的房间中，相互之间只能通过计算机终端进行会话。测试开始后，由测试主持人向被测试对象提出各种具有智能性的问题，但不能询问测试者的物理特征。被测试对象在回答问题时,都应尽量使测试者相信自己是“人”，而另一位是”机器”。在这个前提下，要求测试主持人区分这两个被测试对象中哪个是人，哪个是机器。如果无论如何更换测试主持人和被测试对象的人，测试主持人总能分辨出人和机器的概率都小于50%，则认为该机器具有了智能。 1.5人工智能的发展经历了哪几个阶段？ 解：孕育期，形成期，知识应用期，从学派分立走向综合，智能科学技术学科的兴起
随着“机器替人”在我国的进一步推进，不仅工业机器人的增速突飞猛进，服务机器人市场也开始出现大爆发，这种爆发一方面来自于国家陆续出台的产业扶植政策，另一方面也因为资本市场的逐渐活跃。因此，不管是上市公司还是初创型企业，都将眼光转向了服务机器人领域。在此背景下，传统的物业管理领域开始了“机器替人”的进程。 近年来，中国的经济飞速增长，劳动力成本也日渐水涨船高，物业管理人员工作繁重，重复性劳动过高，人员流失率大，从业人员素质不高等问题一直困扰着物业管理行业的发展。与此同时，人们对物业服务的要求也变得越来越高，智慧社区、智慧楼宇不仅逐渐成为高档小区的“标配”，也成为了未来社区发展的“终极目标”。机器人在这个过程中发挥了其不可替代的作用。 11月22日，国际房地产顾问“五大行”之一戴德梁行在和人工智能独角兽深兰科技举行签约仪式，戴德梁行亚太区董事局主席暨大中华区行政总裁张国正表示：未来，房产、物业要做到大多数的物业服务用机器人替代。随着人工智能技术的不断进步，像安全检查、访客管理、保洁巡逻、设备检查等多项物业服务都能用智能机器人完成，不仅提升了日常工作效率，也让物业公司大量节省了成本。 笔者观察发现，目前物业机器人主要应用在三大领域，分别是出入管理及接待、自动清洁以及自动巡逻。 生物智能系统：提升出入管理效率及服务体验 不管是小区物业还是写字楼场景，出入管理往往是最耗费时间的环节。陌生人如果要拜访小区或写字楼，往往需要登记身份证并进行核实，再由物业管理人员发放门禁卡。如果碰到前台服务人员过少，或一时之间有多人需要登记的情况，往往需要花费许多时间。若此时再遇上物业服务人员需要解决住户问题，或者还在接电话的情况，这个过程需耗费的时间就更长了。而生物智能管理系统则能很好的解决这个问题。 以深兰科技的手脉设备为例，这是一款用于解决写字楼楼宇、小区物业出入口、大堂单元楼、企业前台等门禁管理系统的手脉闸机。它采用了红外线照射手掌内部毛细血管分叉结构记录，用250位数字加密，识别速度快，并且精准度极高。用户只需通过扫描身份证便可完成验证，同时加载了大数据云端架构等技术，能够实现智能门禁、全景安全监控、智慧考勤等功能。据深兰科技市场品牌部丁先生介绍，深兰的手脉识别系统不仅可用于企业前台及公司门禁管理、自动化考勤及数据表单生成、写字楼、公寓、住宅门禁管理等场景，而且可以用于刷手购物，刷手坐地铁，刷手开车门等生活的方方面面。 类似手脉设备的物业机器人主要解决了三个问题：一是大大提升了人员进出的效率，二是节省了物业公司的人力成本，三则减少了业主与物业之间的矛盾。也正是因为这种人工智能技术能够真正解决行业痛点，不管是以绿地、永旺为代表的房产企业，还是类似雅乐居这样的物业服务公司，还是戴德梁行这样的全球领先地产服务商，都已将“机器替人”提上日程。 智能清洁机器人：提升清洁效率，降低运营成本 在物业清洁领域，重视劳动力的全人工时代早已过去，不少小区或者楼宇已经过渡到了人机协作的半自动化时代。而无人驾驶技术的出现，为劳动力的彻底解放带来“希望的曙光。” 成立于2013年的高仙机器人便是一个典型的例子，这是一家从事自主移动技术研发和应用探索的机器人企业，其生产了很多种类的无人驾驶洗地机。与传统清洁手段相比，这种能够自主移动的智能清洁机器人极大地提升清洁效率。
