智能机器人种类大盘点,机器人技术

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摘要:什么是机器人 姓名 :奚琦,学号13020110011 现在的机器人大致有:工业机器人、农业机器人、运输机器人、建筑机器人、日常生活机器人。在控制论的推动下,人们认为这一大群机器人

  什么是机器人

姓名 :奚琦,学号13020110011

现在的机器人大致有:工业机器人、农业机器人、运输机器人、建筑机器人、日常生活机器人。在控制论的推动下,人们认为这一大群机器人由电脑、遥测传感器、机械控制器支撑着,它们可以分为三大类,即生产用的机器人、供研究用的机器人和供生活用的机器人。

机器人技术的发展是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现。机器人在当前生产生活中的应用越来越广泛,正在替代人发挥着日益重要的作用。随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,机器人技术的开发速度越来越快,智能度越来越高,应用范围也得到了极大的扩展。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域,机器人都有着广阔的发展空间与应用前景。机器人正朝着智能化和多样化等方向发展。 一.智能机器人的定义 智能机器人之所以叫智能机器人,这是因为它有相当发达的“大脑”。在脑中起作用的是中央处理器,这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是,这样的计算机可以进行按目的安排的动作。正因为这样,我们才说这种机器人才是真正的机器人,尽管它们的外表可能有所不同。 广泛意义上理解所谓的智能机器人,它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的“活物”。其实,这个自控“活物”的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。 智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉,或称自整步电动机,它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。 二.智能机器人要具备的主要要素 是感觉要素,用来认识周围环境状态;感觉要素包括能感知视觉、接近、距离等的非接触型传感器和能感知力、压觉、触觉等的接触型传感器。这些要素实质上就是相当于人的眼、鼻、耳等五官,它们的功能可以利用诸如摄像机、图像传感器、超声波传成器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件来实现。 是运动要素,对外界做出反应性动作;对运动要素来说,智能机器人需要有一个无轨道型的移动机构,以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制,这种控制不仅要包括有位置控制,而且还要有力度控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等 是思考要素,根据感觉要素所得到的信息,思考出采用什么样的动作。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键,也是人们要赋予机器人必备的要素。思考要素包括有判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程,而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。 三.智能机器人关键技术 1、多传感器信息融合 多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。 2、导航与定位 在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。 3、路径规划 路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。 4、机器人视觉 视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。 5、智能控制 随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。 6、人机接口技术 智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。 四.智能机器人的主要分类 按功能分类 1、传感型机器人 也外部受控机器人。机器人的本体上没有智能单元只有执行机构和感应机构,它具有利用传感信息(包括视觉、听觉、触觉、接近觉、力觉和红外、超声及激光等)进行传感信息处理、实现控制与操作的能力。受控于外部计算机,目前机器人世界杯的小型组比赛使用的机器人就属于这样的类型。 