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標(biāo)題: 機(jī)器人及其技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介 [打印本頁(yè)]

作者: 天氣 時(shí)間: 2006-7-17 09:45
標(biāo)題: 機(jī)器人及其技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介
機(jī)器人及其技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介

摘要：本文通過(guò)簡(jiǎn)單介紹機(jī)器人的誕生、發(fā)展過(guò)程以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，討論了機(jī)器人及其技術(shù)發(fā)展的情況，并進(jìn)一步說(shuō)明了機(jī)器人與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命有著密切的關(guān)系，符合科技革命關(guān)于生產(chǎn)實(shí)踐需要的理論。機(jī)器人作為一種高技術(shù)，是不斷發(fā)展和完善的，這種不斷的發(fā)展和完善是通過(guò)技術(shù)革命的內(nèi)在推動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，機(jī)器人的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，極大地推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步。

機(jī)器人的誕生和發(fā)展與科學(xué)技術(shù)革命有著密切的關(guān)系，符合科技革命關(guān)于生產(chǎn)實(shí)踐需要的理論。機(jī)器人作為一種高技術(shù)，也是不斷發(fā)展和完善的，這種不斷的發(fā)展和完善是通過(guò)科技革命的內(nèi)在推動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，機(jī)器人的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使科學(xué)技術(shù)成為顯見(jiàn)的生產(chǎn)力，極大地推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)著人民生活的改善，推動(dòng)著生產(chǎn)力的提高，推動(dòng)著整個(gè)社會(huì)的進(jìn)步。機(jī)器人技術(shù)作為當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿學(xué)科，將成為未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)和生活中不可缺少的角色。

1 現(xiàn)代機(jī)器人的產(chǎn)生
1．1 早期機(jī)器人的出現(xiàn)
機(jī)器人，英語(yǔ)為ROBOT，意思是一種干臟活的人形機(jī)器。它體現(xiàn)了人類長(zhǎng)期以來(lái)的一種愿望，即創(chuàng)造一種像人一樣的智能機(jī)器，以便能夠代替人去進(jìn)行各種各樣的工作。機(jī)器人雖然是一個(gè)新造詞，但關(guān)于機(jī)器人這一思想的淵源，卻可以追溯到遙遠(yuǎn)的古代。早在我國(guó)西周時(shí)期，就有能工巧匠侶師制作了一個(gè)歌舞“機(jī)器人”獻(xiàn)給周穆王；公元前3世紀(jì)，古希臘發(fā)明家戴達(dá)羅斯用青銅為可里特島國(guó)王邁諾斯塑造了一個(gè)守衛(wèi)寶島的青銅衛(wèi)士塔羅斯；我國(guó)東漢時(shí)期，張衡發(fā)明了用于軍事的指南車，可以說(shuō)它是最早的移動(dòng)機(jī)器人雛形。
隨著科技的發(fā)展，18世紀(jì)出現(xiàn)了以蒸汽機(jī)發(fā)明為標(biāo)志的第一次技術(shù)革命，這引起了古代機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步。1893年More制造了“蒸汽人”，它的腰由桿件支撐，靠蒸汽驅(qū)動(dòng)雙腿沿圓周運(yùn)動(dòng)。以上這些自動(dòng)玩具或自動(dòng)作業(yè)機(jī)的出現(xiàn)均是以當(dāng)時(shí)的科學(xué)和技術(shù)為基礎(chǔ)。用現(xiàn)代的眼光來(lái)看，它們的功能是單一的，實(shí)現(xiàn)方法是落后的，但它們卻代表了當(dāng)時(shí)的最高科技水平。
1． 2現(xiàn)代機(jī)器人的產(chǎn)生
20世紀(jì)，人類取得了輝煌的成就，從量子力學(xué)、相對(duì)論的創(chuàng)立，原子能的應(yīng)用，脫氧核糖核酸雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，到信息技術(shù)的騰飛，人類基因工作草圖的繪就，世界科學(xué)發(fā)生了深刻的變革。信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、海洋技術(shù)、航空航天技術(shù)等都取得了重大突破。此時(shí)，科學(xué)技術(shù)化，技術(shù)科學(xué)化，科學(xué)技術(shù)密不可分，出現(xiàn)了人類歷史上第一次科學(xué)與技術(shù)的綜合性革命――現(xiàn)代科技革命圓。
