机器人科普资源大全：发展史、人工智能与亲子手工游戏，10+动画短片免费看
之前跟大家分享了百科全书之后，有很多留言表明家里有个“小机器人迷”，然而却不知道该如何与孩子进行科普。恰好，我自己也很迷机器人，所以今天特意整理了很多这方面的资源，就是为了给大家排忧解难。[]
人工智能是什么？
适合跟孩子玩的手工游戏
10+个机器人动画短片
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关于机器人的幻想，也许是每一个男孩不可或缺的梦吧。
他们总是会紧紧抱着电视和 ipad ，目不转睛地盯着荧幕里的变形金刚。他们在钢铁战士和超跑重卡之间来回转换视线。同时，他们还露出了崇拜的眼神，宛如星星般闪烁。这些机器人和跑车之间超强的变换结合，每一个孩子的心都被深深戳中了。
除了这些属于霸气型的机器人之外，当然还有许多其他的类型。在观看《超能陆战队》的时候，Eric 再次开始念叨着希望拥有一个可爱的大白。他觉得大白非常温暖，并且就像一个超大的棉花糖，还会发出“哈哈哈”的笑声。
朋友家小孩前不久参加了机器人科技比赛，之后还带着自己做的机器人到我们家玩。我们看到这个机器人后，眼睛都瞪大了，不停地惊呼着，并且上下左右地摆弄它。
“你这个机器人是怎么做的呀？”
“它会变身吗？”
“你可以教我和弟弟做一个吗？”
大概在那个时刻，能够参加机器人比赛这件事，已经成为心里最为酷的事情之一了吧。
今天，我收集了很多关于机器人的资源。在这个过程中，我学到了许多新知识。现在，我将这些新知识与大家分享一下。
点击图片观看科幻短片《机器人与小树苗Rasa》
机器人是什么？
01
机器人的由来
人类长久以来一直期望能创造出一种如同人类般的机器，用以代替人类开展各种工作。故而，最开始的那些机器人，呈现出如下模样：
木牛流马
[]
亚洲人偏好用简单的机械装置来代替大量的劳动力，而欧洲人则更倾向于精致又小巧的设计。例如有这样一个“写字男孩”，它是一台制作于 1770 年代的自动机器。
写字男孩
它的身体内部由 6000 多个零件组成，这些零件是全手工制作的。每次它能够书写 40 个字母长度的句子和词语，从某种程度上来说，它可以算是打字机器的前身。
240年前使用凸轮技术的写字机器人
1920 年，有一个名叫卡雷尔·凯培克的捷克剧作家。他在幻想情节剧《罗萨姆的万能机器人》(’s , RUR)里，首次提出了“机器人”这个名词。这个名词在捷克文中意为“劳役、苦工”，在英文中是“Robot”。
《罗萨姆的万能机器人》
1969 年，日本早稻田大学的加藤一郎实验室研发出了第一台能够用双脚走路的机器人。因为长期专注于仿人机器人（Robot）的研究，加藤一郎因此被赞誉为“仿人机器人之父”。
点击图片观看《5种不可思议的仿生机器人》
02
孩子脑海里的机器人都是什么？
小时候，哥哥很喜爱高达，他对他的那些模型格外宝贝。并且，高达在我的印象里成为了我所认识的第一个机甲机器人。
现在，孩子接触到的多是像 Wall-E 这样的，有着后现代化气息，紧密贴近人类生活，能和人类交朋友并共同生活的机器人；还有变形金刚这类；以及大白等这类。
过去看到电影和动画片里的机器人，我们会觉得它们来自遥远的外星。我们心里清楚，这些机器人都是虚拟的形象，在现实中并不存在。我们也知道，或许只有在几百年之后，才有可能在技术上实现真正的机器人。
随着科技迅速发展，人类有越来越多的登月计划。这些机器人似乎随时可能出现在孩子们身边，并且已经渗透进我们生活的点点滴滴，然而我们却依然没有察觉到。
点击图片观看动画短片《PAT》
孩子们是这么认为的。他们深信机器人在他们看不见的地方，正静待时机悄悄变身。
03
说到机器人，就离不开人工智能
人工智能是由计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、语言学等多种学科相互渗透而形成并发展起来的一门学科。人工智能的发展已经历经了半个世纪，然而，对于人工智能，大家至今仍未达成统一的定义。
