第四单元 赋予机器人“智慧”VIP免费

第四单元赋予机器人“智慧”学习目标：1、掌握算法的基本概念、基本特征。2、理解算法来源于生活的道理。3、学会并掌握用流程图表示算法。4、认识程序的三种基本结构（顺序结构、循环结构、选择结构）。5、学会编写简单程序。6、认识诺宝RC软件操作平台。在上一章中，我们已经系统地学习了有关机器人的结构组成和工作原理。现在我们知道，利用传感器，机器人就有了感知能力；有了移动机构，机器人就有了行动能力。有的同学会踢足球，踢球的时候，一定是眼睛先看到球（感知能力），然后跑过去踢（行动能力）。是什么原因让你跑过去的？又是什么原因让你知道应该把球传给同伴，还是把球射进门里的呢？你一定会说是大脑告诉我的。没错，在感知到一个信息后，在做出行动之前，肯定有一个中间环节。这个环节的作用就是分析、判断、决策。最终结果就是你跑过去把球踢向某一个方向。而分析、判断、决策，就是我们在这本书第一章中提到的“智能”。如果要机器人也像你一样，那机器人也就拥有了智能。机器人的智能是怎么来的呢？又是怎样思考和行动的呢？4．1机器人智慧的来源----计算机程序同学们都知道，你能听懂老师的讲课，是因为老师使用了你能听得懂的语言；同样，要让机器人听懂你的命令，赋予机器人智慧，就需要有专门的机器人能听懂的语言----机器人控制程序，它就是人和机器人交流信息的工具。机器人是计算机和自动机械的结合，而机器人智能的基础就是人们所赋予它的控制程序。例如，用机器人代替人进行工作时，必须预先对机器人发出指示，规定机器人动作的具体内容，这个过程就称为对机器人的计算机编程。对机器人的计算机编程，就是想让机器人实现人们所期望的动作。2005年7月26日，美国“发现号”航天飞机在升空过程中，有一块隔热陶瓷片从机体上脱落，这一重大安全隐患立刻引起了科学家们的高度警惕，27日，他们就使用安装在航天飞机末端15米长的机器人手臂，对航天飞机的机翼和前舱进行彻底检查，以确定“发现号”是否有损坏。很显然，这样的一项工作，就是科学家们预先对机器人进行计算编程，然后靠机器人来完成。下面就和同学们一起来学习机器人控制程序编程，相信你们各个都会成为优秀的机器人设计师。4．2计算机程序的核心----算法4．2．1什么是算法在学习机器人控制程序编程之前，我们先了解一下一个完整的计算机程序构成，它包括两方面内容：1、数据2、操作步骤，也就是算法。数据是算法的基本元素，算法是编写程序的核心，缺一不可。其实，我们在日常生活中，无论大事小事，都会常常用到“数据”和“算法”这两个概念。就拿小学三年级数学中的一道应用问题举个例吧：一架飞机每分钟飞行20千米，问每小时飞行多少米？在这道应用问题中，20千米和每小时是（数据），根据问题我们列出的乘法算式（20千米*60）就是算法，得数1200千米（算法结果）。这道应用问题我们采用了乘法算法，若我们采用加法（20千米+20千米+20千米＋．．．．．．）加60次，也可以得出1200千米的结果。但显然加法的算法不好。如用减法或除法那就是错误的算法了。根据这个例子，我们不难看出，算法是程序的灵魂与核心，一个算法的优劣就决定着程序的好坏及是否正确。算法除数学中有，生活中更多，它就在我们身边。例如，今天的晚餐要做一盘红烧肉。第一步，要确定的就是做菜的各种原料（数据），需要什么部位的猪肉、什么样的姜葱（数据类型），一斤还是半斤猪肉、多少姜葱（数据变量）？准备好这些数据之后，第二步，就可以按照菜谱（算法），完成一道菜的制作（运行程序），最后一盘可口美味的红烧肉就展现在你的面前（程序运行结果）。根据这个例子，我们能看得出来，在做任何事情时都有一定的步骤，这就是算法。再例如，你想过马路，首先要看是否有人行横道线，然后再看红绿灯是否为绿灯，看到绿灯后才能通行。你要买MP3，先要选好产品，然后交钱，取货等等，举不胜举。实际上，在日常生活中，由于已养成习惯，所以人们并不意识到每件事情都需要事先设计出“行动步骤”，但意识不到，并不说明没有。例如吃饭、上学、打球、做作业等，事实上都是按照一定的规律（算法）进行的，只是人们没有考虑它...