現(xiàn)代機(jī)器人是電子工程學(xué)、機(jī)械學(xué)、控制論與控制工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、人類學(xué)、社會(huì)學(xué)、人工智能、生物學(xué)等多學(xué)科的集成，所以它是多學(xué)科科技革命的必然結(jié)果。
當(dāng)時(shí)電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)，電子技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)了受計(jì)算機(jī)控制的可編程的數(shù)控機(jī)床，與機(jī)器人相關(guān)的控制技術(shù)和零部件加工有了扎實(shí)的基礎(chǔ)。另一方面，人類需要開(kāi)發(fā)自動(dòng)機(jī)械，代替人去從事一些惡劣環(huán)境下的工作，比如在原子能的研究過(guò)程中，由于存在大量放射性，要求用某種操作機(jī)械代替人來(lái)處理放射性物質(zhì)。正是在這一背景下，美國(guó)原子能委員會(huì)的阿爾貢研究所于1947年開(kāi)發(fā)了一種遙控機(jī)械手代替人，1948年又開(kāi)發(fā)了主從機(jī)械手。1954年美國(guó)人喬治?德沃爾設(shè)計(jì)出了第一臺(tái)可編程(示教再現(xiàn)型)的工業(yè)機(jī)器人，在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了Un5m此on公司，并于1962年生產(chǎn)出來(lái)，取名為Unimate。此機(jī)器人在美國(guó)通用汽車公司(CM)投入使用，這標(biāo)志著第一代機(jī)器人的誕生。從此，機(jī)器人開(kāi)始成為社會(huì)系統(tǒng)中的一員，影響著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步。

2 現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展
從20世紀(jì)60年代初，美國(guó)生產(chǎn)出最初的工業(yè)機(jī)器人，到20世紀(jì)80年代初，機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)期緩慢的發(fā)展過(guò)程。到了20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。除了工業(yè)機(jī)器人水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的先進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)展?，F(xiàn)將按工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人兩條技術(shù)發(fā)展路線分述機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程。
2．1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程問(wèn)
1) 機(jī)器人操作機(jī)。通過(guò)有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用，機(jī)器人操作機(jī)已實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)。以德國(guó)KUKA公司為代表的機(jī)器人公司，已將機(jī)器人并聯(lián)平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)，拓展了機(jī)器人的工作范圍，加之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用，大大提高了機(jī)器人的性能。此外采用先進(jìn)的RV減速器及交流伺服電機(jī)，使機(jī)器人操作機(jī)幾乎成為免維護(hù)系統(tǒng)。
2) 并聯(lián)機(jī)器人。利用機(jī)器人技術(shù)，采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量及加工，這是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展，為將來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。意大利COMAU公司，日本FANUC等公司已開(kāi)發(fā)出了此類產(chǎn)品。我國(guó)的燕山大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等也研制出了此類產(chǎn)品。