在生活里，我会向 Eric 描述人工智能。他们一个五岁，一个才三岁，这两个孩子远远没有达到对未来进行宏观和战略性理解的程度。所以在这方面，我更注重孩子是否能够理解整体的大概念。
当我们尝试着向孩子讲述“人工智能是什么”之时，孩子着实难以理解。与其给予孩子一个全面且宽泛的解释，不如用孩子能够理解的方式将其告知：
人工智能，也就是我们常说的 AI。它的意思是让机器能够按照我们人类的思维方式去进行思考。
如今，我们身边处处都有人工智能的影子。例如，之前有段时间很热门的“管家机器人”，还有战胜了世界围棋高手柯洁的那个，它们都是人工智能。
04
怎么让孩子理解人工智能？
我玩过一些少儿编程的游戏。平时都是爸爸在辅导我。不过他偶尔会问我：人工智能和机器智能有哪些不一样的地方呢？
点击图片观看英文儿歌《MyRobot》
我会向他说明，人工智能意味着让机器以人的思维方式去思考。同时，机器智能是依据大量的数据，运用穷举法来获取最优答案。
当然会追问什么是穷举法？这时候我就会跟他举一个例子：
哥哥在晚上睡觉。到了半夜，他突然感觉有点凉飕飕的。在这个时候，人的第一反应通常是：是不是自己踢被子了呢？
而机器的反应是：
1.是不是空调温度太低了？
2.是不是生病了？
3.是不是被子掉了？
机器通过多种可能性进行分析，以达到最接近真相的结果；而人是下意识地思考，且会忽略思考的过程。
我之前写过一篇相关的文章，其中有一个视频阐述了进行多维度思考的方法，这种思考方式与机器人的思考机制相似。
通过动画里面浅显易懂的解释，孩子理解起来就会容易很多。
05
真实的机器人都能做些什么？
现实生活中的机器人，我们主要可将其分成几大类。这样在给孩子介绍时会更轻松且简洁明了。
在这里我会将它们分成 4 大类，分别是运动型、生活型、智慧型和技能型。
美国波士顿动力公司制造的人形机器人 Atlas，是目前全球领先水平的运动型机器人。它具备出色的运动能力，能模仿体操运动员进行后空翻动作。
运动型机器人
你很难想象这个动作是由机器人完成的。因为人体自身做这个动作，都需要经过一定程度的练习，并且并不轻松。而作用到机器人身上，实现的难度更是呈指数增加。
人形机器人Atlas
英国 Moley 公司开发了一个擅长下厨的机器人，它是世界上第一款自动化厨房，也是生活型机器人的代表作。它能够承包从切菜到洗碗的全自动化烹饪过程。
生活型机器人
看到这么智能的厨房机器人还是第一次，我做饭技能一般般，所以要喝杯水让自己镇定一下。
孩子们脑海中最感兴趣的，是类似钢铁侠里贾维斯那样的智慧型机器人。然而在现实生活里，智慧型机器人尚未发展到如此强大的程度。
在这其中最被我们所耳熟能详的，就是谷歌制造的围棋机器人。
智慧型机器人
简单来说，（阿尔法狗）是一个会下围棋的人工智能。并且，它还是历史上第一个战胜职业围棋选手的 AI。
下棋套路并非单纯地模仿人类，而是经过“深度学习”后的创新布局。它以大数据处理为基础，并非仅仅是对所有逻辑路径的全部储存。
“深度学习”是经过价值判断等模型处理而得出的结果。同时，它也是人工智能“自我思考”的关键所在。
除了运动型、生活型和智慧型的机器人以外，还有一种机器人，孩子们对它的关注度比较少，即便看到了，也不一定会马上联想到它是机器人，这种机器人就是“技能型机器人”。
技能型机器人
这种蝴蝶机器人尾端搭载着 GPS。它借助红外线摄像机来实现协调飞行。在空间中放置了十台摄像机，通过红外标记对蝴蝶进行感测。从外部对它们的运动进行协调。通过智能网络构建了一套控制与监控系统。
机器人在孩子脑海中的进化史
最初是动画片里虚拟的角色形象，接着发展到能在现实生活中应用的机械装置，最后还可以自己动手制造机器人，这个转变的过程意味着孩子在对自己的认知进行刷新和深入。