第一章绪论 1 什么是人工智能？试从学科和能力两方面加以说明。 答：人工智能（学科）：人工智能（学科）是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。其近期的主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关理论和技术。 人工智能（能力）：人工智能（能力）是智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。 2 为什么能够用机器（计算机）模仿人的智能？ 答：物理符号系统假设：任何一个系统，如果它能够表现出智能，那么它就必定能够执行上述 6 种功能。反之，任何系统如果具有这６种功能，那么它就能够表现出智能；这种智能指的是人类所具有的那种智能。 推论：既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符号系统，那么就能够用计算 机来模拟人的活动。 因此，计算机可以模拟人类的智能活动过程。 ３．现在人工智能有哪些学派？它们的认知观是什么？ 答：符号主义，又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派。认为人工智能源于数理逻辑。连接主义，又称为仿生学派或生理学派。认为人工智能源于仿生学，特别是人脑模型的研究。
行为主义，又称为进化主义或控制论学派。认为人工智能源于控制论。 ４．你认为应从哪些层次对认知行为进行研究？ 答：应从下面４个层次对谁知行为进行研究： （１）认知生理学：研究认知行为的生理过程，主要研究人的神经系统（神经元、中枢神经系统和大脑）的活动。 （２）认知心理学：研究认知行为的心理活动，主要研究人的思维策略。 （３）认知信息学：研究人的认知行为在人体内的初级信息处理，主要研究人的认知行为如何通过初级信息自然处理，由生理活动变为心理活动及其逆过程 （４）认知工程学：研究认知行为的信息加工处理，主要研究如何通过以计算机为中心的人工信息处理系统，对人的各种认知行为（如知觉、思维、记忆、语言、学习、理解、推理、识别等）进行信息处理。 ５．人工智能的主要研究和应用领域是什么？ 答：问题求解，逻辑推理与定理证明，自然语言理解，自动程序设计，专家系统，机器学习，神经网络，机器人学，模式识别，机器视觉，智能控制，智能检索，智能调度与指挥，分布式人工智能与 Agent，计算智能与进化计算，数据挖掘与知识发现，人工生命。 6、人工智能的发展对人类有哪些方面的影响？试结合自己了解的情况何理解，从经济、社会何文化等方面加以说明？
人工智能在智能机器人领域中的应用 在现代的工业制造，航空航天，交通矿业等领域，机器人越来越发挥着重要的作用。一些日本的专家预测，到2010年，只有5%的体力劳动需要由人来完成，其余大量的体力劳动要由机器人来承担。随着机器人的普及，机器人安全，规划，控制等领域也日益承受着巨大的挑战。 当今大多数机器人被看作是笨拙的、缓慢的、缺乏智能的。它们只是用来完成一些非常特定的任务。教机器人像人类一样完成一些任务也是非常困难的。按NitzenllJ的说法，这是机器人以下的一些特点决定的:(l)操作器的能力有限。机器人的末端操作器灵活性有限，不能像人的手那样灵活操作，因此只能操作特定形状及大小的器件。(2)开环控制。如今的机器人多数都是开环控制，如搬运、焊接等操作，开环操作导致精确性很难保证。(3)无法进行错误诊断。绝大多数机器人无法对非预期的故障进行诊断并修复。机器人系统经常无法确认机器人是否按原计划工作。(4)有限的可移动性。今天的机器人常常会被引导方式所限制。这些机器人无法自由运动，避障能力也很有限。他们常常只能在确定的环境中运动。 在过去的几十年，机器人控制理论得到了极大的发展。国内外专家学者做出了许多有益的尝试，取得了丰硕的成果。然而，大多数控制方法需要合适的数学模型。但由于机器人动力学的非线性、时变性、多关节强藕合及变惯量等复杂性，不仅其数学模型的参数，就连数学模型的类型都很难准确确定。由在线进行系统辨识的方法确定的动态数学模型将随着负载和机器人型位的变化而不断变化。其巨大的计算量使这种方法根本无法应用到实际中去。因此在实际应用中，我们看到最多的应用还是Pl，PD和PID控制。另一方面，人类的操作员在执行相似任务的时候，并不需要知道什么数学模型，却能够执行得很好。因此，采用一种方式模拟人类的行为而不需要大量的数计算的控制方法自然而然地被提出来，这就是所谓的智能控制。智能控制涉及到人工智能的多个领域，包括专家系统、神经元网络以及模糊控制等。除了“专家系统”之外,还可列举出其他许多聪明的智能软件系统。如:机器博突的智能软件、智能控制、智能管理、智能通信……的软件等。例如:IBM的“深蓝”系统战胜了国际象棋大师卡斯帕诺夫,就是计算机的机器智能水平的一次荣誉记录,也是聪明的人工智能软件的一个成功范例。 那何谓人工智能呢？ “人工智能”(Artificial Intelligence)简称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。人们认为“人工智能”是计算机科学技术的前沿科技领域。因此,“人工智能”与计算机软件有密切的关系。人工智能是“类人”机器人所需要的算法和技术，也就是说我们研究的主题是高级智能的本质，而不是其外在表现和辅助部件。一方面,各种人工智能应用系统都要用计算机软件去实现,另一方面,许多聪明的计算机软件也应用了人工智能的理论方法和技术。例如,专家系统软件,机器博奕软件等。但是,“人工智能”不等于“软件”,除了软件以外,还有硬件及其他自动化的通信设备。人工智
图形化编程平台Robot精简版使用手册 紫光机器人编程软件Robot精简版采用流程图模式编程。流程图由基本模块来构建，基本模块包括输出执行模块、信号输入模块、流程控制模块三部分，每一个图形模块都可以完成一定的功能，只要按逻辑连接这些模块可以很快的完成一个程序的编写，通过画流程图的方式，实现对某一特定机器人的编程。从而使机器人根据周围的环境执行相应的动作，如：前进、后退、拐弯、加速、减速等。流程图支持全局变量、简单表达式、复合条件判断、循环等。 软件采用了面向对象的程序设计方法，每种控件作为一个类对象，描述了此控件的类型、位置、连接属性、节点的设置属性等信息以及对各种属性改变的方法。利用这些方法，可以方便的对每个节点对象的属性更新和对象位置的移动等各种操作。 软件特点： ☆ 图形化编程，直观、易于学习和操作； ☆ 编辑、编译、程序下载到主控芯片的集成开发环境； ☆ 屏蔽软硬件接口部分，降低偏向于硬件的嵌入式系统开发难度； ☆ 可扩展性强。
Robot精简版软件使用说明 一、软件安装： 二、启动程序： 首先，点击“开始”→“程序”→“南京紫光教育机器人开发平台”→“Robot PC精简版本”。出现如下界面： 大约5秒钟左右，程序界面跳转，进入软件界面，如下图（在出现上图后，点击此图，可迅速进入软件界面，无需等待）。
三、新建程序： 点击“文件”→“ 新建”（如下左图）或直接点击工具栏上的“新建”图标（下右图），创建一个新程序。 界面转换进入程序编写，各区域功能如下图所示。 四、系统设置： 系统设置包括传感器设置和串口设置。串口的设置用于程序的下载，请正切选择与下载线连接的电脑串口号。
第五章机器学习 7-1 什么是学习和机器学习?为什么要研究机器学习? 按照人工智能大师西蒙的观点，学习就是系统在不断重复的工作中对本身能力的增强或者改进，使得系统在下一次执行同样任务或类似任务时，会比现在做得更好或效率更高。 机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的一门学科，是机器学习是一门研究机器获取新知识和新技能，并识别现有知识的学问。这里所说的“机器”，指的就是计算机。 现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力，至多也只有非常有限的学习能力，因而不能满足科技和生产提出的新要求。 7-2 试述机器学习系统的基本结构，并说明各部分的作用。 环境向系统的学习部分提供某些信息，学习部分利用这些信息修改知识库，以增进系统执行部分完成任务的效能，执行部分根据知识库完成任务，同时把获得的信息反馈给学习部分。 影响学习系统设计的最重要的因素是环境向系统提供的信息。更具体地说是信息的质量。 7-3 试解释机械学习的模式。机械学习有哪些重要问题需要加以研究? 机械学习是最简单的机器学习方法。机械学习就是记忆，即把新的知识存储起来，供需要时检索调用，而不需要计算和推理。是最基本的学习过程。任何学习系统都必须记住它们获取的知识。在机械学习系统中，知识的获取是以较为稳定和直接的方式进行的，不需要系统进行过多的加工。 要研究的问题： (1) 存储组织信息 只有当检索一个项目的时间比重新计算一个项目的时间短时，机械学习才有意义，检索的越