2、自主型机器人 在设计制作之后,机器人无需人的干预,能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。自主型机器人的本体上具有感知、处理、决策、执行等模块,可以就像一个自主的人一样独立地活动和处理问题。许多国家都非常重视全自主移动机器人的研究。智能机器人的研究从60年代初开始,经过几十年的发展,目前,基于感觉控制的智能机器人已达到实际应用阶段,基于知识控制的智能机器人(又称自主机器人或下一代机器人)也取得较大进展,已研制出多种样机。 3、交互型机器人 机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人-机对话,实现对机器人的控制与操作。虽然具有了部分处理和决策功能,能够独立地实现一些诸如轨迹规划、简单的避障等功能,但是还要受到外部的控制。 按智能程度分类 1、工业机器人 只能死板地按照人给它规定的程序工作,不管外界条件有何变化,自己都不能对程序也就是对所做的工作作相应的调整。如果要改变机器人所做的工作,必须由人对程序作相应的改变,因此它是毫无智能的。 2、初级智能机器人 具有象人那样的感受,识别,推理和判断能力。可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序,也就是它能适应外界条件变化对自己怎样作相应调整。不过,修改程序的原则由人预先给以规定,这种初级智能机器人已拥有一定的智能。 3、高级智能机器人 具有感觉,识别,推理和判断能力,同样可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序。所不同的是,修改程序的原则不是由人规定的,而是机器人自己通过学习,总结经验来获得修改程序的原则。所以它的智能高出初能智能机器人。这种机器人已拥有一定的自动规划能力,能够自己安排自己的工作。这种机器人可以不要人的照料,完全独立的工作,故称为高级自律机器人。这种机器人也开始走向实用。 智能机器人种类大盘点,机器人技术。五.当今智能机器人的主要类型 1、工业生产型机器人 现阶段,“机器换人”观念已经越来越多的获得生产、加工型企业的青睐,工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构工成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 2、日本拟在特殊灾害现场使用机器人 该技术主要针对核电站事故、NBC恐怖袭击等情况。远程操控机器人装有轮带,可以跨过瓦砾测定现场周围的辐射量、细菌、化学物质、有毒气体等状况并将数据传给指挥中心。指挥者可以根据数据选择污染较少的进入路线。现场人员将携带测定辐射量、呼吸、心跳、体温等数据的机器开展活动。这些数据将即时传到指挥中心,一旦发现有中暑危险或测定精神压力、发现危险性较高时可立刻指挥撤退。 3、医用胶囊内镜机器人 外形与普通胶囊无异的“胶囊内镜机器人”,由上海安翰医疗技术有限公司和安翰光电技术有限公司研发,采用了国际首创的遥控胶囊内窥镜控制系统。通过这个系统,医生可以通过软件来控制胶囊机器人在胃内的运动,改变胶囊姿态,按照需要的角度对病灶重点拍摄照片,从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。在这个过程中,图像被无线传输至便携记录器,数据导出后,还可继续回放以提高诊断的准确率。这与传统胃镜相比,具有数据采集更加精确、完全无痛苦、一次性使用无交叉感染等优势。截至目前,共有321位患者志愿同意并参与磁控胶囊内镜临床研究。通过对研究结果的初步分析,证明了遥控胶囊内镜系统使用安全,诊断准确率达到92.8%,这对提高百姓消化道健康检查和消化道早期疾病发现比例,降低恶性消化道疾病的晚期发病率具有重要意义。 4、达芬奇高清晰三维成像机器人 “达芬奇”机器人全称为达芬奇高清晰三维成像机器人手术系统。达芬奇手术机器人是目前世界范围应用广泛的最先进的微创外科手术系统,适合普外科、泌尿外科、心血管外科、胸外科、妇科、五官科、小儿外科等进行微创手术。这是当今全球唯一获得FDA批准应用于外科临床治疗的智能内窥镜微创手术系统。自2000年开始投入临床应用,我国于2006年由北京解放军总医院率先引入。500多年前,达芬奇就设计了机器人的雏形。共有三大组成部分:1.按人体工程学设计的医生操作系统;2.拥有3个器械臂和1个镜头臂组成的4臂床旁机械臂系统;3.高清晰三维视频成像系统。 5、“阿尔法”智能人形机器人 2014年9月下旬,一场在北京工人体育馆进行的足球比赛,让一对机器人球迷借此走红,而它们也拥有一个别具深意的名字,即“阿尔法”。其为深圳优必选科技有限公司研发的机器人产品之一,公司内部称其为“阿尔法”,而这款机器人具有编辑动作等智能化的扩展学习能力,是一款不折不扣的智能型机器人。 总结:机器人是多学科交叉的产物,集成了运动学与动力学、机械设计与制造、计算机硬件与软件、控制与传感器、模式识别与人工智能等学科领域的先进理论与技术。同时,它又是又是一类典型的自动化机器,是专用自动机器、数控机器的延伸与发展。当前,社会需求和技术进步都对机器人向智能化发展不断提出了新的要求。

惊!俄罗斯首次展示战斗步行者巨型机器人!