3) 機(jī)器人控制系統(tǒng)。由于控制理論、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人控制系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提。高，已由過(guò)去控制標(biāo)準(zhǔn)的6軸機(jī)器人發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制21軸甚至27軸，并且實(shí)現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制，出現(xiàn)了基于學(xué)習(xí)或進(jìn)化方式的控制方法。人機(jī)界面更加友好，基于圖形操作的界面也已問(wèn)世。編程方式仍以示教編程為主，但在某些領(lǐng)域的離線編程已實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。
4) 機(jī)器人傳感系統(tǒng)。微電子技術(shù)和新材料的發(fā)展，推動(dòng)了傳感技術(shù)的進(jìn)步。激光傳感器、視覺(jué)傳感器、力傳感器、觸覺(jué)傳感器在機(jī)器人系統(tǒng)中已得到成功應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作業(yè)等，大大提高了工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。日本KAwASAKI、YASKAwA、rANuc和瑞典ABB、德國(guó)KuKA、REIs等公司皆推出了此類產(chǎn)品。
5) 網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人群體。互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，使機(jī)器人由過(guò)去的獨(dú)立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進(jìn)了一大步。日本YJASKAwA和德國(guó)KUKA公司的最新機(jī)器人控制器已實(shí)現(xiàn)了與CaId)us、PID5Lus總線及一些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化工業(yè)機(jī)器人群體，使機(jī)器人由過(guò)去的專用設(shè)備向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備發(fā)展。
6) 機(jī)器人可靠性。由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高。過(guò)去機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性MTBF一般為幾千小時(shí)，而現(xiàn)在已達(dá)到5萬(wàn)小時(shí)，幾乎可以滿足任何場(chǎng)合的需求。
2．2 特種機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程
隨著人類的活動(dòng)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，機(jī)器人應(yīng)用也從制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域迅速發(fā)展。像海洋開(kāi)發(fā)、宇宙探測(cè)、采掘、建筑、醫(yī)療、農(nóng)林業(yè)、服務(wù)、娛樂(lè)等行業(yè)都提出了自動(dòng)化和機(jī)器人化的要求。這些行業(yè)與制造業(yè)相比，其主要特點(diǎn)是工作環(huán)境的非結(jié)構(gòu)化和不確定性，因而對(duì)機(jī)器人的要求更高，需要機(jī)器人具有行走功能，對(duì)外感知能力以及局部的自主規(guī)劃能力等，是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。
1) 水下機(jī)器人。美國(guó)的AUSS、俄羅斯的MT―88、法國(guó)的EPAVLARD、中國(guó)的“探索者”和CR―01A等水下機(jī)器人已用于海洋石油開(kāi)采，海底勘查、救撈作業(yè)、管道敷設(shè)和檢查、電纜敷設(shè)和維護(hù)以及大壩檢查等方面，形成了有纜水下機(jī)器人(RoV)和無(wú)纜水下機(jī)器人(AUV)兩大類。
2) 空間機(jī)器人。空間機(jī)器人是先進(jìn)機(jī)器人的重要研究領(lǐng)域，引起了各國(guó)的高度重視。目前美、俄、加拿大等國(guó)已研制出各種空間機(jī)器人。最早的太空機(jī)器人出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)的月球―17探測(cè)器把世界上第一臺(tái)月球巡視機(jī)器人――月球車―1帶到了月球。后來(lái)，月球―21探測(cè)器把實(shí)用型月球車―2帶到月球，此車重840kg，車上安裝有電視攝像機(jī)和多種環(huán)境科學(xué)測(cè)量?jī)x器，它在月球上工作了4個(gè)多月，行程37km，把大量的月球照片和測(cè)量結(jié)果發(fā)送回地球。再如美國(guó)NASA的空間機(jī)器人幼Mor，它是一輛自主移動(dòng)車，重量為U．5kg，有6個(gè)車輪，它在火星上的成功應(yīng)用，引起了全球的廣泛關(guān)注。