快，其意义也就越大。因此，采用适当的存储方式，使检索速度尽可能地快，是机械学习中的重要问题。 (2) 环境的稳定性与存储信息的适用性问题 机械学习基础的一个重要假定是在某一时刻存储的信息必须适用于后来的情况 (3) 存储与计算之间的权衡 如果检索一个数据比重新计算一个数据所花的时间还要多，那么机械学习就失去了意义。 7-4 试说明归纳学习的模式和学习方法。 归纳是一种从个别到一般，从部分到整体的推理行为。 归纳学习的一般模式为： 给定：观察陈述(事实)F，假定的初始归纳断言(可能为空)，及背景知识 求：归纳断言(假设)H，能重言蕴涵或弱蕴涵观察陈述，并满足背景知识。 学习方法 (1) 示例学习 它属于有师学习，是通过从环境中取得若干与某概念有关的例子，经归纳得出一般性概念的一种学习方法。示例学习就是要从这些特殊知识中归纳出适用于更大范围的一般性知识，它将覆盖所有的正例并排除所有反例。 (2) 观察发现学习 它属于无师学习，其目标是确定一个定律或理论的一般性描述，刻画观察集，指定某类对象的性质。它分为观察学习与机器发现两种，前者用于对事例进行聚类，形成概念描述，后者用于发现规律，产生定律或规则。 7-5 什么是类比学习？其推理和学习过程为何？ 类比是一种很有用和很有效的推理方法，它能清晰，简洁地描述对象间的相似性，是人类认识世界的一种重要方法。 类比推理的目的是从源域S中，选出与目标域T最近似的问题及其求解方法，解决当前问题，或者建立起目标域中已有命题间的联系，形成新知识。 类比学习就是通过类比，即通过对相似事物加以比较所进行的一种学习。 类比推理过程如下： (1) 回忆与联想
人工智能的应用 课程：人工智能 专业班级：计科11001班 学号：201003647 姓名：刘雄 报告日期： 2013-5-29
人工智能在智能机器人领域中的应用 在现代的工业制造，航空航天，交通矿业等领域，机器人越来越发挥着重要的作用。一些日本的专家预测，到2010年，只有5%的体力劳动需要由人来完成，其余大量的体力劳动要由机器人来承担。随着机器人的普及，机器人安全，规划，控制等领域也日益承受着巨大的挑战。 那何谓人工智能呢？ “人工智能”(Artificial Intelligence)简称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。人们认为“人工智能”是计算机科学技术的前沿科技领域。因此,“人工智能”与计算机软件有密切的关系。人工智能是“类人”机器人所需要的算法和技术，也就是说我们研究的主题是高级智能的本质，而不是其外在表现和辅助部件。一方面,各种人工智能应用系统都要用计算机软件去实现,另一方面,许多聪明的计算机软件也应用了人工智能的理论方法和技术。例如,专家系统软件,机器博奕软件等。但是,“人工智能”不等于“软件”,除了软件以外,还有硬件及其他自动化的通信设备。人工智能是从思维、感知、行为三层次和机器智能、智能机器两方面研究模拟、延伸与扩展人的智能的理论、方法、技术及其应用的技术学科。 例如,用计算机打印常用的报表,进行一些常规的文字处理,都是程序化的操作,谈不上有智能。但是,用计算机给人看病,进行病理诊断和药物处方,或者,用计算机给机器看病,进行故障诊断和维修处理,就需要计算机有人工智能。人工智能学科领域中有一个重要的学科分支是“专家系统”(Expert System),简称代写论文ES。就是用计算机去模拟、延伸和扩展专家的智能。基于专家的知识和经验,可以求解专业性问题的、具有人工智能的计算机应用系统。如:医疗诊断专家系统,故障诊断专家系统等。 人工智能要解决的问题主要是以下几个方面： 一、识别过程，外界输入的信息向概念逻辑信息转译，将动态静态图像、声音、语音、文字、触觉、味觉等信息转化为形式化（大脑中的信息存储形式）的概念逻辑信息。 二、智能运算过程，输入信息刺激自我学习、信息检索、逻辑判断、决策，并产生相应反应。 三、控制过程，将需要输出的反应转译为肢体运动和媒介信息。 实用机器人在第三个方面做得比较多，而识别和智能运算是很弱的，尤其是概念知识的存储形式、逻辑判断和决策这些方面更是鲜有成果，这正是人工智能要重点解决的问题。 在机器人控制中常用的智能控制方式是模糊控制。 如图1所示。
