浙江大学生物系统工程-生物生产机器人-k机器人复习hz整理

附件1：
生物系统工程与食品科学学院的历史沿革
1956年，原浙江农学院农学系增设农业生产机械化专业；
1958年，原浙江大学机械系的农业设计制造专业与浙江农学院农学系的农业生产机械化专业合并成立农业机械系；
1960年，农业机械系设农业机械制造、农业生产机械化、农业电气化专业；
1970年，农业机械系分设农机设计与制造、拖拉机设计与制造专业；
1979年，农机系农机化专业恢复招生；
70年代末80年代初，原浙江农业大学宁波分校招收农业机械化专业学生（1981-1984共四届）；
1982年，农机系所属“农业机械化”、“农机设计制造”、“拖拉机设计制造”3个专业合并为农业机械专业；
1984年，增设农产品贮藏与加工专业、农业环境与建筑工程专业。

受浙江省乡镇企业管理局委托，举办乡镇企业电气化专修科、乡镇企业机械专修科。

同年，原浙江农业大学食品科学中心、园艺系加工教研组、环保系以及牧医系的相关教学、科研力量整和成立食品工程系；
1985年，农业机械专业设汽车拖拉机运用与修理专科、汽车运用与修理专科。

同年，农业机械系更名为农业工程系，食品工程系更名食品科技系；
1988年，增设农村电气化专科；
1993年，由浙江农业大学与浙江省机械厅在原农业工程系的基础上联合创办了浙江农业大学工程技术学院；
1998年，食品科技系改名为食品科学与营养系；
1998年，浙江农业大学工程技术学院更名为浙江农业大学农业工程学院；
1999年，原浙江农业大学农业工程学院、食品系合并组建了浙江大学农业工程与食品科学学院；
2002年，更名为生物系统工程与食品科学学院。

浙江大学生物系统工程专业指导性教学计划培养目标本专业培养具有生物科学、工程技术和信息技术的高级复合型人才。

从事生物生产技术与工程领域的教学、设计、管理和新技术研究、新产品开发等工作。

培养要求培养学生能够将工程原理与设计应用于生物系统中，解决与生物生产和加工相关的工程问题，改善生物生产手段和生物生长环境，控制生物生长过程和生物物料的加工过程，设计提高人们生活质量的生物系统。

学生主要学习工程技术、生物科学和信息技术等方面的基本理论和基本知识，具备在生物生产、加工工程领域内从事教学、设计、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1．掌握工程技术、生物科学和信息技术等方面的基本理论和基本知识；2．具有设计与生物生产相关的环境、装备和工程设施及生物加工过程的能力；3．具有较强的沟通能力，特别是善于与生物学家进行交流；4．了解国内外生物系统工程领域的科学前沿、发展趋势和应用前景；5．具备在生物生产技术与工程领域从事教学、设计、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。

主要课程生物系统传输过程生物传感器与测试技术生物系统模拟生物物料学自动控制理论生物系统工程原理生物系统设计技术生物生产系统机器人 3S技术与精细农业生物环境工程特色课程原版教材的课程：生物生产系统机器人生物系统工程原理双语教学的课程：生物生产系统机器人生物系统工程原理生物环境工程研究型课程：生物传感器与测试技术 3S技术与精细农业计划学制四年毕业最低学分160+4+2授予学位工学学士浙江大学生物系统工程专业课程设置一览第一学年第二学年第三学年第四学年短学期选修课程一览浙江大学食品科学与工程专业指导性教学计划培养目标本专业培养食品科学与工程学科的高级工程技术人才。

毕业生掌握现代物理、化学、生物学和食品工程技术知识，能够从事食品生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究和工程设计等方面的工作。

培养要求本专业学生主要学习物理、化学、生物学和食品工程学的基本知识，接受食品生产技术管理、科学研究与工程设计方面的基本训练，具备食品保藏加工以及资源开发等方面的综合能力。

⽣生物⽣生产机器⼈人⼼心得体会蒋昊铮 3120100277第⼀一次专业课由外国⽼老师任教，感觉⽅方式⾮非常有效。

课堂教学结合课堂当堂作业，课堂的节奏⾮非常紧凑，重要知识点均通过当堂作业得以有效的复习。

但是可能我们和⽼老师间语⾔言仍是存在⼀一些障碍，Kondo⽼老师考虑到我们的理解等因素，上课涉及的内容不是太深⼊入让⼈人觉得难以理解，课程是从更宽泛的⾓角度带我们领略了⽣生物⽣生产机器⼈人的世界。