3) 核工業(yè)用機(jī)器人。國(guó)外的研究主要集中在機(jī)構(gòu)靈巧，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、反應(yīng)快、重量輕、剛度好、便于裝卸與維修的高性能伺服手以及半自主和自主移動(dòng)機(jī)器人。已完成的典型系統(tǒng)，如美國(guó)oRML基于機(jī)器人的放射性儲(chǔ)罐清理系統(tǒng)、反應(yīng)堆用雙臂操作器，加拿大研制成功的輻射監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，德國(guó)的C7靈巧手等。
4) 地下機(jī)器人。地下機(jī)器人主要包括采掘機(jī)器人和地下管道檢修機(jī)器人兩大類。主要研究?jī)?nèi)容為：機(jī)械結(jié)構(gòu)、行走系統(tǒng)、傳感器及定位系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信及遙控技術(shù)。目前日、美、德、中等國(guó)家已研制出了地下管道和石油、天然氣等大型管道檢修用的機(jī)器人，各種采掘機(jī)器人及自動(dòng)化系統(tǒng)正在研制中。
5) 醫(yī)用機(jī)器人。醫(yī)用機(jī)器人的主要研究?jī)?nèi)容包括：醫(yī)療外科手術(shù)的規(guī)劃與仿真、機(jī)器人輔助外科手術(shù)、最小損傷外科、臨場(chǎng)感外科手術(shù)等。美國(guó)已開(kāi)展臨場(chǎng)感外科(Telepresence SurgeIy)的研究，用于戰(zhàn)場(chǎng)模擬、手術(shù)培訓(xùn)、解剖教學(xué)等。法、英、意、德等國(guó)家聯(lián)合開(kāi)展了圖像引導(dǎo)型矯形外科(Telemahcs)計(jì)劃、袖珍機(jī)器人(Biomed)計(jì)劃以及用于外科手術(shù)的機(jī)電手術(shù)工具等項(xiàng)目的研究，并已取得一些卓有成效的成果。我國(guó)的北京航空航天大學(xué)和海軍總醫(yī)院研制出腦外科手術(shù)機(jī)器人，并成功地應(yīng)用在臨床上。
6) 建筑機(jī)器人。日本已研制出20多種建筑機(jī)器人。如高層建筑抹灰機(jī)器人、預(yù)制件安裝機(jī)器人、室內(nèi)裝修機(jī)器人、地面拋光機(jī)器人、擦玻璃機(jī)器人等，并已實(shí)際應(yīng)用。美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、麻省理工學(xué)院等都在進(jìn)行管道挖掘和埋沒(méi)機(jī)器人、內(nèi)墻安裝機(jī)器人等型號(hào)的研制，并開(kāi)展了傳感器、移動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)自動(dòng)化施工方法等基礎(chǔ)研究。中、英、德、法等國(guó)也在開(kāi)展這方面的研究。
7) 軍用機(jī)器人。美、英、法、德等國(guó)已研制出第二代軍用智能機(jī)器人。其特點(diǎn)是采用自主控制方式，能完成偵察、作戰(zhàn)和后勤支援等任務(wù)，在戰(zhàn)場(chǎng)上具有看、嗅和觸模能力，能夠自動(dòng)跟蹤地形和選擇道路，并且具有自動(dòng)搜索、識(shí)別和消滅敵方目標(biāo)的功能。如美國(guó)的Navldb自主導(dǎo)航車、路V半自主地面戰(zhàn)車，法國(guó)的自主式快速運(yùn)動(dòng)偵察車(DARDS)，德國(guó)MV4爆炸物處理機(jī)器人等。目前美國(guó)oRNL正在研制和開(kāi)發(fā)Abrams坦克、愛(ài)國(guó)者導(dǎo)彈裝電池用機(jī)器人等各種用途的軍用機(jī)器人。
8) 微型機(jī)器人。微型機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)80年代。微電子技術(shù)的發(fā)展，使得成千上萬(wàn)的電子元件在很小的空間內(nèi)集成已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。受其影響，人們開(kāi)始沒(méi)想將微型傳感器、微處理器、微型執(zhí)行機(jī)構(gòu)等器件在極小的空間內(nèi)進(jìn)行集成，組成微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)或微型機(jī)器人。這樣的機(jī)器人，在生物血管疾病診斷和治療，高級(jí)儀器設(shè)備的檢修清洗等許多領(lǐng)域中有重要應(yīng)用。目前，美國(guó)已經(jīng)研制出昆蟲(chóng)大小的飛行機(jī)器人，它具有與真實(shí)昆蟲(chóng)一樣的大小和外表，能夠遙控飛行，主要用于戰(zhàn)爭(zhēng)現(xiàn)場(chǎng)的近距離偵察和目標(biāo)攻擊；日本研制出直徑只有幾個(gè)毫米的機(jī)器人，用于進(jìn)人人體腸道進(jìn)行疾病診斷。我國(guó)的上海交通大學(xué)等單位也研制出了微型管道機(jī)器人，用于設(shè)備檢測(cè)。
另外，仿人形機(jī)器人在人工智能技術(shù)和微計(jì)算機(jī)技術(shù)的指導(dǎo)下，已具備了對(duì)話能力、運(yùn)動(dòng)能力和自主完成某些特定任務(wù)的能力；在市場(chǎng)需求的牽引下，農(nóng)業(yè)機(jī)器人、地下機(jī)器人等也已進(jìn)入實(shí)用化研究階段。
2．3 科學(xué)技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)的相互作用
