乐趣搭建：EV3机器人玩转LEGO

机器人是一个听起来非常迷人的东西。很多机器人出现在科幻小说、科幻电影之中，因此人们对机器人充满了幻想。也许正是出于这种幻想，才给了人们充分的想象和创造空间。现在我们有机会自己动手，发挥想象力创造出我们自己特有的机器人。在这一过程之中，学习机器人相关的知识技能，完成这一段非常美妙的机器人之旅。

历史

1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔•恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。

1939年美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro（图1-1）。它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。

1954年美国人乔治•德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人（图1-2），并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。

图1-1 家用机器人Elektro

1959年德沃尔与约瑟夫•英格伯格联手制造出第一台工业机器人（图1-3）。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。

1962年美国AMF公司生产出“VERSTRAN”（图1-4），与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。

图1-2 第一台可编程机器人

图1-3 第一台工业机器人

图1-4 机器人VERSTRAN

1962—1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器。

1965年约翰•霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声呐系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。

1968年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey（图1-5）。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木，不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。

1969年日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长，后来更进一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。

图1-5 机器人Shakey

1973年世界上第一次出现了机器人和小型计算机携手合作，诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。

1978年美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。

1984年英格伯格再推机器人Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年，他还预言：“我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全”。

1998年丹麦乐高公司推出机器人M（ind-storms）套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。

1999年日本索尼公司推出犬型机器人（图1-6），当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的途径之一。

2002年美国iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba（图1-7），它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。

图1-6 犬型机器人

图1-7 吸尘器机器人Roomba(www.xing528.com)

2006年6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔•盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。

知识

1.智能机器人

智能机器人之所以称为智能机器人，这是因为它有相当发达的“大脑”。在脑中起作用的是中央处理器，这种机器人跟操作它的人有直接的联系。最主要的是，这样的机器人可以进行按目的安排的动作。正因为这样，我们才说这种机器人才是真正的机器人，尽管它们的外表可能有所不同。

2.LEGO机器人

乐高公司创办于丹麦，至今已有80年的发展历史，追本溯源，还得从它的金字招牌LEGO说起。商标“LEGO”的使用是从1934年开始，其语来自丹麦语“LEg GOdt”，意为“play well”，并且该名字首先迅速成为乐高公司在Billund地区玩具工厂生产的优质玩具的代名词。

3.LEGO EV3机器人

新一代的LEGO头脑风暴系列的主控——EV3。EV3最大特点是无须使用计算机就可进行编程：EV3配备了一块"智能砖头"，用户可以使用它来对自己的机器人编辑各种指令。它的按钮可以发光，根据光的颜色可看出EV3的状态。更高分辨率的黑白显示器，内置扬声器，USB端口，一个迷你SD读卡器，四个输入端口和四个输出端口。支持USB2.0、蓝牙、Wi-Fi与电脑通信。还有一个编程接口用于编程和数据日志上传和下载。兼容于移动设备，由AA电池或EV3充电直流电池供电。

小知识

EV3只是LEGO众多智能机器人套装中的一种，在此之前还有RCX和NXT机器人套装等。

展示

1.生产生活中的机器人（图1-8）

图1-8 生产生活中的机器人

2.科幻电影中的机器人（图1-9）

图1-9 科幻电影中的机器人

3.动画卡通中的机器人（图1-10）

图1-10 动画卡通中的机器人

4.LEGO积木中的机器人（图1-11）

图1-11 LEGO积木中的机器人

回顾

开动脑筋，解决以下问题，完成本课任务：

1.我们身边有哪些常见的机器人？

2.LEGO常见的智能机器人套装都有哪些？

拓展

在我们的生活中存在着各式各样的机器人，请你借鉴生活中已有的各式机器人，绘制出属于你的那一个。