我们通过这门课的学习，对ASABE机器⼈人竞赛需要的技能有了更全⾯面的了解。

课程中印象最深刻的是Kondo⽼老师在讲解机器视觉的时候讲到偏光与光晕等知识点的时候，他带我们下楼做了现场的⼩小实验，这个知识点其实以前也是学习过的，但是在经过那个⼩小实验之后，完全理解了这个知识点。

可能就是所谓的“实践出真知吧”。

第⼆二周Kondo⽼老师给我们上过⼀一节有关机器视觉⽤用winroof进⾏行图像处理的实验课，讲课⾮非常清晰，我们对处理的步骤都有了⾮非常熟练的掌握。

在后来的实验课上，需要⽤用matlab⽤用同样的步骤编程处理图形，按照Kondo⽼老师的思路，虽然是⾃自学，但是也学会了如何处理。

不变的是思想，最主要的也是思想，不同的⼯工具只是给赋予我们不同的⼿手段去实践。

多种⼿手段也给了我们未来以选择的机会，我们可以按照有效程度、⽅方便度、普适性以及个⼈人偏好等等⽅方⾯面选择未来处理图像的⽅方法。

除了课程中Kondo⽼老师的渊博的学术知识，他也是⼀一个⾮非常谦和、耐⼼心的⽼老师，很热⼼心地回答我们的各种问题，也⽀支持我们多多提问，可能课程中没有和Kondo⽼老师直接沟通，让我感到⾮非常遗憾。

他向我们介绍了他的祖国，让我对⽇日本，特别是京都产⽣生了⾮非常浓厚的兴趣，⾮非常希望有⼀一天可以到京都这⼀一⽚片古⽼老的⼟土地感受⼀一下那⾥里的⼈人⽂文⽓气息，欣赏美丽的樱花。

同时Kondo ⽼老师向我们介绍了京都⼤大学的历史背景与科研环境，我认为这是⼀一个学术⾃自由，尊尚学习的⼤大学环境，让我对京都⼤大学充满敬意。

生物安全——转基因生物的安全、应用与管理智慧树知到课后章节答案2023年下浙江大学浙江大学第一章测试1.1953年Crick和Watson揭示了遗传物质（）结构，极大促进了现代生物技术的发展。

答案:DNA2.截止2019年，全球四大转基因作物是（）答案:玉米大豆棉花油菜3.（）中，提出生物多样性的保护、生物资源的可持续性利用、以及基因资源既得利益的平等分享，并将生物安全列为重点内容。

答案:《生物多样性公约》4.世界上第一次正式提出转基因生物安全的会议是（）答案:Asilomar会议5.Gordon会议提出的建议有（）答案:呼吁美国卫生研究院（NIH）建立一个顾问委员会，负责重组DNA的风险评价，建立准则来指导重组DNA研究;对将动物DNA和质粒或噬菌体DNA 相连的实验要慎重考虑;在1975年召开一次国际会议，科学家共同讨论如何对待重组DNA分子可能带来的危害;暂时禁止两类实验的进行：一是关于制造新的、能自我复制的有潜在危险的质粒实验；二是将癌基因或其他动物病毒基因与质粒或其他病毒基因进行连接的实验6.转基因生物安全学的研究内容主要涉及（）答案:转基因生物释放前的风险评估;转基因生物释放后的风险监管;转基因生物安全的风险交流7.转基因生物释放前的风险评估包括（）答案:遗传安全性;环境安全性;食用安全性8.转基因生物安全的风险交流主要包括（）答案:风险管理信息的交流;风险评估科学信息的交流;风险评估和管理进程信息的交流9.生物安全，通常是指防范转基因生物技术及其产品从研究、开发、生产到实际应用的整个过程中可能出现的有关生态环境和人类健康安全的问题。

答案:对10.农业与环境社区提出的“生物安全”这一概念的主要目的是减少作物和牲畜病虫害、检疫性生物、外来入侵物种和转基因生物活体传播或传染的危害风险。

答案:错第二章测试1.基因是指含有特定遗传信息的（）分子片段，由（）种碱基组成。

答案:脱氧核糖核苷酸，42.下面关于转基因技术的说法错误的是（）答案:根据实质等同原则，通过转基因技术获得的农作物与传统非转基因作物的营养成分基本相同，其不需要进行安全评价就可以进入市场3.有关基因工程概念的理解正确的是（）答案:打破远缘杂交不育的障碍4.菠萝中有一种能把红色的番茄红素转化成黄色的β-胡萝卜素的酶，所以让果肉呈现黄色。

