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第30章 信息技术(12)

1984年,美国康涅狄格州的哈特福德市对一座旧式大楼进行改造。有关部门对这座大楼的空调、电梯、照明以及防盗等设备都采用了计算机进行监控,并且为客户开设了语音通信、文字处理、电子函件和资料检索等各种信息服务。这幢大楼后来被公认为是世界上第一座智能建筑。1985年,日本也建造了日本电话电报智能大楼。中国的第一座智能大楼,是位于广州的广东国际大厦。此后,智能建筑在世界各国得到全面发展。

无论是哪一种概念下的智能大楼,它一般具有最明显的两大特点:

节能特点。智能大楼在空调系统中采用了界值控制、最佳启停控制、设定值自动控制和多种节能优化控制措施,每个房间都安装了有电子感应器和微型处理机,可以自动调节温度、光线、室内冷暖气和通风等,通常能比一般建筑节省30%以上的能源。

弹性特点。智能大楼的设计思想,既可以反映出有关公司的经营方针、策略,又可以照顾到员工的需要。首先是建筑内部的“弹性”化,办公室的大小、家具的形状和位置等,均可根据人们的要求进行变化。其次是人员安排和使用的机动化,职员不受办公桌、办公室、职位的束缚。

英国的一家智能建筑设计公司为客户设计的一幢建筑物,便是以“工作单位”为本,放弃传统的独立岗位:当经常外出的职员返回公司时,既可以选择某个电脑终端机来清理电子函件,也可以使用某个舒适的办公桌撰写工作报告,或者准备一个会议室作开会用;而公司的管理人员则可以在某一工作点上,管理不同地区工作点的运作。可见,这种现代化的智能大楼,既最大限度地发挥了员工的潜在能力,又为管理阶层节省了不少人力和物力。据统计,到1995年,美国已拥有上万座智能建筑。到21世纪初,日本有65%的建筑物实现了智能化。

欧洲将是最先实现数字化的地方吗

数字化城市建筑是指在现有电话线基础上建立起来的整栋建筑的计算机网络,这个网络可与其他建筑如图书馆资料中心,数据库联网。人们可以通过电脑获得公用文献,并且能在互联网络上相互交流,互换信息。基本做到足不出户,便能完成各项业务。

当然,它还需要每个建筑部分都与之相适应,否则就如同有了高速公路但没有汽车一样。因此,诸如数字传呼机、数字移动电话、数字电视、数字广播,甚至数字化家庭、数字化的人等都将出现,并与数字化建筑相匹配。例如,数字化的多媒体电脑将取代普通的电视机,它不但可以接收电视节目,也可打电话、看电子杂志等;它管理着家庭能源消耗,主人可适时监视家用能源的消耗量;当主人在路上驾车时,可以通过电脑联网遥控家中的电脑,用于“电视购物”;当主人将一盘可读光盘放入电脑,电脑就会自己调到一定的频道,立体声音响也自动打开;当门铃或电铃响起来时,真空吸尘器会自动停下来;当主人外出度假时,家中的电灯则处于半随时开关状态……总之,在数字化技术的统一调度下,家庭中的所有电器都处在一种同步协调的状态。

数字化建筑最终要求城市中的每一个单元、每一个人都要实现数字化,如居民身份证号码、电话号码、传呼机号码、单位或家庭的门牌号码、银行信用卡号码、汽车驾驶证号码,等等,少一样都不行。许多数字化建筑连接起来,就构成了数字化住宅区或数字化城市。

不久前,欧盟宣布了一项大胆的计划:欧盟即将在欧洲建立10个或更多的数字化城市,荷兰首都阿姆斯特丹成了整个计划中的首选。目前,欧洲除了阿姆斯特丹,其他一些城市如纽卡斯尔、斯图加特、安特卫普和斯德哥尔摩等也开始自行进入了计算机网络空间。预计不远的将来,世界诸大洲中,欧洲将是最先实现数字化的地方。

机器人的发展历程是怎样的

机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。在计算机技术和人工智能科学发展的基础上,产生了智能机器人的概念。智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器,是机械学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通信技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息,自主地完成较为复杂的操作任务,比一般的工业机器人具有更大的灵活性、机动性和更广泛的应用领域,因此,面向先进制造工业的机器人和面向制造业的先进机器人的研究、开发和应用将成为21世纪智能机器人的两个重要发展方向。随着机器人技术的发展,机器人智能程度在不断提高,这也拓宽了机器人的应用领域,出现了一些新的发展热点。其中包括:仿人机器人;军用机器人;水下机器人和空间机器人;服务机器人;微型机器人;机器人机器;机器人足球。

