智能机器人在科普中的应用

发表时间:2021/6/17   来源:《科学与技术》2021年2月第6期   作者:钟何
[导读] 科普作为先进性技术推广的关键性一环,更是不可忽略的社会教育手段,其要义是运用公众易于接受与理解的方式,
        钟何
        南宁市科技馆  广西南宁  530029
        摘 要:科普作为先进性技术推广的关键性一环,更是不可忽略的社会教育手段,其要义是运用公众易于接受与理解的方式,对科学思想、精神进行普及,运用科学模式,对有关科学技术运用实施推广。智能机器人作为将多种高科技与理念融合的一种产品,将其运用于科普教育与研究,能使国民更全面地了解到机器人的发展状况,促使机器人技术深入发展,培育出科技型专业人才。基于此,本文将主要分析智能机器人在科普中的应用。
        关键词:智能机器人;科普;应用;趋势;现状
        科技传播作为推进国家社会不断进步的力量源泉,可以促使科学从科学家科学转变成为全社会科学,让科学技术变成能够内化社会创新系统的关键性元素,其具有积极作用。将智能机器人运用于科普工作中,可以保障科普的质量与效率,提升科普的效益。
1、机器人智能化发展现状和趋势
1.1、和信息技术密切相结合
        信息技术广泛运用于传统工业与各行业的改造升级,是生产生活智能化关键。加之,信息技术飞速发展,尤其是高性能的通信网络、计算机、电子器件、软件技术、信号处理技术以及模糊识别技术等飞速发展,可以促使机器人自身的体质与智力显著提升,给机器人朝着多样化与智能化方向进化创造出优质条件,机器人技术和信息技术互动化发展较为突出。
1.2、深入研究多智能机器人的协作系统
        在机器人朝着更智能化方向发展的同时,多机器人的深入协作系统作为具有较高覆盖性技术集成性平台也在兴起。若是单一机器人所具有的智能化也可以更为聪明,那多种机器人组建出的协作型系统不但可以将个体智能精准反映出,还可以将群体智能反映出,这是对机器人更适用人类社会各项生产与生活的重要探索。
2、智能机器人在科普中的应用
2.1、科技馆内对智能机器人的要求
        与社会中、工厂中传统类别智能机器人不同的是,科技馆内智能化机器人作为展品需要更多地注重机器人的趣味性、安全性、稳定性以及交互性。
        首先,安全性。科技馆服务的重点对象为青少年与儿童,由于该群体活泼好动,风险意识欠缺,喜欢探索未知、体验互动以及放飞梦想,这就要求科技馆在给青少年与儿童带来自由、开放以及安全空间的同时,保证智能机器人运行必须足够安全,必须重视智能机器人的交互安全性与交互模式。唯有在保障安全的前提之下,才可以引导青少年与儿童进行安全与自然的交互【1】。
        其次,趣味性。运用新型交互模式与别致性展示内容可以将更多的人吸引到科技馆中,才能获得产品更好地的展示效果,这正是科技馆对展品好坏进行评价的最实用性准则,从而提升科普的力度与广泛性。
        再次,自主性。智能化机器人具有较高的自主性,在较大程度上具有自主性决策的功能。这就可以保障智能化机器人在进行科普的时候,具有较高的自主性,可以给人们提供出更具观赏性的展品。
        最后,稳定性。这种特性作为科技馆运营与评价展品好坏的关键性标准之一,要求机器人运行具有较高的稳定性,是完成日常展览目的的基础性条件。
2.2、科技馆内智能机器人的应用
    智能机器人在科技馆内的应用大体分三种。以南宁市科技馆为例,一是观看式应用。观看式应用侧重于讲解知识,一般是通过多媒体、语音介绍、说明牌来展示,内容较详细准确,属于科普最基本形式,具有学习深入性,但略显枯燥。解剖智能机器人展品就是其中一种,通过语音介绍文字说明可以知道智能机器人由多少模块组成及各模块包含部件及功能,能掌握大量关于智能机器人的知识。二是互动式应用,智能机器人展示与人对话交流,动作互动或智能功能,具有趣味性强的特点,同时引导受众思考和发散思维,使科普效果更佳,但知识点不深入,易表面化。例如玩魔方机器人,能还原观众打乱的魔方,吸引大批观众,科普范围更广,也引发观众对智能实现原理与效果的思考。三是活动式应用。通过举办各类有关智能机器人的活动比赛进行科普。该形式兼顾趣味性和教导性,样式多,方式灵活,知识覆盖全,但是资源占用多,难以大量开展。

