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  • 機器人[自動執行工作的機器裝置]

    機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運行預先編排的程序,也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作,例如生產業、建筑業,或是危險的工作。

    仿人形機器人只是機器人的一種。而現代機器人,特別是工業機器人并不像各種作品中描繪的那樣精致與完美,有些不僅沒有鼻子、眼睛,甚至軀體也不像人類。它們看起來只是機器,甚至像怪物。但是,這些外形五花八門機器的確可以稱之為機器人,因為它們完全符合機器人的定義:“機器人”是一種通過編程,可以自動完成一定操作或移動作業的機械裝置。更確切地說,“機器人”是指有像人的上肢那樣高度靈活,能做復雜動作的機械,有視覺、聽覺等感覺功能,有識別功能、能行動的裝置。

    機器人技術作為20世紀人類最偉大的發明之一,自20世紀60年代初問世以來,經歷40多年的發展已取得長足的進步。工業機器人在經歷了誕生——成長——成熟期后,已成為工業、制造業、服務業及生活中必不可少的裝備,世界上有約75萬臺機器人正與工人共同工作在各條工業戰線上。特種機器人作為機器人家族的后起之秀,由于其用途廣泛而大有后來居上之勢。

    編輯摘要

    基本信息 編輯信息模塊

    中文名: 機器人 英文名: Robot
    定義: 自動執行工作的機器裝置 技術: 人工智能技術
    驅動裝置: 微型計算機
    公车上被猛烈的进出

    目錄

    詞語釋義/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    機器人機器人

    字義:robot,原為robo,意為奴隸,即人類的仆人。作家羅伯特創造的詞匯。

    名詞n.[C]

    1.機器人;自動控制裝置;遙控裝置。

    2.機械呆板的人,機器般工作的。

    機器人的定義是多種多樣的,其原因是它具有一定的模糊性。動物一般具有上述這些要素,所以在把機器人理解為仿人機器的同時,也可以廣義地把機器人理解為仿動物的機器。它是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料仿生學的產物。在工業、醫學、農業、建筑業甚至軍事等領域中均有重要用途。

    國際上對機器人的概念已經逐漸趨近一致。一般來說,人們都可以接受這種說法,即機器人是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。

    聯合國標準化組織采納了美國機器人協會給機器人下的定義:“一種可編程和多功能的操作機;或是為了執行不同的任務而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統?!彼転槿祟悗碓S多方便之處。

    1988年法國的埃斯皮奧將機器人定義為:“機器人學是指設計能根據傳感器信息實現預先規劃好的作業系統,并以此系統的使用方法作為研究對象”。

    1987年國際標準化組織對工業機器人進行了定義:“工業機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能,能完成各種作業的可編程操作機?!?/p>

    中國科學家對機器人的定義是:“機器人是一種自動化的機器,所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力,是一種具有高度靈活性的自動化機器”。

    組成部分/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    機器人一般由執行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統和復雜機械等組成。

    執行機構/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    即機器人本體,其臂部一般采用空間開鏈連桿機構,其中的運動副(轉動副或移動副)常稱為關節,關節個數通常即為機器人的自由度數。根據關節配置型式和運動坐標形式的不同,機器人執行機構可分為直角坐標式、圓柱坐標式、極坐標式和關節坐標式等類型。出于擬人化的考慮,常將機器人本體的有關部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部(夾持器或末端執行器)和行走部(對于移動機器人)等。

    驅動裝置

    是驅使執行機構運動的機構,按照控制系統發出的指令信號,借助于動力元件使機器人進行動作。它輸入的是電信號,輸出的是線、角位移量。機器人使用的驅動裝置主要是電力驅動裝置,如步進電機、伺服電機等,此外也有采用液壓、氣動等驅動裝置。

    檢測裝置

    是實時檢測機器人的運動及工作情況,根據需要反饋給控制系統,與設定信息進行比較后,對執行機構進行調整,以保證機器人的動作符合預定的要求。作為檢測裝置的傳感器大致可以分為兩類:一類是內部信息傳感器,用于檢測機器人各部分的內部狀況,如各關節的位置、速度、加速度等,并將所測得的信息作為反饋信號送至控制器,形成閉環控制。一類是外部信息傳感器,用于獲取有關機器人的作業對象及外界環境等方面的信息,以使機器人的動作能適應外界情況的變化,使之達到更高層次的自動化,甚至使機器人具有某種“感覺”,向智能化發展,例如視覺、聲覺等外部傳感器給出工作對象、工作環境的有關信息,利用這些信息構成一個大的反饋回路,從而將大大提高機器人的工作精度。

