8月6日，由童程童美智能機(jī)器人編程教研總監(jiān)孫善明老師為大家分享了《機(jī)器人物聯(lián)網(wǎng)的工作原理》。這是第二屆中國少兒編程節(jié)的第五期大咖講座，孫老師從機(jī)器人的定義和概念入手，深入淺出地介紹了機(jī)器人、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理以及它們之間的關(guān)系，幫助大家對(duì)人工智能這一領(lǐng)域有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，讓家長(zhǎng)和學(xué)員們受益良多。

孫善明老師在直播間

★ 講座精華 ★

① 機(jī)器人的定義、分類、組成

② 傳感器原理

③ 執(zhí)行器件(電機(jī))原理

④ 控制系統(tǒng)原理

⑤ 物聯(lián)網(wǎng)概念、常見物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工作原理

看完講座精華概要，相信您一定對(duì)本次講座的內(nèi)容非常期待了，下面就為您奉上講座的完整版視頻，請(qǐng)點(diǎn)擊觀看

下面是本次講座的精華提煉，希望能通過細(xì)致的文字，幫助大家起到溫故知新的作用。

機(jī)器人的定義、分類、組成

機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，具有感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力。具體如何理解呢？以人類舉例來說，當(dāng)嬰兒看到奶瓶后會(huì)流口水，這是由于奶瓶會(huì)向人的眼睛發(fā)射光信號(hào)，再傳遞到大腦，隨后大腦控制唾液腺分泌口水，這就生物是感知功能。其中，眼睛是感覺器官，大腦是決策中心，唾液腺是執(zhí)行器官。

同理，如果一臺(tái)機(jī)器也具備這樣的三個(gè)“器官”，并且配合彼此實(shí)現(xiàn)類似的感知功能，就可以稱之為機(jī)器人，而對(duì)應(yīng)的三個(gè)“器官”分別為傳感器、智能芯片、執(zhí)行器件。

如果說人類是由軀體和思想組成的，那么機(jī)器人則是由軀體和程序(也就是我們說的編程)構(gòu)成的，傳感器、智能芯片、執(zhí)行器件是機(jī)器人的硬件，程序是機(jī)器人的軟件。

機(jī)器人可以從用途上分為工業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、教育機(jī)器人等。

傳感器原理

傳感器就是將日常信號(hào)(溫度、壓力、距離、光線強(qiáng)度等)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再交由智能芯片處理。下圖為較常見的傳感器：

下面以最簡(jiǎn)單的溫度傳感器舉例，讓大家更好的理解傳感器的工作原理。

溫度傳感器的本質(zhì)是利用不同金屬的熱膨脹系數(shù)不同，熱脹冷縮。當(dāng)室溫升高，金屬片由于受熱變彎曲，接通電源，則冰箱開始制冷。

執(zhí)行器件原理

關(guān)于執(zhí)行器件原理，就要從丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)說起。他在做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，通電導(dǎo)線中可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)又與小磁針相互作用，同性相斥、異性相吸。

理解了這一點(diǎn)后，我們就能弄清楚電動(dòng)機(jī)的原理了。電動(dòng)機(jī)的通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，與固定磁鐵的磁場(chǎng)相互作用，進(jìn)而推動(dòng)線圈繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以電機(jī)只要通電就會(huì)一直轉(zhuǎn)下去。

智能芯片原理

CPU、GPU、NPU……智能芯片也分為很多種，但它們都是由很多開關(guān)組成的，我們可以把開關(guān)理解為水龍頭，當(dāng)打開水龍頭，就會(huì)有水流和水壓通過;同理，當(dāng)打開晶體管開關(guān)時(shí)，就會(huì)有電流和電壓。

芯片是由眾多晶體管開關(guān)組成的，輸入二進(jìn)制電信號(hào)，就能經(jīng)過這些開關(guān)的處理，而開關(guān)處理電信號(hào)的過程就是機(jī)器人思考的過程。

物聯(lián)網(wǎng)概念及應(yīng)用

從互聯(lián)網(wǎng)到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，再到冰箱、彩電等智能家居的接入，我們稱之為物聯(lián)網(wǎng)。

以智能家居為例，想要達(dá)到“室內(nèi)溫度大于25度后，當(dāng)人進(jìn)入房間時(shí)，空調(diào)自動(dòng)制冷”這一目的，具體工作原理是什么呢？

這句話中有兩個(gè)條件，一是溫度、二是人進(jìn)入房間，所以對(duì)應(yīng)的需要溫度傳感器接收溫度信號(hào)，紅外傳感器接收紅外信號(hào)感知是否是人類，然后傳遞給芯片用程序處理，之后控制電機(jī)開始制冷。

生活中，物聯(lián)網(wǎng)影響著我們生活的方方面面(如下圖所示)，而學(xué)習(xí)機(jī)器人編程能幫我們更好的看透智能世界。

★ 大咖講座在繼續(xù) ★

以上精彩內(nèi)容，便是由童程童美智能機(jī)器人編程教研總監(jiān)孫善明老師為大家?guī)淼牡谖迤诖罂еv座《機(jī)器人物聯(lián)網(wǎng)的工作原理》，很多家長(zhǎng)在看完之后表示受益匪淺。