一、单选题1、已经在世界各地得到了推广和应用, 成为微创外科的标准诊疗器械的是哪种？A.达芬奇DVSS外科手术系统B.RAVEN 外科手术机器人系统C.RobinHeart系列微创外科手术机器人系统D.MiroSurge外科手术机器人系统正确答案：A2、下列属于战场救援机器人的是？A.WheeMe以色列B.RIBA日本C.BEAR美国D.imMan3G挪威正确答案：C3、目前在腹腔镜下难以完成, 唯有手术机器人能精准完成的手术是？A.内脏动脉瘤切除吻合术B.腹腔镜直肠恶性肿瘤手术C.复杂肝内胆管结石手术D.胃癌正确答案：A4、我国首台类人型机器人诞生于哪个大学？A.清华大学B.北京大学C.国防科技大学D.浙江大学正确答案：C5、在仿人机器人领域的卓越贡献被后人誉为”类人机器人之父”的是？A.石黑浩B.比尔盖茨C.加藤一郎D.恩格尔伯格正确答案：C6、国际人工智能学会第一届RoboCup比赛的举办地是？A.洛杉矶B.名古屋C.东京D.纽约正确答案：B7、振动陀螺仪被广泛应用于高速飞行的火箭和飞机, 提高了它们的运动稳定性，其仿生原理来自哪种动物？A.老鹰B.蜘蛛C.苍蝇D.蚂蚁正确答案：C8、世界上第一台真正意义上的仿人机器人是？A.WABOT-1B.ASIMOC.AtlasD.Flame正确答案：A9、成为众多高等院校、科研机构和相关企事业单位研究相关问题的标准科研平台的机器人是？A.ASIMO机器人B.NAO机器人C.机器人梅布尔D.BIGDOG正确答案：B10、直升飞机的仿生原理来自那种动物？A.蜻蜓B.蜜蜂C.老鹰D.苍蝇正确答案：A11、世界首款商用外骨骼机器人是？A.日本HALB.日本STlC.美国BLEEXD.美国HULC正确答案：A12、世界上第一台生物脑控制的机器人的发明者是？A.石黑浩B.凯文·沃维克C.恩格尔伯格D.加藤一郎正确答案：B13、中国脑机接口研究首次成功是在哪一年？A.2018B.2008C.2004D.2014正确答案：D14、《赛博格宣言: 二十世纪晚期的科学、技术和社会女性主义》的作者是？A.唐娜哈拉维B.哈勒斯C.维克多·斯通D.詹斯·诺曼正确答案：A15、下列赛事中由中国人发起创立的国际性机器人赛事是A.机器人足球世界杯B.国际水中机器人大赛C.机器人世界杯D.国际空中机器人大赛正确答案：B16、RoboCup中国公开赛是国内最权威、影响力最大的机器人技术大赛和学术大会，始于A.1996B.1994C.2002D.1999正确答案：D17、4D 打印所用的智能材料是通过将”形状记忆”的_________加入到传统的3D 打印复合材料中形成的.A.聚合纤维B.导电高分子材料C.还原废液D.机器人布料正确答案：A18、RoboCup国际联合会注册地是在A.日本B.美国C.奥地利D.瑞士正确答案：D二、多选题1、下列属于医疗机器人范畴的是？A.救援机器人B.康复机器人C.诊疗机器人D.手术机器人正确答案：A、B、C、D2、影响手术器械精确定位的因素包括？A.手术器械震动B.术前图像C.配准误差D.术后图像正确答案：A、B、C3、为了解决机器人失去平衡有可能跌倒的问题, ASIMO 的工程师们设计了哪些系统？A.落脚点控制系统B.力量传感器系统C.目标ZMP控制系统D.地面反作用力控制系统正确答案：A、C、D4、下列属于属于”类人机器人”的是？A.索尼AIBOB.ASIMO丰田C. QRIO索尼D.PAPERO正确答案：B、C5、在35亿年的进化过程中, 生物体进化出了灵巧的运动机构和机敏的运动模式，体现在哪些方面？A.信息处理B.结构功能C.环境适应D.能耗正确答案：A、B、C、D6、仿生信息感知的来源包括？A.嗅觉B.其他C.听觉D.视觉正确答案：A、B、C、D7、赛博格使得针对脑机接口的研究类型可大致分为？A.重新装配型B.功能更换型C.增强型D.治疗型正确答案：A、B、C、D8、外骨骼机器人根据结构的不同, 通常可分为？A.关节矫正恢复性外骨骼机器人B.下肢外骨骼机器人C.全身外骨骼机器人D.上肢外骨骼机器人正确答案：A、B、C、D9、智能材料的构成部分包括A.基体材料B.敏感材料C.驱动材料D.信息处理器正确答案：A、B、C、D10、以下属于新能源技术的是A.微型核聚变B.无线充电技术C.太阳能D.微生物技术正确答案：A、B、C、D三、判断题1、光纤束传输图像过程中, 若光纤束直径过大, 则会降低图像分辨率并缩小内窥镜检查的范围。