国内外智能机器人的发展及应用 吴XXXXX （常州工学院XXXXXXX 江苏常州213002） 摘要：随着人工智能和计算机的发展，符号和信息处理可以解决某些智能问题，即机器智能。其中机器人技术是一种是以自动化技术和计算机技术为主体、有机融合各种现代信息技术的系统集成和应用。本文介绍了国内外机器人的产生、背景、应用，通过各个方面的综合考虑，描述了其未来的发展。 关键词：机器人智能未来发展应用领域先进技术 1.机器人的产生背景 1.1机器人的定义 机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置或者叫自动化装置，它仍然是个机器。它有三个特点：一个是有类人的功能。比如说作业功能、感知功能、行走功能；还能完成各种动作；它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作。这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。它是人造的机器或机械电子装置，所以这个机器人仍然是个机器。 1.2机器人的产生 1947年产生了世界上第一台主从遥控的机器人，1947年以后，是计算机电子技术发展比较迅速的时期，因此各国已经开始利用当时的一些现代的技术，进行了机器人研究。在1962年美国研制成功PUMA通用示教再现型机器人，这就标志着机器人走向成熟，应该说第一台可用的机器人在1947年产生，真正意义的机器人在1962年产生。相继不久，在英国等国家，也相继研究出一些机器人。到20世纪70年代的时候，日本已经将这种示教再现型的机器人进行了工业化，已经将机器人进行了工业化，进行了批量生产，而且成功的用于了汽车工业，使机器人正式的走向应用。 目前，国际上机器人市场大概有80亿至100亿，其中工业机器人占的比重最大。2025年，整个机器人市场将达到500亿，服务机器人从原来的300多万台增加到1200多万台，特种机器人（如：排爆机器人、医疗机器人等）的呼声也越来越高。另外，微软等IT企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与机器人的研制。 2.国内外机器人发展 2.1我国机器人 在我国，机器人的真正使用到现在已经20多年，已基本实现了试验、引进到自主开发的转变，促进了我国制造业的发展。随着我国门户的逐渐开放，国内的机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击，因此，掌握国内机器人市场的实际情况，把握我国机器人与智能装备研究的相关进展，显得十分重要。我国的机器人从上世纪80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“十五”、“十一五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧
第二章知识表示方法 2-1 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么？它们有何本质上的联系及异同点? 答：状态空间法：基于解答空间的问题表示和求解方法，它是以状态和算符为基础来表示和求解问题的。一般用状态空间法来表示下述方法：从某个初始状态开始，每次加一个操作符，递增的建立起操作符的试验序列，直到达到目标状态为止。 问题规约法：已知问题的描述，通过一系列变换把此问题最终变成一个子问题集合：这些子问题的解可以直接得到，从而解决了初始问题。问题规约的实质：从目标（要解决的问题）出发逆向推理，建立子问题以及子问题的子问题，直至最后把出示问题规约为一个平凡的本原问题集合。 谓词逻辑法：采用谓词合式公式和一阶谓词算法。要解决的问题变为一个有待证明的问题，然后采用消解定理和消解反演莱证明一个新语句是从已知的正确语句导出的，从而证明这个新语句也是正确的。 语义网络法：是一种结构化表示方法，它由节点和弧线或链组成。节点用于表示物体、概念和状态，弧线用于表示节点间的关系。语义网络的解答是一个经过推理和匹配而得到的具有明确结果的新的语义网络。语义网络可用于表示多元关系，扩展后可以表示更复杂的问题 2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边，打算乘一只船从右岸渡到左岸去。该船的负载能力为两人。在任何时候，如果野人人数超过传教士人数，那么野人就会把传教士吃掉。他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去? 用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后，河对岸的状态，nC表示传教士的数目，nY表示野人的数目，由于总人数的确定的，河对岸的状态确定了，河这边的状态也即确定了。考虑到题目的限制条件，要同时保证，河两岸的传教士数目不少于野人数目，故在整个渡河的过程中，允许出现的状态为以下3种情况： 1. nC=0 2. nC=3 3. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3) 用d i(dC, dY)表示渡河过程中，对岸状态的变化，dC表示，第i次渡河后，对岸传教士数目的变化，dY表示，第i次渡河后，对岸野人数目的变化。当i为偶数时，dC,dY同时为非负数，表示船驶向对岸，i为奇数时，dC, dY同时为非正数，表示船驶回岸边。
