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文檔簡介

1、機器人技術發展機器人技術發展機器人的發展史機器人的發展史機器人大致經歷了三個成長階段,也即三個時代:第一代為簡單個體機器人第二代為群體勞動機器人第三代為類似人類的智能機器人,它的未來發展方向是有知覺、有思維、能與人對話。第一代機器人屬于示教再現型,第二代則具備第一代機器人屬于示教再現型,第二代則具備了感覺能力,第三代機器人是智能機器人,它了感覺能力,第三代機器人是智能機器人,它不僅具備了感覺能力,而且還具有獨立判斷和不僅具備了感覺能力,而且還具有獨立判斷和行動的能力,并具有記憶、推理和決策的能力,行動的能力,并具有記憶、推理和決策的能力,因而能夠完成更加復雜的動作。智能機器人在因而能夠完成更加

2、復雜的動作。智能機器人在發生故障時,通過自我診斷裝置能自我診斷出發生故障時,通過自我診斷裝置能自我診斷出發生故障部位,并能自我修復。今天,智能機發生故障部位,并能自我修復。今天,智能機器人的應用范圍大大地擴展了。除工農業生產器人的應用范圍大大地擴展了。除工農業生產外,機器人已應用到各行各業,并已初步具備外,機器人已應用到各行各業,并已初步具備了人類的特點。機器人向著智能化、擬人化發了人類的特點。機器人向著智能化、擬人化發展的道路,是沒有止境的。展的道路,是沒有止境的。第一代工業實用機器人第一代工業實用機器人“尤尼梅特尤尼梅特”第二代機器人第二代機器人20072007年年9 9月月2828日,在

3、西班牙的巴日,在西班牙的巴塞羅那,第二代塞羅那,第二代“阿西莫阿西莫”雙雙腳步行機器人亮相并表演踢足腳步行機器人亮相并表演踢足球。球。20072007年年9 9月月2828日,在西班牙的巴日,在西班牙的巴塞羅那,第二代塞羅那,第二代“阿西莫阿西莫”雙雙腳步行機器人亮相并表演上樓腳步行機器人亮相并表演上樓梯。梯。第三代機器人第三代機器人第三代機器人是智能機器人,它是利用各種傳感器、測第三代機器人是智能機器人,它是利用各種傳感器、測量器等來獲取環境信息,然后利用智能技術進行識別、量器等來獲取環境信息,然后利用智能技術進行識別、理解、推理最后作出規劃決策,能自主行動實現預定目理解、推理最后作出規劃決

4、策,能自主行動實現預定目標的高級機器人。標的高級機器人。機器人在水中游泳計算機技術和人工智能技術的飛速發展,使機器人在功能計算機技術和人工智能技術的飛速發展,使機器人在功能和技術層次上有了很大的提高,移和技術層次上有了很大的提高,移 動機器人和機器人的視動機器人和機器人的視覺和觸覺等技術就是典型的代表。覺和觸覺等技術就是典型的代表。由于這些技術的發展,由于這些技術的發展,推動了機器人概念的延推動了機器人概念的延伸。在研究和開發未知伸。在研究和開發未知及在不確定環境下作業及在不確定環境下作業的機器人的過程中,人的機器人的過程中,人們逐步認識到機器人技們逐步認識到機器人技術的本質是感知、決策、術的

5、本質是感知、決策、行動和交互技術的結合。行動和交互技術的結合。8080年代以來,人們將具年代以來,人們將具有感覺、思考、決策和有感覺、思考、決策和動作能力的系統稱為動作能力的系統稱為智智能機器人。能機器人。 現代機器人的發展現代機器人的發展 機器人若是具有認知能力、學習能力、思維能力機器人若是具有認知能力、學習能力、思維能力以及適應環境的能力就屬于智能機器人了。智能以及適應環境的能力就屬于智能機器人了。智能機器人一般由三大部分組成:機器人一般由三大部分組成:運動部分、智能部運動部分、智能部分和感覺部分。分和感覺部分。 運動部分,包括行走機構、機械手、手爪;運動部分,包括行走機構、機械手、手爪;

6、 智能部分,包括有認知能力、學習能力、思維能智能部分,包括有認知能力、學習能力、思維能力和決策能力的裝置;力和決策能力的裝置; 感覺部分,包括有視覺、聽覺、觸覺、接近覺的感覺部分,包括有視覺、聽覺、觸覺、接近覺的裝置。裝置。 智能機器人由感覺裝置感受到外界環境的狀智能機器人由感覺裝置感受到外界環境的狀況,產生信息,并由電腦進行識別。況,產生信息,并由電腦進行識別。 電腦中存儲許多知識,也就是存儲許多規則電腦中存儲許多知識,也就是存儲許多規則和數據。電腦根據已有的知識,對得到的外和數據。電腦根據已有的知識,對得到的外界信號加以分析、判斷、推理,最后做出決界信號加以分析、判斷、推理,最后做出決策,

7、產生控制信號,驅動機器人的行走的任策,產生控制信號,驅動機器人的行走的任務機構、機械手和手爪運動,完成操作。這務機構、機械手和手爪運動,完成操作。這樣,不但能適應外界環境的變化,而且還能樣,不但能適應外界環境的變化,而且還能完成復雜。完成復雜。 智能機器人的功能與人更接近了,但是它與智能機器人的功能與人更接近了,但是它與人相比還相差很遠。人有智力、情感和意識。人相比還相差很遠。人有智力、情感和意識。目前最高級機器人的智力也只相當于小孩子目前最高級機器人的智力也只相當于小孩子的智力,但沒有感情和意識的智力,但沒有感情和意識( (有的機器人有表有的機器人有表情,但還沒有感情情,但還沒有感情) )。