    控制系統

    一種是集中式控制,即機器人的全部控制由一臺微型計算機完成。另一種是分散(級)式控制,即采用多臺微機來分擔機器人的控制,如當采用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時,主機常用于負責系統的管理、通訊、運動學和動力學計算,并向下級微機發送指令信息;作為下級從機,各關節分別對應一個CPU,進行插補運算和伺服控制處理,實現給定的運動,并向主機反饋信息。根據作業任務要求的不同,機器人的控制方式又可分為點位控制、連續軌跡控制和力(力矩)控制。

    分類情況/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    家庭機器人是奢侈服務的終端科技家庭機器人是奢侈服務的終端科技

    誕生于科幻小說之中一樣,人們對機器人充滿了幻想。也許正是由于機器人定義的模糊,才給了人們充分的想象和創造空間。[1]

    中國的機器人專家從應用環境出發,將機器人分為兩大類,即工業機器人和特種機器人。所謂工業機器人就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業機器人之外的、用于非制造業并服務于人類的各種先進機器人,包括:服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人、機器人化機器等。在特種機器人中,有些分支發展很快,有獨立成體系的趨勢,如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。國際上的機器人學者,從應用環境出發將機器人也分為兩類:制造環境下的工業機器人和非制造環境下的服務與仿人型機器人,這和中國的分類是一致的。

    空中機器人又叫無人機器,在軍用機器人家族中,無人機是科研活動最活躍、技術進步最大、研究及采購經費投入最多、實戰經驗最豐富的領域。80多年來,世界無人機的發展基本上是以美國為主線向前推進的,無論從技術水平還是無人機的種類和數量來看,美國均居世界之首位。

    家務型

    能幫助人們打理生活,做簡單的家務活。

    操作型

    能自動控制,可重復編程,多功能,有幾個自由度,可固定或運動,用于相關自動化系統中。

    程控型

    預先要求的順序及條件,依次控制機器人的機械動作。

    數控型

    不必使機器人動作,通過數值、語言等對機器人進行示教,機器人根據示教后的信息進行作業。

    搜救類

    在大型災難后,能進入人進入不了的廢墟中,用紅外線掃描廢墟中的景象,把信息傳送給在外面的搜救人員。

    平臺型

    平臺機器人是在不同的場景下,提供不同的定制化智能服務的機器人應用終端。從外觀、硬件、軟件、內容和應用,都可以根據用戶場景需求進行定制。2016年8月,三寶平臺機器人首家線下體驗店,正式落戶深圳市寶安區。

    示教再現型

    通過引導或其它方式,先教會機器人動作,輸入工作程序,機器人則自動重復進行作業。

    感覺控制型

    利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。

    適應控制型

    能適應環境的變化,控制其自身的行動。

    學習控制型

    能“體會”工作的經驗,具有一定的學習功能,并將所“學”的經驗用于工作中。

    智能

    以人工智能決定其行動的機器人。

    能力評價/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    機器人能力的評價標準包括:智能,指感覺和感知,包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學習和邏輯推理等;機能,指變通性、通用性或空間占有性等;物理能,指力、速度、可靠性、聯用性和壽命等。因此,可以說機器人就是具有生物功能的實際空間運行工具,可以代替人類完成一些危險或難以進行的勞作、任務等。

    展會競賽/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    序號
    名稱
    周期
    國家/地區
    1
    RoboCup(機器人世界杯)
    2年
    國際
    2
    WRO(國際機器人奧林匹克競賽)
    1年
    國際
    3
    IREX(日該國際機器人展)
    1年
    日本
    4
    TIROS(臺北國際機器人展)
    1年
    臺灣
    5
    Loebner
    1年
    國際

    發展歷史/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    1959年,約瑟夫·恩格爾伯格研制出了世界上第一臺工業機器人1959年,約瑟夫·恩格爾伯格研制出了世界上第一臺工業機器人

    智能型機器人是最復雜的機器人,也是人類最渴望能夠早日制造出來的機器朋友。然而要制造出一臺智能機器人并不容易,僅僅是讓機器模擬人類的行走動作,科學家們就要付出了數十甚至上百年的努力。

    1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說中,根據Robota(捷克文,原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文,原意為“工人”),創造出“機器人”這個詞。

    1939年美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制,可以行走,會說77個字,甚至可以抽煙,不過離真正干家務活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。

    1942年美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說里的創造,但后來成為學術界默認的研發原則。

    1948年諾伯特·維納出版《控制論——關于在動物和機中控制和通訊的科學》,闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經、感覺機能的共同規律,率先提出以計算機為核心的自動化工廠。

    1954年在達特茅斯會議上,馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法:智能機器“能夠創建周圍環境的抽象模型,如果遇到問題,能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個定義影響到以后30年智能機器人的研究方向。