一) 单选题，每题 2 分，共 20 题。 1. 下列有关人工智能的说法中，不正确的是（B）。 (A) 人工智能是以机器为载体的智能 (B) 人工智能是以人为载体的智能 (C) 人工智能是相对于动物的智能 (D) 人工智能也叫机器智能 2. 以下属于素养性知识的是（A）。 (A) 为人处事方面的知识 (B) 行业性知识 (C) 分析性知识 (D) 创造性知识 3. 本课程提到，人工智能皇冠上的明珠是（D）。 (A) 数据智能 (B) 读写智能 (C) 逻辑智能 (D) 语言智能 4. 根据本课程，以下哪项不属于情感分析四维模型的内容（D）。 (A) 读音知情 (B) 读脸知情 (C) 读搏知情
(D) 读书知情 5. 人工神经网络发展的第一次高潮是（C）。 (A) 1986年启动“863计划” (B) 1977年，吴文俊创立吴方法 (C) 1957年，罗森布拉特提出感知机神经元关系 (D) 1985-1986年提出误差反向传播算法 6. 人工智能在围棋方面的应用之一是AlphaGo通过（A）获得“棋感”。 (A) 视觉感知 (B) 扩大存储空间 (C) 听觉感知 (D) 提高运算速度 7. 以下哪项不属于教育信息化的三个阶段（A）。 (A) 教育创新化 (B) 教育技术化 (C) 教育智能化 (D) 教育智慧化 8. 以下不属于人工智能对当前经济社会冲击最大的四个领域的是（C）。 (A) 制造 (B) 教育
(C) 艺术 (D) 金融 9. 2013年，麻省理工学院的基础评论把（D）列为第一大技术突破。 (A) 机器学习 (B) 人工智能 (C) 智能围棋 (D) 深度学习 10. 根据本课程，过去生产一台哈雷机车需要21天，但在工业4.0时代，只需要（D）就可以把私人定制的摩托车交给客户，极大提高了生产效率，同时满足用户的个性化需求。 (A) 2天 (B) 24小时 (C) 12小时 (D) 6小时 11. 根据本课程，根据相关机构数据分析，中国制造业总体成本与美国相比（C） (A) 远远低于美国 (B) 远远高于美国 (C) 已经几乎相等同 (D) 无法判断
人工智能及其应用前景 【摘要】人工智能从诞生之日起就备受社会各界的广泛关注，经过多年发展，现在已经成为一门综合性的前沿学科。从上世纪七八十年代以来，就被誉为是具有与空间技术和能源技术同等地位的世界三大尖端技术之一，到了二十一世纪又与基因工程、纳米科学同被誉为三大尖端技术。本文主要对人工智能的概念进行解读，而后概述了人工智能的发展历程，并且探析了人工智能的应用和存在的问题，最后展望人工智能今后的发展，对于探索人工智能应用的方向具有一定的价值。 【关键词】人工智能；发展；应用；前景 Artificial intelligence and its application prospects Abstract：From the date of the birth, artificial intelligence has been widespread attentioned from all walks of life，after many years of development，it has now become a comprehensive frontier discipline. From 70s of the last century，it has been hailed as one of the world's three cutting-edge technology equal to space technology and energy technology status. In the 21st century, it is known as the three cutting-edge technology with genetic engineering and nano science. This