你见过家用机器人吗

“方便你”是一个家用机器人的名字。它“出生”在美国得克萨斯州,长着一只大眼睛。1981年的圣诞节,美国达拉斯的一家百货公司里,“方便你”正在接待顾客——“你能给我一杯咖啡吗?”一位顾客问。“OK,先生,请您稍等片刻。”一会儿,它端来一杯咖啡,并说:“请喝咖啡。你还要我做什么吗?”围观者都想试一试它的本领,有人大声地问:“你能替我打开电视机吗?”“是!”“方便你”有礼貌地回答。它走到电视机前,用一只灵巧的手将电视机的开关拧开。它的热情服务,得到了观众的称赞。实际上,迷人的“方便你”是一种“几合一”的家用电器设备。它把电视机、录音机、收音机、电视游戏机、时钟、真空吸尘器以及盛食物的托盘和计算机等集于一身,以电池为动力,用大眼睛里的电视摄像机感受外界信息;它的身上有控制方便的传感器,脚上装有轮子,能在陈设家具的房间内灵巧地行走;体内装有语言合成器,能与人对话。

美国还有一种叫“霍鲍特”的机器人,“身价”仅一名技术工人三个月的工资额。它的服务项目却不少:每天一早就响起闹钟,把主人唤醒,然后给主人送去餐巾和茶食。当主人上班离家时,它会关掉所有的电灯和电热器。然后,它“不辞辛劳”地开动洗碟机、操作洗衣机等,料理家务。家用机器人不仅在家听从主人的吩咐,而且主人上班或外出时,主人还可以通过身边的控制器指挥它做事先未关照的事情。

勇敢的防爆机器人在何种场所派上大用场

警察在从事反恐怖活动时,经常会遇到拆卸、排除爆炸物的任务,为避免不必要的伤亡,机器人在这种时候就派上了大用场。负责排除爆炸物的机器人会按照指令,在近距离内查明情况,并根据指令对可疑物或爆炸物进行处理,而这个时候,担负指挥任务的警察则躲在安全的地方,以避免各种意外的发生。西方国家研制的防爆机器人,有轮式和履带式,它们体积都不大,转向灵活,便于在狭窄的地方工作。防爆机器人上一般装有多台彩色摄像机,用来对爆炸物进行观察;防爆机器人上还有一个灵活度很高的机械手,用它可将爆炸物的引信或雷管卸下来,然后把爆炸物运走;有的防爆机器人上还装有高压水刀,可以用来切割爆炸物。

“钢领工人”在何种场合都能大显身手吗

1960年,美国的尤尼梅特公司制造出世界上第一批工业机器人,称为“尤尼梅特”,意思是“万能自动”。从功能上分,机器人有四种类型:遥控机器人、程序机器人、示教—再现机器人和智能机器人,前三种机器人通过编程可以反复完成多项工作。它们没有多少智能,不能理解环境,不能自主地学习和改进自己,主要用于工业生产,因此又统称为工业机器人。它们具有准确、迅速、不知疲倦和精力集中等优点,在各种不需要创造性和洞察力的重复性生产岗位上,它们都可以大显身手。对这种一身铁甲的工业机器人,人们亲切地称之为“钢领工人”。同机器人中的“白领”——智能机器人相比,工业机器人头脑相对比较简单,但四肢却极其发达,个个都是生产能手。它们一般都有一条或几条至少包含六个“关节”(合部)的手臂,其中三个关节保证了腕部能随意活动,还有三个关节使手掌能随意活动。它们能抓起东西,并且能与其他机器连接。比如汽车制造厂里的喷漆机器人,能同时操纵十几支喷漆枪,上下左右同时作业,仿佛长了三头六臂一般。俄罗斯研制的瓦工机器人,一小时可砌600块砖。

工业机器人应用最普及的是汽车制造业。在日本丰田汽车制造公司的田原分厂中,厂内各道工序都用上了机器人。一条共18道工序的焊接流水线,每道工序只要3分钟就能完成。在这条流水线上有80个专司焊接的机器人,它们活干得井井有条,如果需要,它们还有潜力干更多的活。此外,它们还从事压铸、锻造、喷涂、装配等工种,样样都干得又快又好。机器人对汽车的质量控制也有巨大的价值。比如,为了检验汽车的精度,人们通常把每100辆车中的一辆推出流水线来进行检验,而机器人可以连续不断地在汽车沿流水线移动时把机械手伸进去检验。“钢领工人”还有一个人们无法比拟的优点,就是吃苦耐劳、不畏艰险。它们不怕高温和严寒,不怕噪声和震动,不怕烟雾和毒气,在很多危险的场合都可以见到它们的身影。以高楼清洗为例,这是一种危险而繁重的劳动,人工作业效率极低。中国研制出一种长着16只脚、样子有点儿像大蜘蛛的机器人,它可以趴在几十米甚至几百米高的摩天大楼的玻璃墙上,一边爬动,一边挥舞着特制的橡胶刷子擦洗墙面。