  如果你走进一个有机器人的卡车工厂,希望能看见像电视里“变形金钢”那样神采奕奕的机器人在装配零件,你一定会大失所望。因为现代工业机器人更像普通的机器而远不像人。那我们为什么叫它“机器人”,而不称之为

智能机器人种类大盘点,机器人技术。转自萨sky

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标签: 传感器 超声波 机器人

作为世界第二军事强国的俄罗斯终于在近日的陆军防务展上推出了一种巨型战斗机械。

  “自动工作机”呢?因为机器人是一种特殊的自动机器,它不仅能做特定的工作,而且可以重新调整和编程以完成很多不同的工作。这种可编程性和多功能适应性正好说明为什么所有的机器人都可视为自动化机器,而并非所有的自动化机器都是机器人了。

嵌牛导读:随着科学技术的不断发展,人类社会开始进入到智能时代,社会的发展对智能技术也不断地提出了新的需求,机器人技术作为新兴的智能科学技术,是现代研究领域较为活跃的一个发展方向,其涉及柔性加工系统、计算机集成制造系统、柔性自动化和自动工厂等领域。机器人技术作为21世纪最先进的技术之一,它的的发展势必给人类的生产生活带来新的变革。

1970年,有人就智能机器人的研究问题曾说过:机器人的进化是在动物进化达到极限,即人类出现之后开始的,在目前看来,它至少在某些领域内可以超过人类;动物的进化过程实际上是一个尝试与失误交替的过程,但机器人的进化目前则是经过人的深思熟虑的结果。

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  被国际上普遍接受的工业机器人的定义只有一个,是由美国机器人工业协会的一批工业科学家于1979年提出的。他们把工业机器人定义为:“一种可改编程序的多功能操作机构,用以按照预先编制的能完成多种作业的动作程序运送材料、零件、工具或专用设备。”让我们来仔细研究这个定义,并理解其确切含义。

嵌牛鼻子:机器人
嵌牛提问:机器人技术集机械、电子、材料、计算机、传感器、控制等多门学科于一体,是国家高科技实力和发展水平的重要标志。

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俄军方称它为双足战车,这款战车目前的主要任务是后勤保障以及工程任务,而背后的技术与发展最早将于明年公布。

  第一个关键词组是“可编程序”。其含意为:机器人是这样一种机器,其程序不仅可以编制一次,且可视需要编制任意次。我们日常所用的很多电子装置都带有可编程的计算机芯片。例如,在电子数字闹钟的芯片内部编一个程序,指令它演奏一曲“友谊地久天长”作为闹铃声,然而这些程序不能随意改变,也不允许主人自己输入新的程序。例如,即使你对“友谊地久天长”已经厌烦,也不能在钟内存储另一首自己喜爱的歌曲,因为其程序是固定在内部的。而机器人的程序是可以置入的,即根据使用者的意愿,对之可以改变、增加或删除。一个机器人可具有按任意顺序做不同事情的多种程序。当然,为了可以重新编程,一个机器人必须具有一个可输入新的指令和信息的计算机。计算机可以是“随身”的,即计算机的控制板就装在机器人身上;或是“体外”的,即控制机器人的计算机,在保证与机器人互通信息的情况下,可置于机器人体外的任何位置。

