1、近年來國內外機器人發展與運用綜述我國機器人發展戰略之我見姓名：班級：學號：指導教師：2010-5-29前言1920年，一個捷克作家（K-恰彼克）寫了一個劇本RossumUniversalRobot。劇中有一個長得像人，而且動作也像人，可以整日工作，不知疲倦的機器人名叫羅伯特robot。此后“robot”這一詞就向全世界鋪展開來，它體現了人類長期的一種愿望，這種愿望就是創造出一種機器，能夠代替人進行各種工作。這種想法成為機器人產生的一種客觀的要求。一、國內外機器人技術的發展與運用目前，機器人還沒有一個明確的定義，國際標準化組織（ISO）采納了美國機器人協會給“機器人”下的定義：“一種可以反復編程

2、和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機；或者為了執行不同的任務而具有可改變的和可編程動作的專門系統”。而機器人的外表不一定像人，或者根本不像人。制造機器人的目的是為了讓機器人能具有人的勞動機能，來代替人工作，減輕人的勞動負擔。機器人學是一門綜合性很強的學科。它與現代科學技術的機械學、機構學、力學、數學、計算機學、控制論、人工智能、電子工程、仿生學、行為學、認知論等都有著密切的聯系。這些科學技術的發展推動了機器人學的發展，而機器人學的發展反過來也推動了這些相關科學的發展。1942年美國科幻巨匠阿西莫夫提出了“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說里的創造，但后來卻成為了學術界默認的研發原則。自

3、從20世紀60年代人類制造了第一臺工業機器人以來，機器人就顯示出了極強的生命力。在經過40年的飛速發展之后，在工業發達國家，機器人已經廣泛應用各領域中。其按用途可分為：工業機器人、海洋開發機器人、極限環境機器人、宇宙開發機器人、軍事應用機器人、農牧業機器人、醫療福利機器人、類人機器人、娛樂競賽機器人等。20世紀50年代末，美國在機械手和操作機的基礎上，采用伺服機構和自動控制等技術，研制出有通用性的獨立的工業用自動操作裝置，并將其稱為工業機器人。60年代初，美國研制成功兩種工業機器人，并很快地在工業生產中得到應用。近些年，國際上工業機器人技術日趨成熟，已經成為制造行業的一種標準設備而在工業界廣泛

4、應用。而現在比較著名的工業機器人有瑞典的ABB日本的FANUCYaskwa德國的KU鄴KA美國的AdeptTechnology、意大利的COMAU等。據相關統計數據表明，工業機器人主要用于汽車工業及汽車零部件工業，這部分占整個機器人市場的61%工業機器人一般由機械本體、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置等構成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化生產設備。其中，焊接機器人可用于汽車車身裝焊、汽車零部件焊接等方面，代替人在惡劣的環境下工作，改善了手工焊、專機焊焊接質量不易保證，生產柔性差的缺點，減輕了人的勞動強度，適應了現代汽車生產的需要。止匕外，工業

5、機器人還用于噴漆、噴涂，搬運、上下料，加工、裝配等各個方面。目前，國際上的工業機器人公司主要分為日系和歐系。隨著科學技術的發展，人們對個領域的研究不斷深入，精益求精，提出了新的要求的目標，所以除了工業機器人，人類的活動領域不斷擴大，機器人應用也從制造領域向非制造領域發展。像海洋開發、宇宙探測、采掘、建筑、醫療、農林業、服務、娛樂等行業都提出了自動化和機器人化的要求。這些行業與制造業相比，其主要特點是工作環境的非結構化和不確定性，因而對機器人的要求更高，需要機器人具有行走功能，對外感知能力以及局部的自主規劃能力等，是機器人技術的一個重要發展方向。(1)水下機器人：美國的AUSS俄羅斯的MT-88

6、、法國的EPAVLARD水下機器人已用于海洋石油開采，海底勘查、救撈作業、管道敷設和檢查、電纜敷設和維護、以及大壩檢查等方面，形成了有纜水下機器人(remoteoperatedvehicle)和無纜水下機器人(autonomousunderwatervehicle)兩大類。(2)空間機器人：空間機器人一直是先進機器人的重要研究領域。目前美、俄、加拿大等國已研制出各種空間機器人。如美國NASA勺空間機器人Sojanor等。Sljanor是一輛自主移動車，重量為11.5kg,尺寸63048mm有6個車輪，它在火星上的成功應用，引起了全球的廣泛關注。(3)核工業用機器人：國外的研究主要集中在機構靈巧

7、，動作準確可靠、反應快、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機器人。已完成的典型系統，如美國ORM基于機器人的放射性儲罐清理系統、反應堆用雙臂操作器，加拿來大研制成功的輻射監測與故障診斷系統，德國的C7靈巧手等。(4)地下機器人：地下機器人主要包括采掘機器人和地下管道檢修機器人兩在類。主要研究內容為：機械結構、行走系統、傳感器及定位系統、控制系統、通信及遙控技術。目前日、美、德等發達國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器人，各種采機器人及自動化系統正在研制中。(5)醫用機器人：醫用機器人的主要研究內容包括：醫療外科手術的規劃與仿真、機器人輔助外