IntroductionN. Kondo and K. C. Ting1.1 Why Was this Monograph Written?Because most books related with robots are focus on industrial robot which is , and with considering of the complexion of bio robots, it is hard to manipulate the environment and bio-products1.2 What Is the Definition of a Bioproduction Robot?1.3 Necessity of the Bioproduction Robot1.4 Uniqueness of Bioproduction Robots1.4.1 Development of Bioproduction Robots1.4.2 Robot's Intelligence and Mind1.5 Overview of the MonographReferencesRobotics for Manipulating Biological ObjectsN. Kondo and K. C. Ting2.1 Work Objects of Bioproduction Robots2.2 Characteristics of Biological Objects2.3 Features of Bioproduction Robotics2.4 Expectations for Bioproduction Robots2.4. l Labor Saving and Substitution2.4.2 Extension of Human Capability2.4.3 New Production System with the Robot2.5 Multipurpose Robot for Bioproduction2.6 Bioproduction Robots: An Integration of Engineering,Biology, and Social Science ReferencesFundamentals and Basic Components of RobotsN. Kondo3.1 Fundamentals of Robots3.1.1 Servomechanisms3.2 Basic Components of Robots3.2.1 Manipulator 213.2.1.1 Mechanism of a Manipulator 213.2.1.2 Control of a Manipulator 223.2.1.3 Robot without a Manipulator 223.2.2 End-Effector 233.2.2.1 Mechanism of an End-Effector 233.2.2.2 Sensors for an End-Effector 233.2.3 Sensors 243.2.3.1 Sensors for a Bioproduction Robot 243.2.3.2 Classification of Sensors 243.2.3.3 Sensor Fusion 253.2.3.4 Future Robotic Sensors 253.2.4 Traveling Devices 253.2.5 Control Devices 263.2.5. 1 CPU 273.2.5.2 Memory 273.2.5.3 Peripheral Devices 283.2.5.4 Buses 283.2.6 Classification of Actuators 293.2.6.1 Electric Actuator 293.2.6.2 Hydraulic Actuator 293.2.6.3 Pneumatic Actuator 29References 30Design and Control of ManipulatorsN. Kondo4.1 Mechanism of a Manipulator 314.1.1 Cartesian Coordinate Manipulators 314.1.2 Cylindrical-Coordinate Manipulators 334.1.3 Polar-Coordinate Manipulators 334.1.4 Articulated Manipulators 354.2 Redundant Manipulators 354.3 Evaluation of Mechanism 374.3.1 Operational Space 374.3.2 Measure of Manipulability 384.3.3 Redundant Space and Posture Diversity 414.3.4 Space for Obstacle Avoidance 414.3.5 Accuracy of the Manipulator End 424.4 Manipulators for Bioproduction 434.4.1 Plant-training Systems 434.4.2 Fruit Vegetables Grown on a Vertical Plane 434.4.3 Fruit Tree Grown on a Sphere 534.4.4 Fruit Tree Grown on a Trellis Plane 544.4.5 Vegetables Grown on the Ground 554.4.6 Other Objects 554.5 Control of a Manipulator 564.5.1 2-DOF Polar Manipulator 564.5.2 2-DOF Articulated Manipulator 574.5.3 Geometric Solution of Joint Displacement for a 5-DOFArticulated Manipulator 594.5.4 Solution of Joint Angular Velocities for a 3-DOFArticulated Manipulator 604.5.5 Control of a Redundant Manipulator 61References 63Machine VisionY. Shirai, N. Kondo and T. Fujiura5.1 Image Acquisition5.1.1 Image Sensors5.1.2 TV Cameras5.1.3 Image Grabber and its Processing Device5.1.4 Luminaire5.2 Discrimination5.2.1 Method of Red-Green-Blue Signals5.2.2 Method of the Most Suitable Wavelength Band Based onSpectral Reflectance 5.3 Recognition5.3.1 Features from the