嵌牛正文:机器人技术集机械、电子、材料、计算机、传感器、控制等多门学科于一体,是国家高科技实力和发展水平的重要标志。先进的机器人技术不仅是国家工业关键装备的重要支撑技术,也是国家空间计划、国防装备以及与社会安全紧密相关的反恐防爆装备的核心技术之一,同时还是国家发展高技术服务业等新经济增长点的关键技术。通过研发机器人技术,可以提升我国科技竞争力,改善人民生活水平。机器人是具有感知、思维和行动的机器人,可获取、处理和识别多种信息,自主完成较为复杂的操作任务。智能机器人技术是一个交叉的学科,在计算机技术和人工智能科学发展的基础上产生,作为新一代生产和服务的技术,在制造和非制造领域都具有广泛、重要的应用。美国机器人协会对机器人的定义如下:一种用于移动各种材料、零件、工具和专用装置的、用可重复编制的程序动作来执行各种任务的多功能操作机。日本工业机器人协会对机器人的定义如下:一种带有储存器件的末端执行器的通用机械,它能够通过自动化的动作代替人类劳动。中国原机械工业部对机器人的定义如下:工业机器人是一种能自动定位控制、可重复编程、多功能多自由度的操作机,它能搬运材料零件或夹持工具,用以完成各种作业。虽然现在没有一个严格而准确的普遍接受的机器人定义,但从中可以看出机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领

正因为这样,机器人学专家们才紧紧把握着机器人进化的时代脉搏,不同意那些狭隘的专业分类法,他们提出了按代分类法:第一代机器人是工业机器人,它们是一些具有最简单智能的操作器,它们可以训练并完成预先指定的循环作业图表;第二代机器人是所谓的感觉机器人,它们的特点是具有各种感觉器官即传感器,如机器人的手位传感器、应力传感器好像是机器人的触觉器官,光电传感器是它独特的视觉器官,微音器则是它的听觉器官,如此等等;第三代机器人是智能机器人,这种机器人的使命不仅是模仿人的机械动作,而且是解决一些复杂的智力问题:识别零件的形状和位置,组装随意摆放的部件,识图,检查产品质量。

个人感觉这款战斗步行者真是像极了科幻世界里的机器人,就差加上加特林机炮了,这是不是俄罗斯军工产业的一种噱头?但是如果这款机器人真的可以运动自如的话,那么他的实战意义可能就不会那么小了。

  定义中的第二个关键词是“多功能”。其含义是:机器人是多用途的,即可完成多种工作,如用于激光切割的机器人,对其终端工具稍加改变,即可用于焊接、喷漆或装置操作等工作。

域不可缺少的自动化设备。

这种分类法反应了机器人的产生和发展过程,因为它非常简明,故此书将采用这种分类法,并在以后的部分分别谈谈每一代机器人。

让我们不禁想起星球大战里的AT-ST星探步行者机器人图片 4

  第三个关键词是“操作机构”。其含义为:机器人工作时,需要一个移动工作对象的机构。正如机器人与其他自动化机器的区别在于它的程序可重编性和万能性,机器人与计算机的区别在于它有一个操作机构。

就目前观测来看它的驾驶舱应该能容纳至少1-3人,虽然没有明显的武器装备但是也不像是一个不能活动的模型,它的发动机、运载能力、装甲防护等都没有详细消息,可能目前也确实仅仅适用后方作战。

  最后,让我们研究“多种预编动作程序”的意义。其含义为:机器人工作处于动态过程中,即以连续生产活动为其主要特征。

在传感器和智能方面没有重大突破的话,这个机械上战场只能成为靶子,除非它有超强的机动能力和主动防护力。

  虽然这个定义看来相当抽象,而且有些模棱两可,但它确实把工业机器人与固定程序自动化机器区别开来,与类似食品处理机那种只需要更换配件便可完成调料至绞馅的多功能机器区别开来。同时,它也使机器人远远脱离了科学幻想类小说的范畴,因为机器人能否具备任何人类特征,归根到底是依赖于人类的创造才能。

它还像极了游戏战地2142里联盟的L5 Riesig战斗机甲图片 5

  通过这一番讨论,我们可以把机器人看作自动化机械发展道路上一个合理的重大进步。我们已经把由人控制的单一功能的生产机械发展为无人控制的多功能机械。工业革命被认为是创造机器人的新纪元:我们正在研究给机器人装上“眼睛”,使它具有人工智能,会“学习”和适应环境的变化。

这款步行者的雪橇脚应该能很好的缓解它对地面的压力,虽然较高的身躯可能使它成为比较好的目标,但是里面驾驶员和探测设备的视野也会很好,而且它还有可能会行进到坦克与装甲车不能及的路面。

  机器人的“种族”

我们都很清楚,如果这款机器人的动力和传感设备等有很好实际作用的话,那么它只差加装武器站和火控系统等,就可以成为一款大杀器!那么到底这款步行者明年或以后会不会给我们带来惊喜,给这个世界带来一场新的军事变革呢?让我们拭目以待把!