    1956年美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人,并注冊了專利。這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作,因此具有通用性和靈活性。它的模樣像一個坦克的炮塔,基座上有一個機械臂,他可以繞著軸在基座上旋轉,臂上有一個小一些的機械臂,可以“張開”和“握拳”。

    1959年德沃爾與美國發明家約瑟夫·英格伯格聯手制造出第一臺工業機器人。隨后,成立了世界上第一家機器人制造工廠——Unimation公司。由于英格伯格對工業機器人的研發和宣傳,他也被稱為“工業機器人之父”。

    1962年美國AMF公司生產出“VERSTRAN”(意思是萬能搬運),與Unimation公司生產的Unimate一樣成為真正商業化的工業機器人,并出口到世界各國,掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。

    1962年-1963年傳感器的應用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的傳感器,包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器,托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器,而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺傳感系統,并在1964年,幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺傳感器,能識別并定位積木的機器人系統。

    1965年約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研制出Beast機器人。Beast已經能通過聲吶系統、光電管等裝置,根據環境校正自己的位置。20世紀60年代中期開始,美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器、“有感覺”的機器人,并向人工智能進發。

    1968年美國斯坦福研究所公布他們研發成功的機器人Shakey。它帶有視覺傳感器,能根據人的指令發現并抓取積木,不過控制它的計算機有一個房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺智能機器人,拉開了第三代機器人研發的序幕。

    1969年日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發出第一臺以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力于研究仿人機器人,被譽為“仿人機器人之父”。日本專家一向以研發仿人機器人和娛樂機器人的技術見長,后來更進一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。

    1973年世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作,就誕生了美國Cincinnati Milacron公司的機器人T3。

    1978年美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA,這標志著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。

    1984年英格伯格再推機器人Helpmate,這種機器人能在醫院里為病人送飯、送藥、送郵件。同年,他還預言:“我要讓機器人擦地板,做飯,出去幫我洗車,檢查安全”。

    1990年中國著名學者周海中教授在《論機器人》一文中預言:到二十一世紀中葉,納米機器人將徹底改變人類的勞動和生活方式。

    1998年丹麥樂高公司推出機器人(Mind-storms)套件,讓機器人制造變得跟搭積木一樣,相對簡單又能任意拼裝,使機器人開始走入個人世界。

    1999年日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO),當即銷售一空,從此娛樂機器人成為機器人邁進普通家庭的途徑之一。

    2002年美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba,它能避開障礙,自動設計行進路線,還能在電量不足時,自動駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業化的家用機器人。iRobot公司北京區授權代理商:北京微網智宏科技有限公司。

    2006年6月,微軟公司推出Microsoft Robotics Studio,機器人模塊化、平臺統一化的趨勢越來越明顯,比爾·蓋茨預言,家用機器人很快將席卷全球。

    發展應用/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    如今機器人發展的特點可概括為:橫向上,應用面越來越寬。由95%的工業應用擴展到更多領域的非工業應用。像做手術、采摘水果、剪枝、巷道掘進、偵查、排雷,還有空間機器人、潛海機器人。機器人應用無限制,只要能想到的,就可以去創造實現;縱向上,機器人的種類會越來越多,像進入人體的微型機器人,已成為一個新方向,可以小到像一個米粒般大??;機器人智能化得到加強,機器人會更加聰明。

    隨著人們對機器人技術智能化本質認識的加深,機器人技術開始源源不斷地向人類活動的各個領域滲透。結合這些領域的應用特點,人們發展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機器人和各種智能機器,如移動機器人、微機器人、水下機器人、醫療機器人、軍用機器人、空中空間機器人、娛樂機器人等。對不同任務和特殊環境的適應性,也是機器人與一般自動化裝備的重要區別。這些機器人從外觀上已遠遠脫離了最初仿人型機器人和工業機器人所具有的形狀,更加符合各種不同應用領域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增強,從而為機器人技術開辟出更加廣闊的發展空間。

    相關品種/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    民用

    人工智能機器人人工智能機器人

    其實并不是人們不想給機器人一個完整的定義,自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機器人。但隨著機器人技術的飛速發展和信息時代的到來,機器人所涵蓋的內容越來越豐富,機器人的定義也不斷充實和創新。

    1886年法國作家利爾亞當在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機器起名為“安德羅丁”(Android),它由4部分組成:

    1.生命系統(平衡、步行、發聲、身體擺動、感覺、表情、調節運動等);

    2.造型解質(關節能自由運動的金屬覆蓋體,一種盔甲);

    3.人造肌肉(在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態);