paper first introduced the concept of the artificial intelligence，interpretation，and then summarized the development of artificial intelligence，and discussed the application of artificial intelligence and the problems，and finally looked forward to the development of artificial intelligence in the future.It has a certain value to explore the direction of the application of artificial intelligence. Keywords：Artificial intelligence；Development；Application field；Prospects 前言： 人工智能（Artificial Intelligence），简称AI，最初是在1956 年Dartmouth 学会上提出的。它是由计算机科学、控制论、神经生理学、语言学等多种学科相互渗透而发展起来的一门综合性的前沿学科。自问世以来的五十多年间已经取得了长足的进展, 由于其应用的极其广泛性及存在的巨大研究开发潜力, 吸引了越来
全球制造业正在向着自动化、集成化、智能化及绿色化方向发展，中国作为制造大国，智能机器人的应用越来越广泛。 1仓储及物流 近年来，机器人相关产品及服务在电商仓库、冷链运输、供应链配送、港口物流等多种仓储和物流场景得到快速推广和频繁应用。仓储类机器人已能够采用人工智能算法及大数据分析技术进行路径规划和任务协同，并搭载超声测距、激光传感、视觉识别等传感器完成定位及避障，最终实现数百台机器人的快速并行推进上架、拣选、补货、退货、盘点等多种任务。 2消费品加工制造 工业机器人开始呈现小型化、轻型化的发展趋势，使用成本显著下降，对部署环境的要求明显降低，更加有利于扩展应用场景和开展人机协作。目前，多个消费品行业已经开始围绕小型化、轻型化的工业机器人推进生产线改造，逐步实现加工制造全流程生命周期的自动化、智能化作业，部分领域的人机协作也取得了一定进展。 3外科手术及医疗康复 在外科手术领域，凭借先进的控制技术，机器人在力度控制和操控精度方面明显优于人
类，能够更好解决医生因疲劳而降低手术精度的问题。通过专业人员的操作，外科手术机器人已能够在骨科、胸外科、心内科、神经内科、腹腔外科、泌尿外科等专业化手术领域获得一定程度的临床应用。在医疗康复领域，日渐兴起的外骨骼机器人通过融合精密的传感及控制技术，为用户提供可穿戴的外部机械设备。 4楼宇及室内配送 不断显著增长的即时性小件物品配送需求，为催生相应专业服务机器人提供了充足的前提条件。依托地图构建、路径规划、机器视觉、模式识别等先进技术，能够提供跨楼层到户配送服务的机器人开始在各类大型商场、餐馆、宾馆、医院等场景陆续出现。目前，部分场所已开始应用能够与电梯、门禁进行通信互联的移动机器人，为场所内用户提供真正点到点的配送服务，完全替代了人工。 5智能陪伴与情感交互 以语音辨识、自然语义理解、视觉识别、情绪识别、场景认知、生理信号检测等功能为基础，机器人可以充分分析人类的面部表情和语调方式，并通过手势、表情、触摸等多种交互方式做出反馈，极大提升用户体验效果，满足用户的陪伴与交流诉求。 6复杂环境与特殊对象的专业清洁
人工智能的发展及应用 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