從機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程可以看出，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、信息技術(shù)等的飛速發(fā)展，使機(jī)器人在功能和技術(shù)層次上有了很大的提高，機(jī)器人的視覺(jué)、觸覺(jué)、自主控制等技術(shù)就是典型的代表。由于這些技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)器人概念的延伸。20世紀(jì)80年代，將具有感覺(jué)、思考、決策和動(dòng)作能力的系統(tǒng)稱為智能機(jī)器人，這是一個(gè)概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導(dǎo)了機(jī)器人技術(shù)的研究和應(yīng)用，而且又賦予了機(jī)器人技術(shù)向深廣發(fā)展的巨大空間，水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、空中機(jī)器人、地面機(jī)器人、微小型機(jī)器人等各種用途的機(jī)器人相繼問(wèn)世，許多夢(mèng)想成為了現(xiàn)實(shí)。將機(jī)器人的單元技術(shù)滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域形成了各式各樣的新機(jī)器――機(jī)器人化機(jī)器。當(dāng)前與信息技術(shù)的交互和融合產(chǎn)生了“軟件機(jī)器人”、“網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人”；與納米技術(shù)、分子生物學(xué)的交叉和融合又產(chǎn)生了“納米機(jī)器人”；今后也許與克隆技術(shù)的結(jié)合將會(huì)產(chǎn)生“克隆機(jī)器人”問(wèn)。這說(shuō)明了機(jī)器人所具有的創(chuàng)新活力，也說(shuō)明了客觀世界是一個(gè)相互作用，相互聯(lián)系的統(tǒng)一世界。任何一門(mén)學(xué)科都是對(duì)客觀世界某一方面或某種運(yùn)動(dòng)形式的本質(zhì)和規(guī)律的正確反映，客觀世界普遍聯(lián)系的特征也必然會(huì)在各門(mén)學(xué)科的思想、理論體系中反映出來(lái)，同時(shí)也決定了各門(mén)學(xué)科之間的相互聯(lián)系、相互依賴和相互作用的關(guān)系，決定了它們是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的科學(xué)整體。機(jī)器人融合了計(jì)算機(jī)、信息、自動(dòng)控制、機(jī)械、仿生等技術(shù)，從而使機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與其它學(xué)科的技術(shù)發(fā)展極為密切?？v觀機(jī)器人的發(fā)展史，我們可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人是隨著其它學(xué)科的興旺發(fā)達(dá)而呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)的。
相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，而機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步又將刺激與推動(dòng)各相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)的不斷發(fā)展。機(jī)器人與其它學(xué)科的關(guān)系不僅僅是索取，它們是相互促進(jìn)，共同發(fā)展的伙伴。如微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等發(fā)展的同時(shí)，也促進(jìn)了機(jī)器人能力的發(fā)展，人工智能的發(fā)展，也促進(jìn)了智能機(jī)器人的產(chǎn)生和發(fā)展，納米技術(shù)的出現(xiàn)，導(dǎo)致了納米機(jī)器人的誕生，同時(shí)機(jī)器人的發(fā)展反過(guò)來(lái)又在促進(jìn)著生物科學(xué)、海洋科學(xué)、空間科學(xué)、人工智能等的發(fā)展，為它們提供必不可少的研究手段、研究載體，提高它們的研究效率和研究水平，縮短它們的研究周期。機(jī)器人的發(fā)展也給計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制、機(jī)械等提出了更高的要求，為它們提出了新的研究課題，促進(jìn)著它們的進(jìn)步和發(fā)展。
3 機(jī)器人的未來(lái)