    4.人造皮膚(含有膚色、機理、輪廓、頭發、視覺、牙齒、手爪等)。

    1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》。在劇本中,卡佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”,“Robota”是奴隸的意思。該劇預告了機器人的發展對人類社會的悲劇性影響,引起了大家的廣泛關注,被當成了機器人一詞的起源。在該劇中,機器人按照其主人的命令默默地工作,沒有感覺和感情,以呆板的方式從事繁重的勞動。后來,羅薩姆公司取得了成功,使機器人具有了感情,導致機器人的應用部門迅速增加。在工廠和家務勞動中,機器人成了必不可少的成員。機器人發覺人類十分自私和不公正,終于造反了,機器人的體能和智能都非常優異,因此消滅了人類。

    但是機器人不知道如何制造它們自己,認為它們自己很快就會滅絕,所以它們開始尋找人類的幸存者,但沒有結果。最后,一對感知能力優于其它機器人的男女機器人相愛了。這時機器人進化為人類,世界又起死回生了。

    機器馬車

    西周時期,中國的能工巧匠偃師用動物皮、木頭、樹脂制出了能歌善舞的伶人,這是中國最早記載的木頭機器人雛形。

    公元前2世紀,亞歷山大時代的古希臘人發明了最原始的機器人──自動機。它是以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動的雕像,它可以自己開門,還可以借助蒸汽唱歌。

    1800年前的漢代,大科學家張衡不僅發明了地動儀,而且發明了計里鼓車。計里鼓車每行一里,車上木人擊鼓一下,每行十里擊鐘一下。

    后漢三國時期,蜀國丞相諸葛亮成功地創造出了“木牛流馬”,并用其運送軍糧,支援前方戰爭。

    1662年,日本的竹田近江利用鐘表技術發明了自動機器玩偶,并在大阪的道頓堀演出。

    1738年,法國天才技師杰克·戴·瓦克遜發明了一只機器鴨,它會嘎嘎叫,會游泳和喝水,還會進食和排泄。瓦克遜的本意是想把生物的功能加以機械化而進行醫學上的分析。

    寫字機器人

    在當時的自動玩偶中,最杰出的要數瑞士的鐘表匠杰克·道羅斯和他的兒子利·路易·道羅斯。1773年,他們連續推出了自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等,他們創造的自動玩偶是利用齒輪和發條原理而制成的。它們有的拿著畫筆和顏色繪畫,有的拿著鵝毛蘸墨水寫字,結構巧妙,服裝華麗,在歐洲風靡一時。由于當時技術條件的限制,這些玩偶其實是身高一米的巨型玩具?,F在保留下來的最早的機器人是瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶,它制作于二百年前,兩只手的十個手指可以按動風琴的琴鍵而彈奏音樂,還定期演奏供參觀者欣賞,展示了古代人的智慧。

    19世紀中葉自動玩偶分為2個流派,即科學幻想派和機械制作派,并各自在文學藝術和近代技術中找到了自己的位置。1831年歌德發表了《浮士德》,塑造了人造人“荷蒙克魯斯”;1870年霍夫曼出版了以自動玩偶為主角的作品《葛蓓莉婭》;1883年科洛迪的《木偶奇遇記》問世;1886年《未來的夏娃》問世。在機械實物制造方面,1893年摩爾制造了“蒸汽人”,“蒸汽人”靠蒸汽驅動雙腿沿圓周走動。

    進入20世紀后,機器人的研究與開發得到了更多人的關心與支持,一些適用化的機器人相繼問世,1927年美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機器人“電報箱”,并在紐約舉行的世界博覽會上展出。它是一個電動機器人,裝有無線電發報機,可以回答一些問題,但該機器人不能走動。1959年第一臺工業機器人(可編程、圓坐標)在美國誕生,開創了機器人發展的新紀元。

    現代

    現代機器人的研究始于20世紀中期,其技術背景是計算機和自動化的發展,以及原子能的開發利用。

    自1946年第一臺數字電子計算機問世以來,計算機取得了驚人的進步,向高速度、大容量、低價格的方向發展。

    大批量生產的迫切需求推動了自動化技術的進展,其結果之一便是1952年數控機床的誕生。與數控機床相關的控制、機械零件的研究又為機器人的開發奠定了基礎。

    另一方面,原子能實驗室的惡劣環境要求某些操作機械代替人處理放射性物質。在這一需求背景下,美國原子能委員會的阿爾貢研究所于1947年開發了遙控機械手,1948年又開發了機械式的主從機械手。

    1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念,并申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術控制機器人的關節,利用人手對機器人進行動作示教,機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人?,F有的機器人差不多都采用這種控制方式。

    作為機器人產品最早的實用機型(示教再現)是1962年美國AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業機器人的控制方式與數控機床大致相似,但外形特征迥異,主要由類似人的手和臂組成。

