Robots: Crash Course Computer Science #37

CrashCourse

29 Nov 201712:26

Summary

TLDR在CrashCourse计算机科学系列视频中，Carrie Anne带领观众深入了解机器人的世界。视频首先打破人们对机器人的传统印象，强调机器人技术已广泛应用于工业和日常生活中。机器人被定义为由计算机控制、能够自动执行一系列动作的机器，它们可以是工业机械臂、无人机或蛇形医疗机器人等多种形式。视频追溯了“机器人”一词的起源，探讨了自动机械的历史，如18世纪的自动机械鸭和“土耳其机械人”等。随后，介绍了20世纪40年代末计算机控制机器的出现，以及第一个商业化的工业机器人Unimate。视频还详细解释了机器人控制循环，特别是比例-积分-微分控制器（PID控制器）的工作原理，展示了它们在现实世界中的应用，如汽车巡航控制和无人机平衡。此外，视频讨论了机器人在执行复杂任务时面临的挑战，如走路、开门和抓取物体，以及人工智能如何帮助解决这些问题。最后，视频探讨了机器人在军事领域的应用，包括自主武器的伦理问题，以及艾萨克·阿西莫夫提出的“机器人三定律”对机器人行为的道德指导。视频以对机器人技术的双重性质的思考作为结尾，鼓励人们反思技术的责任，用我们的创造力改善世界。

Takeaways

🤖 机器人已经存在于我们的工作场所，帮助我们更高效地完成任务。
🏭 机器人的定义是能够自动执行一系列动作的机器，这些动作由计算机控制。
📚 “机器人”一词最早源自1920年捷克的一部戏剧，意指人工的、类似人类的人物。
🔍 古代的自动机械装置，如自动动物和人形形象，被称为自动机械。
🚀 1940年代末，由计算机控制的第一批机器出现，这些计算机数值控制（CNC）机器可以运行程序。
🤹‍♂️ 第一个商业部署的可编程工业机器人是Unimate，它在1960年被卖给了通用汽车公司。
🔄 简单的控制回路可以通过负反馈回路实现，其中包括传感器、控制器和执行器。
🚦 PID控制器是一种广泛使用的控制回路反馈机制，它计算比例、积分和微分值来控制机器人。
🤖 高级机器人通常需要多个控制回路并行运行，协同管理机器人的平衡和肢体位置等。
🧵 机器人研究中的活跃领域包括行走、开门、抓取物体、穿衣或抚摸动物等对人类来说简单的任务。
🚗 自动驾驶汽车是近年来最显著的机器人技术突破之一，它们依赖于计算机视觉算法来感知环境。
🤖 人形机器人和自主武装机器人是机器人学中引人入胜的目标，但目前这些目标仍然遥不可及。
🚨 具有致命能力的自主武器，即能够夺走人命的机器人，是一个复杂且棘手的问题。
⚖️ 艾萨克·阿西莫夫提出的“机器人三定律”旨在为机器人提供道德指南，尽管在实际应用中存在局限。

Q & A

机器人通常被定义为什么类型的机器？
-机器人通常被定义为能够自动执行一系列动作的机器，这些动作由计算机控制引导。
机器人一词最早是在哪个世纪的捷克戏剧中使用的？
-机器人一词最早是在20世纪20年代的捷克戏剧中使用的。
在封建时期的欧洲，'robota'这个词语指的是什么？
-在封建时期的欧洲，'robota'这个词语指的是强制劳动者，即在封建制度下被迫服役的农民。
计算机控制的机器最早出现在哪个年代？
-计算机控制的机器最早出现在20世纪40年代晚期。
第一个商业部署的可编程工业机器人被称为什么？
-第一个商业部署的可编程工业机器人被称为Unimate，它在1960年被卖给了通用汽车公司。
简单控制循环通常包括哪些关键部分？
-简单控制循环通常包括一个传感器、一个控制器以及通过泵、电机、加热元件等物理执行器对世界产生作用的系统。
什么是PID控制器？
-PID控制器是一种比例-积分-微分控制器，它通过计算比例值、积分值和微分值来调整系统的输出，以维持期望的速度或位置。
机器人在执行任务时，高级软件负责哪些功能？
-高级软件负责规划和执行机器人的动作，如绕过感知到的障碍物或将物理任务（如拿起球）分解成简单的连续动作。
为什么对于人类来说很简单的任务，对于机器人来说却非常困难？
-这是因为这些任务通常需要复杂的感知、决策和精细的运动控制能力，而机器人在模拟人类的这些能力方面还存在技术挑战。
自主驾驶汽车在导航时主要依赖哪些技术？
-自主驾驶汽车在导航时主要依赖于接近传感器和计算机视觉算法，这些算法能够识别车道、读取标志并预测和导航交通、行人和自行车等障碍物。
为什么机器人在军事上的应用引起了广泛的争议？
-机器人在军事上的应用引起争议是因为它们能够执行包括致命行动在内的任务，这涉及到伦理、法律和安全等复杂问题，特别是在没有人类直接控制的情况下。
艾萨克·阿西莫夫提出的“机器人三定律”是什么？
-艾萨克·阿西莫夫提出的“机器人三定律”是一套虚构的道德准则，旨在指导机器人不造成伤害，特别是对人类。后来他还增加了一个零定律，强调机器人必须保护人类的整体利益。