  机器人是科学技术发展到一定历史阶段的产物。按机器人和人工智能专家波斯佩洛夫的说法“科学始于分类”,那么,机器人又有那些类别呢?

什么是机器人?

  目前,对机器人还没有统一的分类,各派专家都按自己的标准提出了各自的分类法。从事研制和使用机器人的动力机和机械手的一些单位代表建议,应根据机器人的运动学、几何学和动力学等方面的特点来分类。如按机器人的运动参数来分类的话,要依据它的移动速度;如按几何参数来分类的话,要依据它的职能器官,首先是它的机械手的尺寸,按这些器官的移动范围来归类;如按动力学来划分的话,可依据重量把它分三类:小于5公斤(人用一只手能移动的重量)的算一类;5~40公斤 (人用双手能移动的重量)算一类;40公斤以上(必须在几个人的共同努力之下才能移动的重量)算一类。

机器人 实用上,机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置.机器人可接受人类指挥,也可以执行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动.机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作,例如制造业、建筑业,或是危险的工作. 机器人可以是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物.目前在工业、医学甚至军事等领域中均有重要用途. 欧美国家认为:机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有可以变更的多功能的自动机械,但是日本不同意这种说法.日本人认为“机器人就是任何高级的自动机械”,这就把那种尚需一个人操纵的机械手包括进去了.因此,很多日本人概念中的机器人,并不是欧美人所定义的. 现在,国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致.一般说来,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器.联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统.” 机器人能力的评价标准包括:智能,指感觉和感知,包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等;机能,指变通性、通用性或空间占有性等;物理能,指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等.因此,可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标机器. 机器人发展简史(引自《环球科学》2007年第二期) 1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中,根据Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人”这个词. 1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro.它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远.但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体. 1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”.虽然这只是科幻小说里的创造,但后来成为学术界默认的研发原则. 1948年 诺伯特·维纳出版《控制论》,阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律,率先提出以计算机为核心的自动化工厂. 1954年 美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人,并注册了专利.这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作,因此具有通用性和灵活性. 1956年 在达特茅斯会议上,马文·明斯基提出了他对智能机器的看法:智能机器“能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题,能够从抽象模型中寻找解决方法”.这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向. 1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人.随后,成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司.由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传,他也被称为“工业机器人之父”. 1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人,并出口到世界各国,掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮. 1962年-1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性.人们试着在机器人上安装各种各样的传感器,包括1961年恩斯特采用的触觉传感器,托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器,而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统,并在1965年,帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器,能识别并定位积木的机器人系统. 1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人.Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置,根据环境校正自己的位置.20世纪60年代中期开始,美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室.美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人,并向人工智能进发. 1968年 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey.它带有视觉传感器,能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大.Shakey可以算是世界第一台智能机器人,拉开了第三代机器人研发的序幕. 1969年 日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人.加藤一郎长期致力于研究仿人机器人,被誉为“仿人机器人之父”.日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长,后来更进一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO. 1973年 世界上第一次机器人和小型计算机携手合作,就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3. 1978年 美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA,这标志着工业机器人技术已经完全成熟.PUMA至今仍然工作在工厂第一线. 1984年 英格伯格再推机器人Helpmate,这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件.同年,他还预言:“我要让机器人擦地板,做饭,出去帮我洗车,检查安全”. 1998年 丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件,让机器人制造变得跟搭积木一样,...