8、科手術、最小損傷外科、臨場感外科手術等。美國已開展臨場感外科(telepresencesurgery)的研究，用于戰場模擬、手術培訓、解剖教學等。法、英、意、德等國家聯合開展了圖像引導型矯形外科(telematics)計劃、袖珍機器人(biomed)計劃以及用于外科手術的機電手術工具等項目的研究，并已取得一些卓有成效的結果。(6)建筑機器人：日本已研制出20多種建筑機器人。如高層建筑抹灰機器人、預制件安裝機器人、室內裝修機器人、地面拋光機器人、擦玻璃機器人等，并已實際應有和。美國卡內基梅隆重大學、麻省理工學院等都在進行管道挖掘和埋設機器人、內墻安裝機器人等型號的研制、并開展了傳感器、移動技術和

9、系統自動化施工方法等基礎研究。英、德、法等國也在開展這方面的研究。(7)軍用機器人：近年來，美、英、法、德等國已研制出第二代軍用智能機器人。其特點是采用自主控制方式，能完成偵察、作戰和后勤支援等任務，在戰場上具有看、嗅和角摸能力，能夠自動跟蹤地形和選擇道路，并且具有自動搜索、識別和消滅敵方目標的功能。如美國的Navplab自主導航車、SSV半自主地面戰車，法國的自主式快速運動偵察車(DARDS,德國MV4S炸物處理機器人等。目前美國ORNLE在研制和開發Abrams坦克、愛國者導彈裝電池用機器人等各種用途的軍用機器人、美國戰斗機械狗等。二、我國機器人產業面臨的挑戰與發展戰略目前國內外機器人技術

10、正朝著智能化和多樣化方向發展。主要研究內容集中在工業機器人操作機結構的優化設計技術，機器人控制技術，多傳感系統，一體化技術，遙感及監控技術，虛擬機器人技術，多智能體調控技術，微型和微小機器人技術，軟件機器人技術，仿生和仿人技術等這些方面。工業機器人性能不斷提高，機械結構模塊化、重構化，控制系統標準化、網絡化。21世紀，機器人化機械開始興起，機器人技術成為影響我國發展的一個至關重要的因素，所以機器人技術的發展與應用對我國至關重要。隨著新興應用領域的不斷發展及傳統汽車產業的需求，我國機器人的需求不斷增加，特別是制造業的發展使機器人的應用保持穩定增長的勢頭。中國作為亞洲第三大的工業機器人需求國，隨著

11、產業結構調整升級不斷深入和國際制造也中心向中國轉移，我國機器人市場會進一步加大，市場擴展的速度也會進一步提高，然而，我國自己工業機器人的發展卻存在很多不利因素，限制了我國機器人的應用。首先，近年來我國引進了大量的先進技術，對提升我國的科研水平起到了重要的作用，但是我國的行業自主創新意識和能力不強，加之我國機器人技術的研究起步晚，技術儲備和發達國家有很大的差距，所以我國自主創新的能力相對較弱，機器人研發的水平與機器人需求不能很好的適應，導致我國絕大部分的機器人需要國外進口，這使我國的發展在一定程度上對國外的技術產生了依賴性，受到了技術制約。所以我國應著重培養機器人方面的創造型人才，為國家以后發展

12、儲備一直比較強大的隊伍，使我國的機器人技術可以穩步長足發展。其次，我國進口的工業機器人主要來自日本，2004年日本對華出口的機器人占我國進口的工業機器人的一半，其他歐洲品牌機器人，如ABBKUKACOMAU等，占據市場的另一半。近年隨著我國經濟快速增長，特別是汽車業的高速發展，每年新增工業機器人的臺數和總量都在快速增長。在我國制造業從勞動密集型向現代化方向發展的同時，機器人保有量達到一定的規模，但與發達國家相比仍然有不少差距。我國機器人需求的不斷增長與我國機器人的開發生產技術相對較弱、產業化規模小形成的強烈的反差，這為我國機器人產業化提供了很大的發展空間。面對中國這樣龐大的市場，每一個機器人供

13、應商都有著非常大的用武之地。目前，我國的不少機器人實現了小批量生產，但是規模小，不能形成自己的品牌，一些基礎零部件的制造在能力低，精度差，造成一些關鍵的零部件依賴進口，造成我國一些產品制造的成本提高，使市場價格上漲，影響了機器人的推廣，從而一定程度抑制了機器人應用的推廣。另外，由于我國人口眾多，勞動力廉價，所以讓你們運用機器人代替人類工作的意識不強；并且如果機器人迅速席卷，大量的工作由機器人來做，會導致勞動力需求下降，那么中國13億人口將有很大一部分沒有工作可做，失去生活來源，這種情況也在某程度上使機器人的廣泛運用受到了抑制。中國機器人產業現在正處于關鍵的轉折點。鑒于以上種種因素，第一，政府應增大對機器人技術研究的鼓勵政策和經濟支持，重視基礎項目的研究；第二，鼓勵機器人產業發展，投資支持機器人的研究開發，并進行重點突破；第三，鼓勵企業應用自己民族的機器人產品，從而擺脫對進口機器人的依賴性，發展自己民族的機器人產業，并且開拓國外機器人市場；第四，鼓勵基礎部件的開發研究，降低機器人開發的成本，促進機器人產業化、規?；a，降低機器人市場價格，使機器人更易于被接受，能廣泛的應用到生活中去，而不是對家用機器人等望而卻步；第五，對機器人前沿科技的研究給予大力支持，加強國際