Binary Image5.3.1.1 Fractal Dimension5.3.1.2 Thinning Processing5.3.1.3 Chain Coding5.3.2 Features from the Gray-Level Image5.3.2.1 Co-Occurrence Matrix5.3.3 Recognition Algorithm for a Biological Object5.4 Depth Measurement and Three-Dimensional Vision5.4.1 Depth Measurement5.4.1.1 Time of Flight5.4.1.2 Active Triangulation5.4.1.3 Stereovision5.4.1.4 Stereo Vision with Distinct Features5.4.2 Area-Based Stereo Vision5.4.2.1 Real-Time Area-Based Stereo Vision5.4.2.2 Feature-Based Stereo Vision5.4.2.3 Multistage Stereo with Matching Reliability5.4.3 Sensor Fusion5.4.3.1 Sensor-Fusion Categories5.4.3.2 Sensor Fusion for a Mobile Robot 925.4.3.3 Initial Range Data Processing 925.4.3.4 Knowledge Representation 935.4.3.5 Recognition by Sensor Fusion 935.4.4 Application to Bioproduction 955.4.4.1 Measurement of Fruit Location by BinocularStereo Vision 955.4.4.2 Three-Dimensional Vision Sensor that EmitsRed and Infrared Beams 965.4.4.3 Three-Dimensional Vision Sensor that EmitsOnly Infrared Beams 1015.4.4.4 Visual Feedback Control 1025.4.4.5 Depth Measurement by use of DifferentialObject Size 104References 1046 Sensors for Bioproduction RobotsM. Manta, N. Kondo and T. Fujiura6.1 External Sensors for Perception other than Vision 1096.1.1 Range Sensors 1096.1.1.1 Ultrasonic Sensor 1096.1.1.2 Position-Sensitive Device 1126.1.2 Proximity Sensors 1126.1.2.1 Photo sensing Type 1126.1.2.2 Pneumatic Type 1136.1.3 Tactile Sensors 1146.1.3.1 Touch Sensor 1146.1.3.2 Pressure Sensor 1156.1.3.3 Slip Sensor 1156.1.4 Ripeness Sensor for Fruit 1156.1.4.1 Photo Sensor 1156.1.4.2 Sonic Sensor 1166. 1.4.3 Gas Sensor 1166.1.5 Sensors for Robot Guidance 1176.1.5.1 Fixed Path 1176.1.5.2 Semi fixed Path 1176. 1.5.3 Free Path 1186.2 Internal Sensors for Mechanism Control6.2.1 Fixed-Position and Fixed-Angle Detection 1186.2.1.1 Micros witch 1186.2.1.2 Photoelectric Sensor 1196.2.2 Position and Angle Measurement 1206.2.2.1 Potentiometer 1206.2.2.2 Encoder 1226.2.3 Velocity and Angular Velocity Measurements6.2.3.1 Tachometer Generator6.2.3.2 Moving Magnet Velocity Sensor6.2.4 Acceleration Measurement6.2.4.1 Piezoelectric Acceleration Sensor6.2.4.2 Strain-Gauge Acceleration Sensor6.2.5 Inclination Measurement6.2.5.1 Photoelectric Inclination Sensor6.2.5.2 Electro Lytic-Liquid-Type InclinationSensor 6.2.6 Azimuth Measure1nent6.2.6.1 Gyroscope6.2.6.2 Geomagnetic SensorReferencesTraveling Devices within Bioproduction Environments M. Monta7.1 Wheel Type7.1.1 Characteristics and Mechanisms7.1.2 Applications for Bioproduction Environments 7.2 Rail Type7.2.1 Characteristics and Mechanisms7.2.2 Applications for Bioproduction Environments7.3 Crawler Type7.3.1 Characteristics and Mechanisms7.3.2 Applications for Bioproduction Environments7.4 Gantry System7.4.1 Characteristics and Mechanisms7.4.2 Types and Structure of Gantries7.4.2.1 Wide-Span Vehicle.7.4.2.2 Rail-Type Gantry7.5 Legged Robot7.5.1 Characteristics and Mechanisms7.5.2 Applications for Bioproduction Environments ReferencesRobots IntelligenceH. Murase, Y. Shirai and K.C. Ting8.1 Knowledge-Based Decision Support8.1.1 Heuristic Reasoning8.1.1.1Knowledge Representation8.1.1.2 