1. .機(jī)器人的定義自從1959年世界上誕生第一臺(tái)機(jī)器人以來,機(jī)器人技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展,至今已發(fā)展成為一門集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、控制、傳感器和信號(hào)處理等多學(xué)科門類為一體的綜合性****科學(xué)。但是要給機(jī)器人下個(gè)讓人們普遍接受的、合適的定義還是比較困難。 我國科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是:機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器.所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力,是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。 目前,被國際普遍接受的是由美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)的一批科學(xué)家于1979年提出的定義:一種可改編程序的多功能操作機(jī)構(gòu),用以按照預(yù)先編制的能完成多種作業(yè)的動(dòng)作程序運(yùn)送材料、零件、工具或?qū)S迷O(shè)備。 2. 機(jī)器人的發(fā)展回顧及現(xiàn)狀
1).機(jī)器人發(fā)展回顧自機(jī)器人問世以來,其技術(shù)發(fā)展已經(jīng)歷了三代。 (1)第一代為可編程的示教再現(xiàn)型機(jī)器人。它不配備任何傳感器,一般采用簡(jiǎn)單的開關(guān)控銣、示教再現(xiàn)控制和可編程序控制,機(jī)器人的作業(yè)路徑或運(yùn)動(dòng)參數(shù)都需要示教或編程給定。這類機(jī)器人比較適合于演示以及一些簡(jiǎn)單的物體搬運(yùn)等工作。 (2)第二代為具有一定的感覺功能和一定自適應(yīng)能力的離線編程機(jī)器人。這種機(jī)器人配備了簡(jiǎn)單的內(nèi)、外部傳感器,能感知自身運(yùn)動(dòng)的速度、位置、姿態(tài)等物理量,并以這些信息的反饋構(gòu)成閉環(huán)控制。因具有簡(jiǎn)單的外部傳感器,如簡(jiǎn)單視覺、力覺傳感器等,有一定的適應(yīng)外部環(huán)境的能力。 (3)第三代為智能機(jī)器人。即目前正處于研究和發(fā)展階段的智能型機(jī)器人,具有多種外部傳感器組成的感覺系統(tǒng),可通過對(duì)外部環(huán)境信息的獲取、處理,確切地描述外部環(huán)境,能自主地完成某項(xiàng)任務(wù)。一般來說,它擁有自己的知識(shí)庫 多信息處理系統(tǒng),可在結(jié)構(gòu)或半結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中工作,能夠根據(jù)環(huán)境的變化做出相應(yīng)的決策。具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力,并具有自學(xué)習(xí)、自組織功能。為了使機(jī)器人能夠自主地工作在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中,要求其具有更高的智能,因此一方面要研究機(jī)器人的各種新型傳感器;另一方面,還應(yīng)將多種傳感器探測(cè)到的信息綜合利用,發(fā)展多傳感器信息融合技術(shù),使機(jī)器人能夠更準(zhǔn)確、全面、低成本地獲取所處環(huán)境的信息。除此之外,還要深入研究更加智能化的****控制方法。 2.機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀(jì)60年代后期,美國、日本、英國等國家相繼成立了研究機(jī)構(gòu),開展智能化機(jī)器人的研究。研究的初期,由于軍事部門的重視及國防現(xiàn)代化的需要,各國都投入了大量的經(jīng)費(fèi)進(jìn)行軍用機(jī)器人的研究,因此軍事領(lǐng)域機(jī)器人研究非常活躍.研制出許多軍用機(jī)器人,如偵察機(jī)器人、爆炸物處理機(jī)器人和步兵支援機(jī)器人等。20世紀(jì)80年代,美國國防****研究計(jì)劃局提出將在10年內(nèi)投資10億美元重點(diǎn)研究智能機(jī)器人。美國在地面軍用機(jī)器人、水下機(jī)器人和空間機(jī)器人的研究中投入了大量的資金,研制出的****水下機(jī)器人、登上火星的微型機(jī)器人取得了極大的成功。為了實(shí)現(xiàn)月球探測(cè)計(jì)劃。美國和前蘇聯(lián)各自研制并應(yīng)用了自己的空間機(jī)器人。而號(hào)稱“機(jī)器人王國”的日本,擁有世界上58%的機(jī)器人,所研制的焊接、噴漆、裝配、建筑、醫(yī)療等機(jī)器人,在國民生產(chǎn)、醫(yī)療保健等行業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。日本在1 983年啟動(dòng)了ARTRA(極限作業(yè)機(jī)器人)計(jì)劃,在1991年啟動(dòng)了“微機(jī)械技術(shù)”開發(fā)計(jì)劃,目前仍在執(zhí)行中。最近.日本又推出了人形機(jī)器人計(jì)劃-該計(jì)劃為期5年,從1998年至2002年,總投資200億日元。與國外相比較而言,我國智能機(jī)器人的研究起步較晚,但發(fā)展迅速。國家“863”智能機(jī)器人專家組將智能機(jī)器人的研究作為今后發(fā)展的重點(diǎn)。近十年來,我國已陸續(xù)研制出一些高水平的機(jī)器人,如沈陽自動(dòng)化研究所的AGV小車、清華大學(xué)的自主車、上海大學(xué)的“導(dǎo)購機(jī)器人”、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所的“導(dǎo)游機(jī)器人”以及北京理工大學(xué)的仿人機(jī)器人等,在這些機(jī)器人上都比較成功地應(yīng)用了多傳感器的信息融合和路徑規(guī)劃,具備了一定的自主功能。另外.我國在水下機(jī)器人、核工業(yè)機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、室外移動(dòng)機(jī)器人和排險(xiǎn)機(jī)器人等方面的研究,也已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平。 作為新世紀(jì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的智能機(jī)器人,將迎接新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。人類在探索宇宙、保護(hù)自然環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和發(fā)展醫(yī)療保健事業(yè)等方面還有大量的工作要做。因此,開發(fā)適應(yīng)于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境工作的機(jī)器人是當(dāng)今機(jī)器人發(fā)展的主要方向。隨著智能機(jī)器人的不斷完善和成熟,其應(yīng)用前景將更為廣泛,智能機(jī)器人將在軍事、農(nóng)業(yè)、林業(yè)及礦業(yè)、太空、海洋、娛樂、體育、醫(yī)療和服務(wù)業(yè)等諸多方面將會(huì)越來越得到普遍的應(yīng)用。
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