當(dāng)今機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有兩個(gè)突出的特點(diǎn)：一是在橫向上，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，機(jī)器人的種類日趨增多；一是在縱向上，機(jī)器人的性能不斷提高，并逐步向智能化方向發(fā)展。21世紀(jì)，機(jī)器人技術(shù)將繼續(xù)是科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展必將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。在未來(lái)的100年中，科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展將會(huì)使機(jī)器人技術(shù)提高到一個(gè)更高的水平。機(jī)器人將成為人類的伙伴，更加廣泛地參與人類的生產(chǎn)活動(dòng)和社會(huì)生活。
3．1 機(jī)器人未來(lái)技術(shù)研究目前，國(guó)際機(jī)器人界都在加大科研力度，進(jìn)行機(jī)器人共性技術(shù)的研究，并朝著智能化和多樣化方向發(fā)展。未來(lái)機(jī)器人技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容集中在以下幾個(gè)方面：
1) 工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，進(jìn)一步提高負(fù)載／自重比，同時(shí)機(jī)構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。
2) 機(jī)器人控制技術(shù)。重點(diǎn)研究開(kāi)放式，模塊化控制系統(tǒng)，人機(jī)界面更加友好，語(yǔ)言、圖形編程界面正在研制之中。機(jī)器人控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于PC機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)。
3) 多傳感系統(tǒng)。為進(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性，多種傳感器的使用是其問(wèn)題解決的關(guān)鍵。其研究熱點(diǎn)在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及非乎穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。
4) 機(jī)器人遙控及監(jiān)控技術(shù)，機(jī)器人半自主和自主技術(shù)，多機(jī)器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機(jī)器人遙控系統(tǒng)，在有時(shí)延的情況下，建立預(yù)先顯示進(jìn)行遙控等。
5) 虛擬機(jī)器人技術(shù)。基于多傳感器、多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)以及臨場(chǎng)感應(yīng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的虛擬遙控操作和人機(jī)交互。
6) 多智能體控制技術(shù)。這是目前機(jī)器人研究的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。主要對(duì)多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機(jī)理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進(jìn)行研究。
7) 微型和微小機(jī)器人技術(shù)。這是機(jī)器人研究的一個(gè)新的領(lǐng)域和重點(diǎn)發(fā)展方向。過(guò)去的研究在該領(lǐng)域幾乎是空白，因此該領(lǐng)域研究的進(jìn)展將會(huì)引起機(jī)器人技術(shù)的一場(chǎng)革命，并且對(duì)社會(huì)進(jìn)步和人類活動(dòng)的各個(gè)方面產(chǎn)生不可估量的影響，微型機(jī)器人技術(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、控制方法、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及行走技術(shù)等方面。
8) 軟機(jī)器人技術(shù)。主要用于醫(yī)療、護(hù)理、休閑和娛樂(lè)場(chǎng)合。傳統(tǒng)機(jī)器人設(shè)計(jì)末考慮與人緊密共處，因此其結(jié)構(gòu)材料多為金屬或硬性材料，軟機(jī)器人技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機(jī)器人意外地與環(huán)境或人碰撞時(shí)是安全的，機(jī)器人對(duì)人是友好的。
9) 仿人和仿生技術(shù)。這是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的最高境界，目前僅在某些方面進(jìn)行一些基礎(chǔ)研究。
3．2 決定機(jī)器人未來(lái)發(fā)展的因素
人類生產(chǎn)活動(dòng)的需要是生產(chǎn)作業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的基本動(dòng)力，社會(huì)的科學(xué)技術(shù)水平是機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)。
