1.机器人的概念

         机器人的英文名词是Robot,Robot一词最早出现在1920年捷克作家卡雷尔•卡佩克(Karel Capek)所写的剧本中,剧中的人造劳动者取名为Robot,捷克语的意思是“苦力”“奴隶”。英语的Robot一词就是由此而来的,以后世界各国都用Robot作为机器人的代名词。

        机器人问世已有几十年,机器人的定义仍没有一个统一的意见,原因之一是机器人还在发展。新的机型、新的功能不断涌现。同时由于机器人涉及人的概念,因此成为一个难以回答的哲学问题。

2.机器人的定义

         1967年日本召开的第一届机器人学术会议上,人们提出了两个具有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的:“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器。”从这一定义出发,森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象;另一个是加藤一郎提出的,具有如下3个条件的机器可以称为机器人:

        (1)具有脑、手、脚等三要素的个体;

        (2)具有非接触传感器(用眼、耳接收远方信息)和接触传感器;

        (3)具有平衡觉和固有觉的传感器。

        该定义强调了机器人应当具有仿人的特点,即它靠手进行作业,靠脚实现移动,由脑来完成统一指挥的任务。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官,使机器人能够识别外界环境,而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。

3.机器人的发展历程 

        机器人的发展过程可以简单地分为3个阶段:

        (1)第一代机器人:示教再现型机器人。1947年,为了搬运和处理核燃料,美国橡树岭国家实验室研发了世界上第一台遥控的机器人。1962年美国又研制成功PUMA通用示教再现型机器人,这种机器人通过一个计算机,来控制一个多自由度的机械,通过示教存储程序和信息,工作时包信息读取出来,然后发出指令,这样的机器人可以重复地根据人当时示教的结果,再现出这种动作。比方说汽车的点焊机器人,它只要把这个点焊的过程学会以后,它总是重复这样一种工作。

        (2)第二代机器人:感觉型机器人。示教再现机器人对于外界的环境没有感知,这个操作里的大小,这个工件存在不存在,焊接的好与坏,它并不知道,因此,在20世纪70年代后期,人们开始研究第二代机器人,叫感觉型机器人,这种机器人拥有类似人在某种功能的感觉,如力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉等,他能够通过感觉来感受和识别工件的形状、大小、颜色。

        (3)第三代机器人: 智能型机器人。20世纪90年代以来发明的机器人。这种机器人带有多种传感器,可以进行复杂的逻辑推理、判断和决策,在变化的内部状态和外部环境中,自主决定自身的行为。

        关于机器人的分类,国际上没有制定统一的标准,可以从机器人的操控方式、应用环境、功能用途和作业空间等不同方面进行划分,从不同的角度可以有不同的分类。

        经历了几十年的发展,机器人技术已经形成了一门新的综合性学科——机器人学(Robotics)。机器人学包括有基础研究和应用研究两个方面,主要的研究内容包括:

  •         机械手设计;
  •         机器人运动学、动力学和控制;
  •         轨迹设计和路径规划;
  •         传感器;
  •         机器人视觉;
  •         机器人语言;
  •         装置与系统结构;
  •         机器人智能等。

        如今,随着电子技术和计算机技术的飞速发展,机器人技术已经准备进入4.0时代。所谓机器人4.0时代,就是把云端大脑分布在各个地方,充分利用边缘计算的优势,提供高性价比的服务,把要完成任务的记忆场景的知识和常识很好地组合起来,实现规模化部署。特别强调机器人除了具有感知能力实现智能协作,还应该具有一定的理解和决策能力,进行更加自主的服务。 

04-26 07:16