    1965年,MIT的Roborts演示了第一個具有視覺傳感器的、能識別與定位簡單積木的機器人系統。

    機器狗

    1967年日本成立了人工手研究會(現改名為仿生機構研究會),同年召開了日本首屆機器人學術會。

    1970年在美國召開了第一屆國際工業機器人學術會議。1970年以后,機器人的研究得到迅速廣泛的普及。

    1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一臺由小型計算機控制的工業機器人,它是液壓驅動的,能提升的有效負載達45公斤。

    到了1980年,工業機器人才真正在日本普及,故稱該年為“機器人元年”。

    隨后,工業機器人在日本得到了巨大發展,日本也因此而贏得了“機器人王國的美稱”。

    自治潛水器

    隨著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,移動機器人和機器人的視覺和觸覺等技術就是典型的代表。由于這些技術的發展,推動了機器人概念的延伸。80年代,將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統稱為智能機器人,這是一個概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導了機器人技術的研究和應用,而且又賦予了機器人技術向深廣發展的巨大空間,水下機器人、空間機器人、空中機器人、地面機器人、微小型機器人等各種用途的機器人相繼問世,許多夢想成為了現實。將機器人的技術(如傳感技術、智能技術、控制技術等)擴散和滲透到各個領域形成了各式各樣的新機器——機器人化機器。當前與信息技術的交互和融合又產生了“軟件機器人”、“網絡機器人”的名稱,這也說明了機器人所具有的創新活力。

    工業

    工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。自從1962年美國研制出世界上第一臺工業機器人以來,機器人技術及其產品發展很快,已成為柔性制造系統(FMS)、自動化工廠(FA)、計算機集成制造系統(CIMS)的自動化工具。

    特種功能

    機器警察所謂地面軍用機器人是指在地面上使用的機器人系統,它們不僅在和平時期可以幫助民警排除炸彈、完成要地保安任務,在戰時還可以代替士兵執行掃雷、偵察和攻擊等各種任務,今天美、英、德、法、日等國均已研制出多種型號的地面軍用機器人。

    英國的“手推車”機器人

    在西方國家中,恐怖活動始終是個令當局頭疼的問題。英國由于民族矛盾,飽受爆炸物的威脅,因而早在60年代就研制成功排爆機器人。英國研制的履帶式“手推車”及“超級手推車”排爆機器人,已向50多個國家的軍警機構售出了800臺以上。英國又將手推車機器人加以優化,研制出土撥鼠及野牛兩種遙控電動排爆機器人,英國皇家工程兵在波黑及科索沃都用它們探測及處理爆炸物。土撥鼠重35公斤,在桅桿上裝有兩臺攝像機。野牛重210公斤,可攜帶100公斤負載。兩者均采用無線電控制系統,遙控距離約1公里。

    “土撥鼠”和“野?!迸疟瑱C器人

    除了恐怖分子安放的炸彈外,在世界上許多戰亂國家中,到處都散布著未爆炸的各種彈藥。例如,海灣戰爭后的科威特,就像一座隨時可能爆炸的彈藥庫。在伊科邊境一萬多平方公里的地區內,有16個國家制造的25萬顆地雷,85萬發炮彈,以及多國部隊投下的布雷彈及子母彈的2500萬顆子彈,其中至少有20%沒有爆炸。而且直到現在,在許多國家中甚至還殘留有一次大戰和二次大戰中未爆炸的炸彈和地雷。因此,爆炸物處理機器人的需求量是很大的。

    排除爆炸物機器人有輪式的及履帶式的,它們一般體積不大,轉向靈活,便于在狹窄的地方工作,操作人員可以在幾百米到幾公里以外通過無線電或光纜控制其活動。機器人車上一般裝有多臺彩色CCD攝像機用來對爆炸物進行觀察;一個多自由度機械手,用它的手爪或夾鉗可將爆炸物的引信或雷管擰下來,并把爆炸物運走;車上還裝有獵槍,利用激光指示器瞄準后,它可把爆炸物的定時裝置及引爆裝置擊毀;有的機器人還裝有高壓水槍,可以切割爆炸物。

    德國的排爆機器人

    在法國,空軍、陸軍和警察署都購買了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆機器人。DM公司研制的RM35機器人也被巴黎機場管理局選中。德國駐波黑的維和部隊則裝備了Telerob公司的MV4系列機器人。中國沈陽自動化所研制的PXJ-2機器人也加入了公安部隊的行列。