Building a Knowledge Base8.1.1.3 Inference Engine8.1.1.4 Reasoning under Uncertainty 15 J8.1.1.5 Evaluation of Expert Systems 1518.1.2 In Relation to Bioproduction Robots 1528.2 Fuzzy Control for Dealing with Uncertainty 1528.2.1 Basic Fuzzy Theory 1538.2.2 Methods of Fuzzy Inference 1558.2.3 Expert System with Fuzzy Production Rules 1568.3 Artificial Neural-Network Applications for Robotics Systems 1598.3.1 Artificial Neural Networks 1608.3.2 Neural-Network Architectures 1628.3.2.1 Perceptron 1628.3.2.2 Hopfield Network 1638.3.2.3 Back-Error Propagation 1648.3.3 Kalman Filter Leaming 1658.3.4 Robot Control 169ReferencesRobots in Bioproduction within Controlled EnvironmentsN. Kondo, T. Fujiura, K.C. Ting, T. Okamoto and M. Monta9 .1 Micropropagation Robot9.1.1 Automation in Tissue Cultures9 .1.2 Process of Biotechnology9 .1.3 Plant Tissue Culture Proliferation Robot9. 1 .4 Orchid Protocorm Transplanting Robot9.1.5 Culture Seedling Proliferation-Transplanting Robot9 .2 Grafting Robot9.3 Cutting-Sticking Robot9.3. l Phytological Characteristics9.3.2 Robotic Cutting-Sticking System9.3.3 Cutting-Providing System9.3.4 Visual Sensor9.3.5 Leaf-Removing Device and Planting Device9.3.5.1 Leaf-Removing Device9.3.5.2 Planting Device9.4 Transplanting Robot9.4. l Work Object9.4.2 Equipment9.4.2.1 Plug Container9 .4.2.2 Conveyer Belts9.4.2.3 Robot9.4.2.4 End-Effector9.4.2.5 Sensing Devices9.4.2.6 Host Computer9.4.3 Operations9.4.4 Performance Indicators9.4.4.1 Workability and Productivity9.4.4.2 Plug Quality Preservationand Quantity Conservation9.4.4.3 Reliability, Complexity, and Safety9.4.4.4 Cost Effectiveness9.4.5 Example Cases9.5 Harvesting Robots in Greenhouses9.5.1 Tomato-Harvesting Robot9.5.1.1 Phytological Characteristics9.5.1.2 Manipulator9.5.1.3 End-Effector9.5.1.4 Sensor9.5.1.5 Traveling Device9.5.2 Cherry-Tomato-Harvesting Robot9.5.2.1 Physiological Characteristics9.5.2.2 Polar-Coordinate Robot9.5.2.3 Cherry-Tomato-Harvesting Robotas a Multi-operation Robot 9.5.3 Strawberry-Harvesting Robot9.5.3.1 Physiological Characteristics9.5.3.2 Manipulator9.5.3.3 End-Effector9.5.4 Cucumber-Harvesting Robot9.5.4.1 Physiological Characteristics9.5.4.2 Manipulator9.5.4.3 End-Effector9.5.4.4 Visual Sensor9.5.5 Mushroom-Harvesting Robot9.5.5.1 Physical Properties9.5.5.2 Manipulator9.5.5.3 End-Effector9.5.5.4 Visual Sensor9.6 Vegetable-Production Robots in Plant Factories9.7 Milking Robot9.8 Wool-Harvesting RobotReferencesRobots in Bioproduction in Open FieldsN. Kondo, T Fujiura, M. Monta and F. Sevila10 .1 Harvesting Robots10.1.1 Grape-Harvesting Robot in JapanI 0.1.1.1 Phytological Characteristics10.1.1.2 Manipulator10.1.1.3 End-Effector 23210. 