如行走机器人活动,让观众在手工制作中和辅导员讲解中,快乐地深入地领悟到智能机器人一系列知识。一般来说,三种方式灵活运用,是保障智能机器人科普质量与效率的必然选择,也是完善科技馆科普工作的关键手段。
3、常见智能机器人种类
        现阶段,运用较为广泛的智能化机器人种类较多,依照功能能够分成舞蹈类机器人、迎宾机类器人以及功能特性展示类机器人,还有较为新颖型的交互类机器人【2】。
3.1、迎宾类机器人
        该种机器人主要包含:声音播放机器人、导游机器人。其中导游机器人一般都为轮式的机器人,运用触屏模式与观众进行交互,能播放出动画、解说词等各类多媒体,该种机器人还可以完成简单性肢体动作,例如,行走,鞠躬等。而声音播放类机器人可以运用在展厅中亦或是展馆入口处,具有逼真外形或是可爱造型,可以播放出音乐、解说词等各种音频文件,还有肢体动作性能与面部表情模仿能力,但是,不可以行走【3】。
3.2、舞蹈类机器人
          作为前些年兴起的展品的一种,大体上是仿人形机器人。例如,南宁市科技馆智能世界展厅展出的新型仿人形表演机器人--智能世界大使,他具备的多关节自由度以及丰富的面部动作和LED表情让他能够自然且流畅的模仿出人类的表情和舞蹈,同款机器人因出色表现也活跃在国内的各大庆典和展会上,以其生动风趣的舞蹈表演成为一款明星机器人。法国的Aldebaran公司中研发出一种NAO机器人已经在科普工作中受到较为广泛运用,该机器人的身高大约在57cm左右,拥有迷人和可爱的外形,但是可以完成霹雳舞、太极拳以及太空舞步等各种优美与复杂性舞蹈表演,还可以和人类开展语言的交流。NAO机器人可以灵活掌握英国、法国、德国、意大利、中国、日本六国的语言。NAO机器人具有25种自由度,其中还包含300多种的传感器,还支持用户的开放式程序设计,这为NAO机器人的多样式表演带来更多可能。【4】
3.3、功能展示类机器人
        该种机器人作为工业机器人展品,具有高速度、高精准度等特征。在科技馆内所陈列出的典型展品包含:售货类机器人、下棋类机器人、魔方类以及素描类机器人等众多种类。南宁市科技馆的售货机器人是售货类机器人,由一个多自由度的工业机械臂、智能货架系统、自动收银系统组成,具有很高的自动化程度,能够熟练而精准地完成自动下单、自动收银、抓取货物、自动售卖等一系列动作,让游客获得不一样的智能化购买体验。下棋类机器人作为在工业机器人之上开发出的受到观众广泛喜爱一类机器人,可以和多名观众开展对弈,例如,可以对弈中国象棋、跳棋以及五子棋等。系统运用机器的视觉将棋盘中具体态势进行识别,而摄像头类似机器人眼睛,能够精准“看”到棋盘上棋子类型与位置,而后把信息数据精准地传导到服务器内开展计算,而后运用机械手和观众完成对弈。其中,中国象棋还配置了著名的“齐天大圣”博弈算法,作为观众的强力对手大放异彩【5】。
        魔方类机器人能够把观众打乱魔方迅速地复原,还能够教会观众怎么解魔方。魔方机器人先通过颜色传感器获得魔方各个面的状态,然后通过算法计算出最少步数,将魔方复原。东北大学2004年设计的巧舌鹦鹉也是一款强功能展示型机器人,它可以和人进行语音对话,可以听懂人们的谈话,然后采用一问一答的形式和观众互动,当观众问到鹦鹉敏感话题时,它还会做出扭扭捏捏的害羞动作。该鹦鹉机器人外形小巧可爱,曾在沈阳科学宫展出,展出期间获得了观众的一致好评【6】。
结束语:
  综上,科普作为惠民利民的工作,若想要科普范围更广、更具全面性、更具前瞻性,就需要将智能机器人引入其中,特别是以科普为主要事业的机构单位,更应将其灵活地运用在科普工作中,积极引进开发出各种智能机器人,创办相关活动竞赛,提升科普效果与效率。
参考文献:
[1]田洪娜,王佰才,郑雪林. 智能机器人在科普中的应用[J]. 机器人技术与应用,2012(6):22-24.
[2]马亮,郭啟倩,郑蕊,等. 地震科普智能机器人可行性分析及系统功能设计[J]. 软件,2017,38(11):123-125.
[3]鸢尾. 智能机器人诞生记[J]. 学与玩,2020(7):14-19.
[4]潘峥嵘,贺秀伟. 智能机器人在科技传播中的应用[C]. //第九届海峡两岸科普论坛. 2016:1-10.
[5]全国智能机器人创新联盟[J]. 走向世界,2016(47):88-88.
[6]何建昆. 上海太敬智能机器人就业好帮手[J]. 中国科技财富,2013(5):112-113.











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