  研究机器人控制系统的专家却提出了另一种建议:应该根据控制过程中人的参与程度来分类。即把机器人分为以下几种:第一类是生物工程机器人,包括由根据模仿原理控制的机器人,这就是那些像虾、蟹一样露于体表的外骨骼,即直接罩在机器人身上的机械动力架。属于这一类的还有不用人靠近,而由操作员从控制台控制的机器人,以及半自动机器人,即操作员从控制台视情况仅仅改变其动作程序的机器人。这些机器人不属于完全意义上的机器人之列,因为它们的智能完全或部分地由操作人员的智能所代替。第二类才是所谓的真正的机器人。这是自主操纵的机器人,即它工作时,不需要人去参与,它是装有人工电脑的自动机。我们从这里可以看出,这种分类法是根据机器人的智力程度作出的,即是由计算机的能力以及构成控制装置基础的软件的灵活性来确定的。

  不过,从事机器人应用的专家们却有自己的考虑:根据机器人的应用范围或生存环境来分类。他们认为,自然界里的动物形形色色,有的生活在地上,有的生活在地下,有的生活在空中,有的生活在海洋里;机器人也一样,它们为人类服务,有的在地上生活,有的在宇宙空中奔忙,有的忙碌于碧波荡漾的汪洋大海里,有的服役于极地冰川,有的置身在荒漠孤岛。

  现在的机器人大致有:工业机器人、农业机器人、运输机器人、建筑机器人、日常生活机器人。在控制论的推动下,人们认为这一大群机器人由电脑、遥测传感器、机械控制器支撑着,它们可以分为三大类,即生产用的机器人、供研究用的机器人和供生活用的机器人。

  1970年,有人就智能机器人的研究问题曾说过:机器人的进化是在动物进化达到极限,即人类出现之后开始的,在目前看来,它至少在某些领域内可以超过人类;动物的进化过程实际上是一个尝试与失误交替的过程,但机器人的进化目前则是经过人的深思熟虑的结果。

  正因为这样,机器人学专家们才紧紧把握着机器人进化的时代脉搏,不同意那些狭隘的专业分类法,他们提出了按代分类法:第一代机器人是工业机器人,它们是一些具有最简单智能的操作器,它们可以训练并完成预先指定的循环作业图表;第二代机器人是所谓的感觉机器人,它们的特点是具有各种感觉器官即传感器,如机器人的手位传感器、应力传感器好像是机器人的触觉器官,光电传感器是它独特的视觉器官,微音器则是它的听觉器官,如此等等;第三代机器人是智能机器人,这种机器人的使命不仅是模仿人的机械动作,而且是解决一些复杂的智力问题:识别零件的形状和位置,组装随意摆放的部件,识图,检查产品质量……

  这种分类法反应了机器人的产生和发展过程,因为它非常简明,故此本书将采用这种分类法,并在以后的部分分别谈谈每一代机器人。

  我们离不开机器人

  机器人的万能性和可编程序性,决定了它将取代其他一些自动化机器,特别是在生产中,它与我们人类紧密相连。由于它的万能性,可以提高生产率,改进产品质量,并从多方面降低生产成本。对于一个产品经常变化的市场来说,对机器人重新调整和编程所需费用,远远低于重新调整固定化的自动化机器。如果因为货币贬值和商品竞争而引起人们对产品的需求发生变化,则机器人的万能性对于尽快对产品进行局部调整,显得尤为重要。另外由于机器人承担了很多危险或令人厌烦的工作,许多的职业病、工伤及因此需要付出的高昂代价都可以避免了。因为机器人总是以相同的方式完成其工作,所以产品质量十分稳定,这也会给制造者带来确定的效益:产品的生产率可以预测,库存量也可以得到较好的控制。产品总价值中每一项费用的节省,都将提高产品在各种市场上的竞争能力。机器人的另一优点是可用于小批量生产,而固 (定)化的自动装置一般只对大批量的、标准化的生产才是有利的。