8、機器人樂隊智能機器人的發展方向智能機器人的發展方向 類人型智能機器人,這是人類夢想的機器人類人型智能機器人,這是人類夢想的機器人美國本田汽車公司設計的美國本田汽車公司設計的機器人機器人ASIMOASIMO,它是音樂會的指揮。它是音樂會的指揮。ASIMOASIMO身高身高130130厘米,厘米,外殼為白色。外殼為白色。禮儀機器人禮儀機器人 非接觸傳感器和接觸傳感器非接觸傳感器和接觸傳感器 相當于人的五官,使機器人相當于人的五官,使機器人 能夠識別外界環境,而平衡能夠識別外界環境,而平衡 覺和固有覺則是機器人感知覺和固有覺則是機器人感知 本身狀態所不可缺少的傳感本身狀態所不可缺少的傳感 器。器。二

9、、外形并不向人類,但有機器智能二、外形并不向人類,但有機器智能IRB 1410 IRB 1410 在弧焊、物料搬運和過程應用領域歷經考驗在弧焊、物料搬運和過程應用領域歷經考驗,性,性能卓越、經濟效益顯著,資金回收周期短。能卓越、經濟效益顯著,資金回收周期短。 機器人及數控機床機器人及數控機床工業機器人工業機器人隨著制造業對機器人應用的擴展,工業機器隨著制造業對機器人應用的擴展,工業機器人亟須滿足人亟須滿足高速度、高精度、重載荷、智能高速度、高精度、重載荷、智能化、多機協調化、多機協調等要求,以適應更加復雜、精等要求,以適應更加復雜、精細、可靠、快節拍的作業。工業機器人與制細、可靠、快節拍的作業

10、。工業機器人與制造工藝、制造過程的融合、輔助系統的配合,造工藝、制造過程的融合、輔助系統的配合,也極大影響著制造系統的整體性能。同時,也極大影響著制造系統的整體性能。同時,工業機器人從大規模生產線上封閉的工作站工業機器人從大規模生產線上封閉的工作站延伸到人和機器人緊密協作的共用開放作業延伸到人和機器人緊密協作的共用開放作業空間時,人機協作和安全問題成為近年來新空間時,人機協作和安全問題成為近年來新的熱點。的熱點。目前智能機器人目前智能機器人 根據其智能程度的不同,又根據其智能程度的不同,又可分為三種:可分為三種: 傳感型機器人傳感型機器人 機器人的本體上沒有智能單元只有執行機構和感機器人的本體

11、上沒有智能單元只有執行機構和感應機構,它具有利用傳感信息(包括視覺、聽覺、應機構,它具有利用傳感信息(包括視覺、聽覺、觸覺、接近覺、力覺和紅外、觸覺、接近覺、力覺和紅外、 超聲及激光等)進行傳感信超聲及激光等)進行傳感信 息處理、實現控制與操作的息處理、實現控制與操作的 能力。能力。 交互型機器人交互型機器人 機器人通過計算機系統與操作員或程序員進行人機機器人通過計算機系統與操作員或程序員進行人機對話,實現對機器人的控制與操作。對話,實現對機器人的控制與操作。 雖然具有了部分處理和決策功能,雖然具有了部分處理和決策功能, 能夠獨立地實現一些諸如能夠獨立地實現一些諸如 軌跡規劃、軌跡規劃、 簡單

12、的避障等功能,簡單的避障等功能, 但是還要受到外部但是還要受到外部 的控制。的控制。自主型機器人自主型機器人 自主型機器人的本體上具有感知、處理、決策、執行自主型機器人的本體上具有感知、處理、決策、執行等模塊,可以就像一個自主的人一樣獨立地活動和處等模塊,可以就像一個自主的人一樣獨立地活動和處理問題。機器人世界杯的中型組理問題。機器人世界杯的中型組 比賽中使用的機器人就屬于比賽中使用的機器人就屬于 這一類型。全自主移動機器這一類型。全自主移動機器 人的最重要的特點在于它的人的最重要的特點在于它的 自主性自主性和和適應性適應性。總結總結智能機器人的最終目標是仿人,這就要求人體醫學、智能機器人的最

13、終目標是仿人,這就要求人體醫學、生物學、和仿生學的發展。生物學、和仿生學的發展。目前,智能機器人具有較好的運動能力,而心理活目前,智能機器人具有較好的運動能力,而心理活動方面技術的發展較難。動方面技術的發展較難。展望展望目前,人類對智能機器人的研究在第三代的階段,目前,人類對智能機器人的研究在第三代的階段,第四代處于概念設計階段。第四代處于概念設計階段。真正意義上的第四代具有學習、思考、情感的智能真正意義上的第四代具有學習、思考、情感的智能機器人,而基礎學科的發展還沒有能力提供這樣機器人,而基礎學科的發展還沒有能力提供這樣的技術,因而,第四代機器人人還在概念設計階的技術,因而,第四代機器人人還在概念設計階段。段。要使機器人成為我們生活中無處不在的東西,必須要使機器人成為我們生活中無處不在的東西,必須在下列方面取得技術進步:在下列方面取得技術進步: 縮短實時系統的響應的總時間,以增強機器人的縮短實

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