人工智能的发展及应用 这是个信息爆炸自动控制飞速发展的时代，而在这样的时代中，人工智能也取得了飞速的发展。成为了最前沿最热门的学科和研究方向之一。 人工智能的定义？ “人工智能”(Artificial Intelligence)一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。人工智能是指研究、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做出反应的智能机器。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机,人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。？ 人工智能理论进入21世纪,正酝酿着新的突破,人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”,并使之在越来越多的领域超越人类智能,人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。 人工智能的应用领域？ 1.在管理系统中的应用？ (1)人工智能应用于企业管理的意义主要不在于提高效率,而是用计算机实现人们非常需要做,但工业工程信息技术是靠人工却做不了或是很难做到的事情。在《谈 谈人工智能在企业管理中的应用》一文中刘玉然指出把人工智能应用于企业管理中,以 数据管理和处理为中心,围绕企业的核心业务和主导流程建立若干个主题数据库,而所有的应用系统应该围绕主题数据库来建立和运行。换句话说,就是将企业各部门的数据进 行统一集成管理,搭建人工智能的应用平台,使之成为企业管理与决策中的关键因子。？ 2.在工程领域的应用？
人工智能的发展及应用 这是个信息爆炸自动控制飞速发展的时代，而在这样的时代中，人工智能也取得了飞速的发展。成为了最前沿最热门的学科和研究方向之一。 人工智能的定义 “人工智能”(Artificial Intelligence)一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。人工智能是指研究、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做出反应的智能机器。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机,人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。 人工智能理论进入21世纪,正酝酿着新的突破,人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”,并使之在越来越多的领域超越人类智能,人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。 人工智能的应用领域 1.在管理系统中的应用 (1)人工智能应用于企业管理的意义主要不在于提高效率,而是用计算机实现人们非常需要做,但工业工程信息技术是靠人工却做不了或是很难做到的事情。在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中刘玉然指出把人工智能应用于企业管理中,以数据管理和处理为中心,围绕企业的核心业务和主导流程建立若干个主题数据库,而所有的应用系统应该围绕主题数据库来建立和运行。换句话说,就是将企业各部门的数据进行统一集成管理,搭建人工智能的应用平台,使之成为企业管理与决策中的关键因子。 2.在工程领域的应用 (1)医学专家系统是人工智能和专家系统理论和技术在医学领域的重要应用,具有极大的科研和应用价值,它可以帮助医生解决复杂的医学问题,作为医生诊断、治疗的辅助工具。事实上,早在1982年,美国匹兹堡大学的Miller就发表了著名的作为内科医生咨询的Internist 2Ⅰ内科计算机辅助诊断系统的研究成果,由此,掀起了医学智能系统开发与应用的高潮。目前,医学智能系统已通过其在医学影像方面的重要作用,从而应用于内科、骨科等多个医学领域中,并在不断发展完善中。 (2)地质勘探、石油化工等领域是人工智能的主要作用发挥领地。1978年美国斯坦福国际研究所就研发制成矿藏勘探和评价专家系统“PROSPECTOR”,该系统用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等,是工业领域的首个人工智能专家系统,其发现了一个钼矿沉积,价值超过1亿美元。 3.在技术研究中的应用 (1)在超声无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域中,目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质、形状和大小进行判断和归类;专家运用超声无损检测仪器,以其高精度的运算、控制和逻辑判断力代替大量人的体力与