这种机器人的重量只有30千克。上下左右四个方向共有16只真空吸盘,每只吸盘有40千克的吸力,以保证它在垂直的玻璃墙面上行走自如而不会掉下来。擦洗墙面时,其左右两侧的橡胶刷子上端与楼下地面支援小车连接的进水管会将洗涤液喷入刷子,与此同时,刷子开始左右移动进行刷洗。用过的洗涤液则会被刷子下端的出水管吸走,送回到地面支援小车中。这种机器人的行走速度很快,每秒可行走04米,刷子的宽度为06米,一天8小时,机器人可清洗600~1 000平方米的面积,相当于三个熟练的“蜘蛛人”的工作量。

机器人中的“白领”有何高强本领

在现代机器人诞生后的第八个年头,它们之中的“白领”也应运而生。1968年,美国斯坦福研究所研制出世界上第一台智能机器人。这台机器人用三个轮子当脚,因此能够移动。它还有用大型计算机控制的视觉系统和触觉传感器,能够防止碰撞。在对这台智能机器人进行测试时,研制者还曾进行了一次著名的实验:在一个房间中放了一个平台,平台上放了一个箱子,然后向机器人发出指令,让它把箱子从平台上推下来,并推出门外。这台机器人起初被难住了,围着平台团团乱转,一筹莫展。大约过了20分钟,它从屋角找到一个斜面板,然后把斜面板推到平台前,沿着斜面板登上平台,圆满地完成了任务。

随着计算机技术、智能控制与人工智能的不断发展,智能机器人的“智力”水平也在不断地提高,机器人的智能化也已成为机器人研究的一个主要发展方向。所谓智能机器人,就是具有人工智能,可以依靠感觉功能及识别功能,独立地决定自己行动的机器人。它具备人的某些智慧,可以主动适应环境的变化和通过学习提高自己的工作能力,能够承担本来需要靠人的聪明才智才能完成的某些复杂任务。它能够模拟人脑的一部分思维功能,具有感知能力、规划能力、动作能力和协调能力,是最接近人的高级机器人。从外形上看,智能机器人有一种是有头、有手、有脚的人形机器,也有非人形的——机器人本质上不过是一种机器。

目前,世界上智力最发达的机器人是由日本一家公司研制的。它体重大约有100千克,有手有脚,有能够采集声音信号的灵敏的耳朵,敏锐的眼睛由摄像机测距系统、图像处理器及30万根光学纤维组成。它能够独立识别物体的大小和形状,能执行人的指令,还能够从事复杂的电子仪器装配工作。日本安川电机公司研制出一种行走式服务型机器人。这种机器人主要用于医院,它能帮助护士从事运送药品、X光照片、病历和病号饭等辅助工作。该机器人高13米,重130千克,每分钟可行走36米,在行走时还能自动避开障碍物,并能自动向指定地点运送物品。目前,日本已有30余台这种机器人在北九州的医院和养老院中正式投入使用。

1997年7月,日本东京大学的科学家成功地制造出了一个有表情的机器人,凭借一层橡胶皮肤与复杂的电子“神经”线路,这个机器人能够模仿人的悲哀、恐惧、喜悦、惊讶、愤怒等表情。一些国家还致力于智能机器人的微型化,研究出很多微型智能机器人。

在英国,研究人员制造出了一种“仿生鼻”机器人,它只有金龟子那么大,但能分辨出各种味道,如酒味、香水味、咖啡味、果汁味等的细微差别。这一成果能为食品业、香料业和酿酒业带来巨大的效益。

美国国际商用机器公司发明了一种名为“小精灵”的像蟑螂般大小的“好仆人”机器人,它能扫地、吸灰尘、擦玻璃窗和唤醒主人上班等。它很“识相”,一听到声音和见到光就躲避起来,只有无人时才工作。

美国通用电气公司发明了一种能钻到火车机车中去检查机械故障的“小机械师”,它汇集了许多高级检修技师的经验,发现故障后不但会修理,还能将有关资料输入电脑中。

有会做手术的机器人吗

在莫斯科心血管外科科研中心的一间手术室里,年已70岁的病人躺在手术台上,正在接受三条冠状动脉的“搭桥手术”。手术台周围站满了医生,包括心脏外科专家,但主刀的大夫却是一个机器人。这个机器人样子十分古怪,它有三只黑色的“手”:两只带有关节的手像螃蟹的钳子一样在已经打开的病人胸腔内膜上吱吱地爬动着;第三只手上装有胸腔镜,这是机器人的眼睛,它把看到的一切准确地反映在电脑屏幕上。医生们通过电脑屏幕时刻掌握着病人心脏、血管的工作状况。

指挥机器人做手术的医生离手术台很远,坐在电脑前,既不用鼠标,也不用键盘,而像对人说话那样指挥着:“往左点儿,再深点儿,夹住很好。”机器人分毫不差地完成每一个指令。手术的每一个精细步骤都是由医生控制着先进的外科手术系统完成的。类似上面这样的场面如今并不鲜见,将机器人技术应用于医疗领域,是近几年的一个热点技术课题。许多发达国家都在积极开展外科机器人的研制工作,并因此诞生了许多操作灵活、动作精度高、具备一定医疗技术的外科手术机器人。

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