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，之后又陸續推出了擦地、清潔游泳池、清潔屋檐等等更加專業的清潔功能的機器人。在這個領域，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，區分廢水和清水。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。

不止會轉圈圈

觀察一下你家里的掃地機器人，它是在轉圈圈，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系。嚴格地說，只會轉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呢？

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

2. 北極星導航系統

原理是在室內建立一個發射信號的模塊，類似于室內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

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

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來進行測量的傳感器，任何物質，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

就是發動機，它轉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，調節角度。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，沒有轉彎功能呀！那么大家想想，怎么才能轉彎呢？

爸爸停車的時候，大家可以仔細觀察一下。（一定要注意安全！）或者把自己的遙控車翻過來，看看轉彎時，它的輪子是怎么動的。你會發現，如果左邊輪子不動，只有右邊輪子動，那車子就會往左轉。相反，如果右邊輪子不動，左邊動，就可以往右轉。當然，你還可以讓左邊輪子往前，右邊輪子往后，來實現更快地右轉。這個道理對于所有需要轉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，教室關燈之后，它再自動出來掃地。這個時候CDS就發

揮作用啦，它一旦感應到沒有燈光了，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”。