  使用机器人的理由还有很多。过去几年劳动力价格显著地提高,而人的工作速度并没有什么提高。由于工人工资太高,使用机器人可否降低成本,就引起了人们的极大关注。诚然,机器人的初始投资较高,可它一旦投入使用,则可以加快节奏、延长生产时间,创造更多的价值。同时,由于机器人承担了一些危险而单调的工作,人的工作条件也得到了改善。而机器人很少会产生像人一样的疲劳和厌烦,因而就不会生产出次品来,这样就降低了生产费用。机器人还可以在从原材料加工到汽车装配等多种应用中,使产量得到提高。另外,它特别适合在战场或危险环境下工作,例如在外层空间或海底工作。最后,同机器人打交道也很有趣。它为包括业余爱好者在内到高级机器人设计师的每一个人提供了大展宏图的机会。

  工业机器人已经在机械制造业得到了广泛的应用。机器人在高温、肮脏而危险的铸造过程中,把熔化的金属浇入铸模;另一个广泛应用是焊接。主要是为了连续进行点焊和缝焊,也是为了使人脱离对人有害、使人厌恶的高温和散发臭氧的环境。有害于健康的喷漆是机器人的又一个应用领域。因为机器人可以安全地均匀地喷涂极薄的漆膜,这就明显地节约了油漆的用量。繁重、危险而乏味的机器上下料,也是经常使用机器人的工作领域。在为完成一系列的工序,如机械零件加工和喷漆过程而设置的包括一组机器的自动生产单元中,机器人往往是它的中心环节。汽车、电机、计算机,以至机器人的装配是机器人崭新而有效的应用领域。

  在上述应用中,多数机器人是聋、哑、瞎和不动的,所以,使用这些机器人和自动化机器并无多大差别。智能机器人的出现,开辟了机器人全新的应用领域。智能机器人是装备有某些传 (递)感(觉)装置,能感知环境变化并作出反应的机器人。机器人学方面的研究表明,赋予机器人以有视觉的

  “眼睛”和有触觉的“手指”是完全可以办到的。人工智能是机器人特有的能力,它包括对环境的变化作出反应、适应、理解和决定。例如,在现场使用机器人最重要的问题就是安全,如果一个机器人装备了传感装置就能够探测到人的存在,当它探测到工作区内有人时,将由程序控制自动停止操作。已经成功应用的机器人具有“看”、“听”和“感觉”的能力。传感器的发展以及近年来机器人移动技术的发明,已促使机器人走出工厂,走进桔子园、养牛场或医院等截然不同的环境。

  机器人还可以用于家庭娱乐。某些未来派艺术家和某些超前研究者,如美国超等机器人制造公司把机器人看作是移动的消遣品或机器哨兵。另外一些人把它看作可以驱使的奴仆。目前这类应用仍属于初始阶段,但却给未来的机器人制造业以诱人的启迪。由于机器人的创造与应用,我们预计很多新型的工业将会应运而生。这些新型机器人可能应用的范围将主要受到人类想象力和创造力的局限。

  这是否意味着机器人能完成所有的工作,人们就没有工作可做了呢?它可以做所有最困难、最危险和最令人厌烦的工作,作为始终不渝的工人,机器人大大优于人类。它们可以每天工作24小时,每周工作七天,年复一年永无休止地做下去。但与人类的智能相比,机器人就相形见拙了。迄今发明的机器人中,还没有一个能完成人类做的每一项工作。人具有惊人的适应能力和创造能力;人在一生中,可以学会上千种工作;人还具有一套神秘的智力综合能力和聪颖的意识系统。所以人类的潜在能力是无限的。

  另外,人有感觉、感情和生物反应,唯有人可以帮助他人。例如,与通常的说法相反,机器人很可能当不好一个临时保姆,因为孩子所需要的人类情感关怀是它所不能提供的。只要研究一下人类在如何相互帮助方面,就可以作出机器人能否承担人类所有工作的最简明的回答。显然,我们永远也不可能做尽人类要做的所有的事情——对机器人来说更是如此。机器人从哪里来

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