1.1.4 Visual Sensor 23410.1 .1.5 Traveling Device 23410.1.2 Orange-Harvesting Robot in Japan 23510.1 .2.l Summer-Orange-Harvesting Robot 23510.1.2.2 Mandarin-Orange-Harvesting Robot 23610.1.3 Orange-Harvesting Robot in the U.S.A. 23710.1.4 Apple-Harvesting Robot in Korea 23810.1.5 Harvesting Robots for Apples, Oranges, and Grapesin Europe 241 10.1 .5.1 Fruit Detection in Complex Environment 24110.1.5.2 Modeling of Biological Objects 24310.1 .5.3 Interactive Operations between Sensorsand Actuators 245 10.1.5.4 Design of Manipulators for Bioproduction 24610.1.5.5 Traveling device 24710.1.5.6 Multi-sensing Mountings on Robots 24910.1 .5.7 Artificial Intelligence Implementations 25110.1.5.8 Plant Adaptation to Robots 25110.1.6 Watermelon-Harvesting Robot 25110.1.6.1 Manipulator 25210.1.6.2 End-Effector 25210.1.6.3 Visual Sensor 25310.1.6.4 Traveling Device 25410.1.7 Melon-Harvesting Robot 25410.1.8 Other Harvesting Robots 25410.1.8.1 Selective Harvesting Robot for Cabbage 25410.1.8.2 Autonomous Hay Harvester 25710.2 Robotic Tractors 25710.2.1 Geomagnetic Heading Sensor 25710.2.2 Photoelectric Sensor System 258I 0.2.3 Machine-Vision System 25810.2.4 Steering Control Method 25910.2.4.1 Path Planning 25910.2.4.2 Steering Controller 25910.3 Plant-Protection Robots 25910.3.1 Spraying Robot 25910.3.2 Fertilizing Robot 26010.3.3 Weeding Robot 26210.3.3.1 Weedi11g between Plants 26210.3.3.2 Weed Detection in a Lawn Field 26210.4 Multipurpose Robot for Grape Production 26310.4.1 Berry-Thinning End-Effector 26310.4.2 Bagging End-Effector 26410.4.3 Spraying End-Effector 26510.5 Multipurpose Robot for Vegetable Production10.5. I Leafy Vegetable Transplanting10.5.2 Weed Control10.5.3 Harvesting of Leafy VegetablesReferencesRobots in the Food IndustryK.C. Ting11.1 Introduction11.2 Soft-Fruit Packing11.3 Egg Candling11.4 Prawn Handling11.5 Meat Processing11 .5 .1 Breakup of Pork Carcasses11 .5.2 deboning of Beef Forequarters11 .5 .3 Handling of Poultry Products11.6 Filled-Pie Production11.7 Food Packaging11.8 Secondary Packaging and Palletizing11 .9 Meal-Ready-to-Eat Pouch Inspection11 .10 Institutional Food Service11.11 Environmental Chamber Moisture Absorbency Testing ReferencesRobots in the Food IndustryK.C. Ting11. l Introduction11.2 Soft-Fruit Packing11.3 Egg Candling11.4 Prawn Handling11.5 Meat Processing11 .5 .1 Breakup of Pork Carcasses11 .5.2 deboning of Beef Forequarters11 .5 .3 Handling of Poultry Products11.6 Filled-Pie Production11.7 Food Packaging11.8 Secondary Packaging and Palletizing11 .9 Meal-Ready-to-Eat Pouch Inspection11 .10 Institutional Food Service11.11 Environmental Chamber Moisture Absorbency Testing ReferencesSystem Analysis, Integration, and Economic FeasibilityK.C. Ting12. l Introduction12.2 Systems Analysis12.2.1 Fundamentals12.2.1.1 Define the System and Its Objective12.2.1.2 Identify Descriptors of the System12.2.1.3 Establish the Relationships among the Descriptors12.2. 1.4 Designate System Performance Indicators12.2.1.5 Develop a Model to Represent the System12.2.1 .6 Verify and Validate the Model12.2. 1. 7 Perform Simulation with the Model12.2. 1.8 Draw Conclusions about the System12.2.2 Application Example12.2.2. l Work cell Layout and AdvancementPattern12.2.2.2 Linear Speed of Robot Wrist12.2.2.3 Probabilistic Factors12.3 Engineering Economics12.3.1 Fundamentals12.3.2 Application Example 30612.3.3 Feasibility Analysis 30712.3.4 Parametric Analysis 30712.4 Systems Integration 31012.4.1 Meal-Ready-to-Eat Pouch Inspection Work cell 31012.4.2 Robotic Work cell for Quality Sorting of Somatic Embryos 312 References 3 19Index 321。

