地寶回來啦

開運牛牛

你知道嗎

讓人類的生活更方便一直都是各種機器人被發(fā)明出來的動力。早在2002年美國iRobot公司就推出了機器人吸塵器，之后又陸續(xù)推出了擦地、清潔游泳池、清潔屋檐等等更加專業(yè)的清潔功能的機器人。在這個領(lǐng)域，中國也沒有落后，2006年科沃斯公司推出了全球第一臺地寶掃地機器人。之后這個勤勞的小家伙就慢慢普及開來，逐漸進入我們的生活啦。

大家好，我是返場嘉賓——地寶。

在《課堂內(nèi)外》（小學版）2016年3月號《怪獸的聚會》中，難逃回收命運的我被一個黑衣男抱走了，好多同學都為我流下了“金豆豆”。嗨，別傷感，我這不就回來了嘛……

如果要選一個大家最熟悉、最容易接觸到的真正的機器人，我有信心，一定非我們掃地機器人莫屬。作為一個智能到可以說話的超級特別的掃地機器人，我來給大家講一講咱們地寶的故事。

學掃地

大家可以先回想一下自己掃地、拖地的過程。

首先需要掃帚和簸箕，拖布和水桶，這是基本工具。你會用手拿起掃帚，眼睛看著哪里有垃圾，就邁開腿走過去，用掃帚掃進簸箕。掃干凈之后，你會用手把拖布弄濕，然后拖地。臟拖布會在水桶里洗干凈，有時候還需要換一桶干凈水，再拖一遍。（如果還不會拖地的同學，請跟我學一遍，包教包會。）

掃地機器人就是模擬大家的這一系列動作過程來工作的。我們有小刷子用來掃灰塵，有抹布用來擦地，然后把水吸干，以免人走路的時候滑倒。

但是機器沒有眼睛，這就要求機器人有多重感應裝置和處理芯片，能夠自主辨別環(huán)境到底有多臟，然后決定要用幾級清潔模式。還得裝有蓄水系統(tǒng)，區(qū)分廢水和清水。還有呢，就是在工作過程中，它不僅可以清理細微死角，還能夠自動躲避障礙物，以免老是撞墻，把自己給撞暈了。

不止會轉(zhuǎn)圈圈

觀察一下你家里的掃地機器人，它是在轉(zhuǎn)圈圈，還是會直接走到臟的地方去清掃呢？這和它的工作原理有關(guān)系。嚴格地說，只會轉(zhuǎn)圈圈的掃地機器人并不能算真正的機器人，因為它只是在執(zhí)行某種固定程序而已。

那么我們地寶家族還有哪些比較新潮的系統(tǒng)呢？

1. 激光測距式導航系統(tǒng)它的頂端設置有一個可旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射頭和配套接收器，通過發(fā)射激光掃描自身到邊界每個點的距離，從而生成數(shù)字地圖，在此基礎(chǔ)上合理地規(guī)劃清掃路線，還能根據(jù)屋內(nèi)家具位置的變化進行實時更新。

2. 北極星導航系統(tǒng)

原理是在室內(nèi)建立一個發(fā)射信號的模塊，類似于室內(nèi)GPS定位，機器人通過測算自身跟該信號的偏移角度來確定自己的位置。

3. 圖像式測算導航系統(tǒng)

它利用頂部搭載的攝像頭掃描周圍的環(huán)境，然后結(jié)合紅外傳感器，利用數(shù)學運算和幾何測繪出房間的地圖，以此進行導航。根據(jù)前后影像中各個地標的位置變化來判斷當前的移動路線，并對其所構(gòu)建的環(huán)境模型進行更新與調(diào)整。

眼睛

前面有兩盞燈的樣子，它可不是用來照明的，它是“紅外線傳感器”，功能是感應距離。

白色元件發(fā)出紅外線，如果遇到障礙物反射回來，黑色元件接收后，就會提示掃地機器人避開它。如果黑色元件沒有接收到反射，說明前面通行無阻，可以大膽前進。

紅外線傳感器是利用紅外線的物理性質(zhì)來進行測量的傳感器，任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都會輻射紅外線。它的用處很多，比如大家看槍戰(zhàn)片的時候，主角要去黑暗的空間打壞人，但是里面沒有燈看不到，咋辦呢？他就會用上類似紅外線傳感器的工具，掃描一下就知道壞人藏在哪里了。

馬達

就是發(fā)動機，它轉(zhuǎn)起來才能帶動機器人行動。

普通馬達：它可以給輪子帶來四種反應：停、走、往前、往后，通過這四種變化組合來控制方向。伺服馬達：用來控制速度，調(diào)節(jié)角度。對于掃地機器人來說呢，伺服馬達是用在掃地刷的地方，讓小刷子來回擺動，把垃圾掃干凈。

咦，沒有轉(zhuǎn)彎功能呀！那么大家想想，怎么才能轉(zhuǎn)彎呢？

爸爸停車的時候，大家可以仔細觀察一下。（一定要注意安全?。┗蛘甙炎约旱倪b控車翻過來，看看轉(zhuǎn)彎時，它的輪子是怎么動的。你會發(fā)現(xiàn)，如果左邊輪子不動，只有右邊輪子動，那車子就會往左轉(zhuǎn)。相反，如果右邊輪子不動，左邊動，就可以往右轉(zhuǎn)。當然，你還可以讓左邊輪子往前，右邊輪子往后，來實現(xiàn)更快地右轉(zhuǎn)。這個道理對于所有需要轉(zhuǎn)彎的交通工具都適用哦。

程序

這是一個簡單的計算機編程，我們大概感受一下。

接通電源→輪子前進，同時刷子動起來→紅外線感應器如果感應到障礙物，就避開它。就是這么簡單。

CDS感應器

它的名字叫“光敏傳感器”，類似紅外線，但不是感應距離，而是感應光的多少。

CDS可以用來實現(xiàn)自動化。比如教室里有一臺地寶，大家希望它白天能安安靜靜待著充電，等到晚上，同學們都走了，教室關(guān)燈之后，它再自動出來掃地。這個時候CDS就發(fā)

揮作用啦，它一旦感應到?jīng)]有燈光了，就自動啟動掃地機器人。

電源

這個看起來像充電寶的東西就是我們的電源啦，不用說，它是能量來源。

大腦

中間那個連著各種線的就是大腦了，它里面裝著編好的程序，負責控制整個機器人的運行，相當于電腦的“CPU”。