我会更倾向于帮助孩子理解真正的机器人是如何工作和运行的，而不是单纯去看机器人的动画片和玩类似的游戏。
我们可以首先从它们的运动形态着手进行描述，接着和孩子一步一步地去剖析不同机器人的内部构造。
01
几何结构分类及其自由度
机器人的结构和分类方法有很多种。其中，最常见的是用坐标特性来描述其结构形式。在给孩子做介绍时，我们可以从以下三种最常见的机器人入手：一是柱面坐标机器人；二是球面坐标机器人；三是关节式机器人。
点击图片观看《机械昆虫世界》
它们都能够把机械臂伸展到可以到达的范围中的任何一个位置，并且可以沿着空间三维笛卡尔坐标的 x 轴、y 轴、z 轴进行平移运动。然而，这三个机器人的运动方式是不一样的。
柱面坐标机器人
这种机器人主要由三部分构成，分别是垂直柱子、水平移动关节以及底座。
水平关节装在垂直柱子上后，它可以自由伸缩，还能沿着垂直方向上下运动。把垂直柱子安在底座上，使其与水平关节绕着底座转动，这样它的工作空间就构成了一个圆柱面。
球面坐标机器人
这种机器人，看上去就像一个坦克的炮塔一样。
它的机械手能够进行里外的伸缩动作，还能够在垂直的平面内摆动。并且，它还能绕着底座在水平面上转动。在整个运动范围当中，它的工作空间会形成类似球面的一部分。
关节式机器人
这种机器人主要由底座、大臂和小臂三个部分组成。
关节式机器人的大臂可在通过底座的垂直平面内运动，小臂也可在通过底座的垂直平面内运动。其大臂和小臂之间的关节被称作“肘关节”，大臂与底座之间的关节则被称作“肩关节”。
它在水平平面上有旋转运动。这种旋转运动除了可由肩关节完成外，还能通过绕底座旋转来实现。并且，这种机器人因结构与人类手臂很相似，所以被称作“关节式机器人”。
02
编程学习：逻辑能力的培养
当认识了机器人的基本构造之后，就可以制造出整体的形态了。
空有躯壳的机器人是没有用处的。我们需要教它们如何进行思考，还要教它们怎样去理解我们的行为。而这就涉及到基础的编程学习了。
机器人启蒙教育中很重要的一点，就是儿童编程学习。
这是一个过程，用于培养孩子的多种能力。其中包括动手能力，还有创造和观察分析的能力，以及判断及归纳数据的能力。同时要求孩子能够正确理解与决策，还能和小伙伴们一起组织实验，让整个编程路径具备计划性和条理性等。
在这里给大家推荐一个儿童编程启蒙的 App 吧。我家很喜欢玩这个 App，它叫 Code Karts。
游戏的目的只有一个，那就是依据给出的指定路径，让孩子编排上下左右的正确顺序，从而使小赛车能够顺利冲向终点。
如果顺序排错了的话，小赛车就会撞到墙上，“砰”的爆炸啦：
我只对游戏的前十几个关卡进行了摸索，而后面存在着很多隐藏的关卡以及玩法，这些就留给大家去进行探索啦。
Code Karts
有趣的机器人读物
其实有关于机器人的读物，大多是适合大人阅读的。然而在这些成人读物里，其内容有部分是比较容易理解的。我们对这些内容进行理解后再传达给孩子，这并没有什么困难，甚至还很有趣呢。
我挑选了几本比较有意思的书籍，其中有适合小朋友的绘本，还有涉及理论方面适合大人深度阅读的书籍。
《机器人心里的蓝鸟》
一个机器人的心脏坏掉了，它被送到了废弃场。这个机器人不再被人类所需要，独自躺在那里。它度过了一个又一个白昼，那些白昼是空虚的；它也度过了漫长的黑夜。
一个初冬的早晨，一只飞累的蓝色小鸟飞到了他身旁，住进他的心房取暖。从那一天开始，他察觉到自己的心脏在重新开始跳动。他下定决心，要把这只小鸟送到温暖的南方，即便要耗尽最后一丝力气。
《温妮与捣蛋机器人》
温妮近来对去图书馆上艺术课格外喜爱。她在这当中学到了诸多东西，并且每天都沉浸其中。有一天，大家要学习制作模型。原本打算做一只狗熊的温妮，却做出了一个机器人。为了使它变为真正的机器人，温妮举起了魔法棒。那么，接下来会有怎样的事情发生呢？
天马行空的想象力，绘画手法很夸张，细节处理很细腻。相信孩子们在阅读它时，都会被这个故事吸引，因为它生动有趣。
《丢了屁股的机器人》