    美國Remotec公司的Andros系列機器人受到各國軍警部門的歡迎,白宮及國會大廈的警察局都購買了這種機器人。在南非總統選舉之前,警方購買了四臺AndrosVIA型機器人,它們在選舉過程中總共執行了100多次任務。Andros機器人可用于小型隨機爆炸物的處理,它是美國空軍客機及客車上使用的唯一的機器人。海灣戰爭后,美國海軍也曾用這種機器人在沙特阿拉伯和科威特的空軍基地清理地雷及未爆炸的彈藥。美國空軍還派出5臺Andros機器人前往科索沃,用于爆炸物及子炮彈的清理??哲娒總€現役排爆小隊及航空救援中心都裝備有一臺Andros VI。

    中國研制的排爆機器人

    排爆機器人不僅可以排除炸彈,利用它的偵察傳感器還可監視犯罪分子的活動。監視人員可以在遠處對犯罪分子晝夜進行觀察,監聽他們的談話,不必暴露自己就可對情況了如指掌。

    1993年初,在美國發生了韋科莊園教案,為了弄清教徒們的活動,聯邦調查局使用了兩種機器人。一種是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型機器人,另一種是RST公司研制的STV機器人。STV是一輛6輪遙控車,采用無線電及光纜通信。車上有一個可升高到4.5米的支架,上面裝有彩色立體攝像機、晝用瞄準具、微光夜視瞄具、雙耳音頻探測器、化學探測器、衛星定位系統、目標跟蹤用的前視紅外傳感器等。該車僅需一名操作人員,遙控距離達10公里。在這次行動中共出動了3臺STV,操作人員遙控機器人行駛到距莊園548米的地方停下來,升起車上的支架,利用攝像機和紅外探測器向窗內窺探,聯邦調查局的官員們圍著熒光屏觀察傳感器發回的圖像,可以把屋里的活動看得一清二楚。

    自主意識/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    女性機器人女性機器人

    據《新科學家》雜志報道,人工智能專家亞倫·斯洛曼(Aaron Sloman)日前發表聲明,宣稱自己想發明一個數學家機器人。他說他已經找到了“人是怎樣發展數學才能”的關鍵點。假如他的思路是對的,那么就應該有可能使機器人如同人一樣有很好的數學才能,甚至可能會更好。

    英國伯明翰大學的斯洛曼(Sloman)說:“人類的大腦不是通過魔法而運轉的,因此,大腦所能做到的事同樣也適合于機器人?!彼孤迓l明的機器人并不意味著就是個能夠引領數學界的數學天才。斯洛曼希望“所有的路都通往這個具有重要意義的新數學領域”。他認為,人類的數學能力關鍵期在童年,所以“我們將為機器人制造一個孩童般的大腦,讓它自己逐漸發展自己的數學命運”。為了認識世界,嬰孩們必須獲得很多技能。例如,他們要獲得這樣的知識——“玩具火車駛入隧道,將會在隧道的另一端駛出”;或者是智力拼圖玩具,只有找到凹凸合適銜接口才能拼好。

    大會使用/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    福娃

    福娃機器人能夠感應到一米范圍內的游客,與人對話、攝影留念、唱歌舞蹈,還能回答與奧運會相關的問題。

    翻譯

    能夠實現在任何時間、場所,對任何人和任何設備的多語言服務。

    安保

    其杰出代表為排爆機器人。

    海寶

    迎賓服務

    (1)自動進入迎賓狀態,采用中英語言做初始問候。

    (2)請來賓在觸摸屏上選擇服務語種,包括中英雙語,再次進行熱情問候和自我介紹。

    (3)流暢的肢體運動實現動感十足的擬人交流。

    語音服務

    (1)在海寶的引導下,游客可以與海寶進行語言交互及問答。

    (2)配合肢體動作、聲光電效應營造出動人的時尚感。

    信息服務

    (1)提供世博會信息平臺服務,為來賓介紹上海世博會情況、世博會各場館介紹。

    (2)為來賓介紹機場、車站附近可換乘的公交路線及著名景點,以及播報近期天氣信息等。

    照相服務

    (1)在歡迎來賓后/監測到游客長期佇立身側/在某些景點,海寶會主動詢問游客是否需要照相服務,包括:與游客合影、為游客拍照。

    (2)在準備合影過程中,機器人會隨機擺出可愛的姿勢與表情,并詢問參與者是否滿意。

    若游客提議“換一個”,機器人會更換另一姿勢;游客表示“好的”等滿意評價后,機器人還會詢問參與者是否已經準備好,得到肯定的答復后便和參與者一起倒數準備拍照。

    游客通過觸摸屏選擇也可觸發海寶的照相服務。

    海寶將語音引導參與者站到指定的位置進行拍照。拍照時,可基于人體檢測和人臉檢測實現自動對焦。參與者可在機器人觸摸屏上看到所拍攝的照片,若對照片不滿意,參與者可選擇進行重拍。