系统设计知识点整理第一章生物生态工程技术原理生态学是研究环境与生物相互关系的一门科学。

针对研究的对象不同，生态学可分为个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学。

但无论其层次水平如何不同，都是为了研究生物与环境之间的相互关系，或者是如何从系统化的角度来研究生物与环境物流、能流及相互之间关系的一门学科。

生态学研究的对象和内容生态学源于生物学，属宏观生物学范畴，但现代生态学向微观和宏观两个方向发展，一方面在分子、细胞等微观水平上探讨生物与环境之间的相互关系；另一方面在个体、种群、群落、生态系统等宏观层次上探讨生物与环境之间的相互关系。

现在生态学研究对象和内容可从以下几个方面来理解:（一）生态学是研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物学分支学科1．如按现代生物学的组织层次来划分，生态学的研究对象为：基因、细胞、器官、有机体种群、群落、生态系统等，研究它们与环境之间的相互关系。

2．如按生物类群来划分，生态学的研究对象为：植物、微生物、昆虫、鱼类、鸟类、兽类等单一的生物类群，研究它们与环境之间的相互关系。

（二）生态学尽管向宏观和微观两个方向发展，但其研究中心为种群、群落和生态系统，属宏观生物学范畴。

*（三）生态学研究的重点在于生态系统和生物圈中各组分之间的相互作用系统的概念(system)1.定义系统论的创始人是奥地利的贝塔朗菲，系统是由相互作用和相互依赖的若干个组成部分结合而成的、具有特定功能的整体。

系统必须具备的三个条件：由二个以上的组分组成；组分之间有密切的联系；以整体方式完成一定的功能。

2.系统的结构特点系统都有边界。

系统具有层次性；即系统由若干个子系统组成，系统本身也是更大系统的子系统。

构成系统的组分间有一定的量比关系。

系统的组分在空间上有一定的排列位置关系。

美国著名的生态学家E.P.Odum给生态系统下的定义是：所谓生态系统，是指生物群落与生存环境之间，以及生物群落内生物之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间，具有一定结构，执行一定功能的动态平衡体。

1．生物生产机器人的组成和性能与工业机器人相比有什么不同？答：首先，生物体的属性是各种各样且多变的，因而生物生产机器人在处理生物体时必须是灵活的、多功能的，在大多数情况下，当末端执行器与生物体相接触时柔性处理是必要的。

第二，在识别周围环境时常希望机器人具有一定程度的智能。

第三，机器人常要在非结构化的、苛刻的和变化的环境下作业。

第四，除了那些传统机器人所具备的安全装置之外，当生物生产机器人与操作人员一起作业时可能还需要一些特殊的安全装置。

最后，为使机器人能获得潜在的使用者的认可，它的操作界面必须简单，且货币投资要有成本效益。

2．比较北美、东亚和欧洲的生物生产系统的不同特点及对生物生产机器人的要求？答：在北美（美国和加拿大），常是只有很少农民的大型农场及用于大块田地的大型机械。

当机器人引入大型系统时，通过各种全球定位系统进行控制会很有效。

在这种系统中，由于是大型的单一作物区域，一个农场主所需的机器人数量比较少。

在东亚，主要是小规模的生物生产系统和有许多农民的密集型农业，在他们的生产系统中，优质产品是在较小区域里耗费大量的劳力、精力和时间获得的。

东亚的褶皱地型形成了各种小平原、丘陵、流域、小山、温室和植物工厂，还有在这些区域的各种各样的环境条件。

为了获得较高的产量和质量，必须在适宜的季节和区域种植适宜的生物种类。

在一个含多种种植地型的生产系统，需要一个单操作器多机器人(one-operator-several-robots)系统。

欧洲的情况在东亚和北美之间。

3．生物生产机器人开发的三大推动力是什么?答：(1) 工程理论和技术，包括机械学、电子学、机器视觉、模糊控制、人工智能、神经网络等；(2) 生物科学，包括因为植物学、动物学、食品科学、生物原料加工过程等；(3) 社会科学，如经济学、管理学、市场学和公共接受程度。

4．机器人主要由几部分组成，对每部分进行简要介绍?答：机器人主要由机械手、末端执行器、传感器、移动装置、控制装置和执行机构组成。