机器人贝贝不慎丢了屁股。在寻找屁股的过程中，他发现了许多类似自己屁股的东西，像小鸟一家的鸟巢，大熊的架子鼓，小象的帽子，海豹的购物篮……不知道最终贝贝是否找到了他的屁股。
《What If》
这位作者曾是 NASA 的机器人专家。在广受欢迎的 xkcd 问答网站上，时常有人向他提出各式各样稀奇古怪的问题。而他总能以完全科学可行的方式，将这些问题一个个地进行解答。
看上去无解的疑问，他都会尽力去尝试找到合理的解释。因为他相信，荒诞的问题，可能有科学的答案。
《发展型机器人：从婴儿到机器人》
生长型机器人体现了机器人技术的协作以及跨学科的作用，通过对儿童认知发展的观察来启发生长规则和机制。它基于一种想法，使机器人能够利用一组固有的生长规则来调节自身身体、大脑与环境之间的实时交互，从而自主地获得越来越复杂的感觉和心理能力。
这本书在心理学方面有独特见解，对其进行了全面解释；在计算机科学方面有独特见解，对其进行了全面解释；在语言学方面有独特见解，对其进行了全面解释；在神经科学方面有独特见解，对其进行了全面解释；在机器人技术方面有独特见解，对其进行了全面解释，对整个快速成长的领域进行了全面的解释。
《We, Robot》
我们怎样去区分科幻与科学事实呢？这本书的作者 Mark 通过运用事实，还运用了幽默以及流行文化，以此来审视我们最为喜爱的科幻机器人。
过去的设想哪些在今天已变为现实，哪些可能在明天实现。他在书中还提出了机器人制造者常常会忽视的重要问题。
跟孩子一起制作机器人
木塞机器人
记得有一次学校的 DIY 工艺挑战主题为“闪光”，也就是要制作能让节日里的小装饰变得闪亮的东西。实际上，用几个木塞、一点颜料以及小装饰，或许就能制作出一些极为特别的“金属朋友”呢。
我们能够用一些基础形状来构成我的机器人。例如，可以切下几片薄片当作轮子。
身体和头部由短小且饱满的软木塞构成，接着把木塞切成两半，这就成了机器人的一条腿；把木塞切成四分之一，这又成了机器人的另一条腿。
通过各种形状的木塞进行组合，很快就能制作出各种不同形态的“金属朋友”。
零件机器人
平时生活中，像电池这类物品，像录音带这类物品，像纽扣这类物品，像铁丝这类物品，像小灯泡这类物品……所有这些被人遗忘在角落的小零件，我们都能够灵活地加以利用，将它们制作成超萌的零件机器人。
你看，这些零件是东一个西一个凑起来的。有时候会多一个，有时候会少一个。这样反而能让每一个小机器人变得独一无二。
有其他一些手作，这些手作的材料很容易准备，也很好上手，例如以下两个：
泡沫板机器人
纸片机器人
孩子们会对机器人产生感情吗？
事实上，这是一个必然的答案。
孩子们的童真最为纯粹。他们会对一个小玩偶产生深厚情感，会对一只小动物产生深厚情感，甚至会对一株小植物产生深厚情感。他们的情感联结能力，有时像是执着，有时像是向往，有时像是一种精神，并且总能给他们带来力量。
点击图片观看《TED：我们为什么会对机器人产生感情？
它们如何帮助我们更好地了解自己？》
机器人最让人着迷的地方在于，它能够满足孩子们对于将来那些未知的幻想。并且，它还能不断激发孩子们持续不断地去进行探索。
在我们成长期间，对于事物的认知是从无到有，即从 0 到 1 的过程。尽管这个过程充满艰难险阻，但最终获得的那个答案总是令人欣喜。并且，探索的这一过程成为了我们人生中的阅历，使我们的内心变得充实。
我相信，孩子会在对机器人的这份好奇与探索中，慢慢在这份兴趣里充实自己，最终成为更优秀的自我。
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近期文章：
另外，有一部英国 BBC 出品的动画片，名为《机器人历险记》。之前我陪着 Eric 看了一些集数，觉得还挺有意思的。如果大家有兴趣的话，也可以看看哦。
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