    提供大頭貼照相效果服務,利用人物提取、背景融合等技術為相片添加世博主題相關的趣味特效,游客可選擇采用何種特效,特效處理結果可實時顯示可在服務中心打印照片,或者將照片傳到網上,供游客下載。

    (3)通過友善可愛的語言提醒并控制單次服務時間。

    導航服務

    (1)無論室內室外,海寶可隨時知道自己的準確位置。

    (2)海寶通過語音交互或觸摸屏選擇獲知游客目的地。

    (3)為游客規劃一條最便捷的到達路徑。

    才藝表演

    (1)可表演多種舞蹈:中國特色舞蹈、中國各民族舞蹈、各國風情舞蹈

    (2)講笑話/說故事

    (3)歌曲

    協作引領參觀

    室內外、展區間,機器人在完成了本區間的引領任務后,會將游客帶領至下一區間的服務機器人處。下一區間的服務機器人將繼續引領,直至游客達到目的地。

    機器人換崗儀式

    機器人電量低、檢修、故障時,可自動召喚備用機器人前來換崗;可設計具有較強觀賞性的機器人定時換崗儀式。

    團體舞蹈表演

    海寶家族的兄弟姐妹們可以一同協作,完成群體舞蹈或隊列表演。

    女子機器人

    女子機器人樂隊可以輕挪舞步,合力彈奏一曲“茉莉花”或其他樂曲。

    其他機器人

    除了以上這些,還有的機器人能表演太極拳,身懷中國功夫的機器人也將出現在世博會上。

    騰訊Qrobot機器人

    騰訊Qrobot機器人是一款智能互聯網機器人,它能通過語音指令、觸摸、手勢等交互方式為用戶提供豐富快捷的網絡服務,用戶只需要語音控制,就可以獲得像天氣、新聞、音樂、股票、教育、智能提醒等資訊和應用。同時,Qrobot是一個開放的平臺,在這個平臺上用戶可以下載自己想要的各項應用。Qrobot機器人現有的應用有:

    1.音樂點歌

    2.語音搜索資訊

    3.娛樂游戲

    4.遠程表情

    5.互動教育

    6.故事卡通

    7.詩歌國學

    8.聲控上網

    9.聲控電腦

    10.天氣預報

    11.語音打字

    12.SNS提醒

    13.辦公備忘

    未來發展/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    改變未來

    首屆北京市大學生機器人大賽在北京信息科技大學舉行。主持開幕儀式的是一位身形苗條的“女士”,這位“女士”其實是北京信息科技大學的學生設計的機器人,名叫莉莉。她能夠與人進行日常對話交流。

    在隨后舉行的比賽中,17所高校99支代表隊的300余名選手帶著他們的機器人得意之作登臺亮相,參與16個項目的角逐。這些機器人,或在音樂聲中能翩翩起舞,或在綠茵場上馳騁,甚至可以插上翅膀,翱翔于天際。未來,機器人將成為我們生產、生活中不可或缺的伙伴。

    足球機器人

    足球機器人足球機器人

    足球運動是一種大家非常喜愛的運動?,F在機器人足球比賽已成為一種時尚運動,很多國家都有了自己的機器人足球比賽。在世界上比較有影響的賽事主要有兩個,一個是由國際機器人足球聯合會(FIRA)組織的微機器人世界杯Mirosot,另一個是由國際人工智能協會組織的機器人世界杯RoboCup。

    機器人足球賽

    國際機器人足球聯合會成立于1997年,總部設在韓國的大田,每年組織一次機器人足球世界杯,相伴而行的還要舉行這一領域的學術研討。1996年在韓國舉行了首屆機器人足球世界杯,來自7個國家的23支代表隊參加了比賽。1997年6月1-5日來自9個國家的22支代表隊參加了2個項目的角逐。第三屆比賽在巴黎與第16屆足球世界杯同期舉行,有13個國家的39個代表隊參加了4個項目決賽階段的比賽。由于參賽隊增加,1999年第四屆分4個賽區進行了預選賽,角逐決賽階段4個項目的32個名額,比賽已達到相當規模和水平。2000年第五屆機器人足球世界杯在悉尼與奧運會相伴而行。2001的第六屆機器人足球世界杯將在中國舉行。2002年的機器人足球世界杯將在韓國與第17屆足球世界杯同期舉行。[2]