目前，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展尚存在許多待解決的瓶頸問(wèn)題。從仿生學(xué)角度看，現(xiàn)代機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還是相當(dāng)笨重的，雖然人們?cè)?jīng)努力創(chuàng)造了數(shù)種用于機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但是現(xiàn)在還沒(méi)有任何驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能與人的肌肉相媲美；需要研究體積小、重量輕、出力大、靈敏度高的新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于取代現(xiàn)在使用的笨重的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，還需要解決可攜帶能源問(wèn)題，研究新型高效能源。現(xiàn)在使用的蓄電池的體積和重量，相對(duì)其蓄電容量來(lái)講，顯得太大、太重；計(jì)算機(jī)的信息傳輸與處理速度還不夠快，還不能滿足機(jī)器人實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)的需要；機(jī)器人的“思維能力”也將取決于計(jì)算機(jī)的智能化程度；傳感器的微型化和集成化仍然不能滿足機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展需要；納米機(jī)器人的研究，需要人們對(duì)生命過(guò)程分子水平生物學(xué)原理的每一步都有深刻的認(rèn)識(shí)；水下機(jī)器人的研究，要求解決動(dòng)力定位的控制問(wèn)題、遠(yuǎn)距離水下通信和能源問(wèn)題；為了提高太空機(jī)器人的可靠性和靈活性，促進(jìn)其智能化和微型化，需要研究用靈巧的、可變形的材料來(lái)代替電動(dòng)機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；機(jī)器人的進(jìn)化研究，需要人們搞情人類社會(huì)進(jìn)化的每一步，研究其機(jī)器實(shí)現(xiàn)的方法等。
機(jī)器人的發(fā)展給現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提出了亟待解決的問(wèn)題，問(wèn)題的解決又將極大地推動(dòng)機(jī)器人的進(jìn)步。在21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)，機(jī)器人種類更加繁多，機(jī)器人家族將會(huì)越來(lái)越興旺，機(jī)器人也將越來(lái)越多才多藝，越來(lái)越聰明伶俐。同時(shí)，機(jī)器人將進(jìn)一步促進(jìn)人類社會(huì)科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。機(jī)器人將使世界的明天更加絢麗多彩。

作者: livecs68 時(shí)間: 2006-7-17 10:11
標(biāo)題: Re: 機(jī)器人及其技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介
數(shù)學(xué)模型和反饋傳感都非常重要,兩者都有較高水平,行業(yè)的水平就高.

作者: 長(zhǎng)征 時(shí)間: 2007-11-17 08:32
在中央臺(tái)上不看到過(guò)中國(guó)農(nóng)民制造機(jī)械人的嗎,有個(gè)超級(jí)王老五,還有一個(gè)會(huì)拉車的補(bǔ)別人買(mǎi)去嗎,我們應(yīng)該向這位農(nóng)民學(xué)經(jīng)驗(yàn)

作者: zhanditulong 時(shí)間: 2007-11-20 18:36
研究型機(jī)器人需要搞,跟需要真正的國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的

作者: 超級(jí)盤(pán)古天地 時(shí)間: 2008-6-13 19:38
標(biāo)題: 關(guān)注未來(lái)
博士你能不能應(yīng)用你們的團(tuán)隊(duì)研究出來(lái)的類人型機(jī)器人，再輸入人腦記憶思維，使這個(gè)機(jī)器人具有人類的記憶系統(tǒng)，使之成為真正的人工智能型機(jī)器生物。那一定可以超越日本，使我們的科技水平達(dá)到亞洲最高水平。應(yīng)該可以跟美國(guó)相比。如果你們有什么條件可以提出來(lái)，我會(huì)全力配合，也會(huì)不顧性命全力參與其中。這是我一個(gè)科學(xué)愛(ài)好者的愿望，也是為了人類未來(lái)的希望。
如有興趣請(qǐng)與我聯(lián)系：cbaluyi@yahoo.com.cn

作者: uuk 時(shí)間: 2008-6-20 17:48
能不能介紹下編程方面的東西，我還是新手！
謝謝??！

作者: yy1198410536 時(shí)間: 2011-2-11 15:18
研究型機(jī)器人需要搞,跟需要真正的國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的

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