    仿生軟體機器人

    仿生軟體機器人是機器人技術領域中的一個新興的發展分支,是當前國內外研究的熱點;目前,軟體體機器人技術仍處于研究階段,即使搭出軟體機器人原型機,也僅能夠完成簡單的運動,整體技術并不完善,其中主要存在有一下的不足:1、驅動力不足而導致運動速度緩慢;2、靈活性及柔性都較差。利用如今軟體這一新型技術和蚯蚓柔性的身體架構及蠕動的運動原理,來解決目前輪式和足式機器人存在的不足之處。如:1、在崎嶇不平的地區運動時,存在著翻倒的危險;2、輪式和足式機器人整體質量大,受力面積小,無法運動于較為柔軟的地表;3、整體框架基本采用剛性結構,而導致機器人軀體的整體柔性差;4、在狹小空間存在的移動受限,靈活性差等特點。

    旋翼機器人

    就在“莉莉”主持首屆北京市大學生機器人大賽開幕式時,一架六旋翼飛行器騰空而起,飛至開幕儀式現場上空。飛行器搭載的攝像機啟動,拍攝開幕式的盛況。畫面可以實時傳回至地面的接收裝置。這是具有飛行功能的攝像機器人。[3]

    日本機器人

    名古屋市商業設計研究所推出了新款機器人“網絡兔子”。它的兩只耳朵可以變換許多姿態,會根據人的聲音作出反應?!熬W絡兔子”通過無線通信與家里的電腦相連,如果有電子郵件它會朗讀給人聽,也可以播放網絡電臺的節目。最有趣的是不同的“網絡兔子”還能夠“結婚”、“分手”,通過網絡連接讓其中一個“網絡兔子”的雙耳做出一個動作,它遠方的“伴侶”也會接著做出同樣的動作。

    三菱重工業公司的保姆機器人“若丸”連續幾年都是各種機器人展上的明星,在本次展會上它依然吸引著眾人的目光?!叭敉琛蹦茉谠绯縼淼街魅舜策?,報告當天的天氣或新聞頭條。它還能記住主人的生日,或是提醒主人的結婚紀念日。

    日本產業技術綜合研究所制造的用于陪伴老人和小孩的機器人“Paro”、本田公司的“阿西莫”雙足步行機器人也繼續受到關注。

    科幻片中機器人

    在大多科幻作品里,機器人具有人的外形,甚至穿著各種時尚的機甲,他們相當聰明。像《我,機器人》及迪士尼出品的《機器人總動員》就是這類機器人的代表。還有一類是機甲類,他們保護人類,受人類所控制,像熱片《阿凡達》中就有很多這種機器人。另一類就是可愛型的,他們沒有威風的裝備,也沒有炫酷的外表,更沒有各式各樣的招術,只是給人帶來快樂,他們不是戰爭機器人,而是和平中的“偽人”,像中日合作影片《阿童木》中的主人公就是一個例子。還有一類是全能型的。像《星球大戰》里的R2D2和C3PO,他能幫助人做很多事。

    樂高機器人

    樂高機器人樂高機器人

    LegoMindstorms(樂高機器人)是集合了可編程主機、電動馬達、傳感器、Lego Technic部分(齒輪、輪軸、橫梁、插銷)的統稱。Mindstorms起源于益智玩具中可編程傳感器模具(programmable sensor blocks)。第一個Lego Mindstorms的零售版本在1998年上市,當時叫做Robotics Invention System (RIS)。最近的版本是2013年上市的Lego Mindstorms EV3。

    許多語言都對Mindstorms進行編程,Computer Clubhouses是專注于Mindstorms編程的網站。LEGO MINDSTORMS Robotics Invention System(以下稱為樂高機器人套件),是針對12歲以上的小孩或大人,對機器人有興趣(或者啟發自動控制教育)的教育玩具。這項產品計劃始于1986,由丹麥樂高公司和美國麻省理工學院的媒體實驗室(Media Lab)進行的一項可編程式積木(Programmable Brick)的合作案。

    水下機器人

    Rofish為仿生機器魚系列產品,該產品以先進的電子、機械技術,模擬魚類的游動方式,通過新材料對其外形進行精確仿真,使之達到以假亂真的效果。

    Rofish采用結構化的設計方法,高穩定性的電機保證其產品的穩定性??刂品绞接袃煞N選擇:串口/USB控制和遙控器控制。產品內核采用Bootloader無線編程的編程方式,可隨時更改游動程序以適應實際的環境。

    性能參數

    體長:20cm-80cm,需要特殊尺寸可定做。

    外形:錦鯉、金魚、海豚、鯊魚等,可定制。

    游速:1BL/S。BL為身體長度,即游速與體長有關,游速為1倍體長每秒。

    連續工作時間:3-4小時,鋰動力電池供電。

    通訊方式:RF通訊或聲吶(Sonar)通訊,可選其一。

    控制方式:串口/USB控制或遙控器控制,二者可選其一。

    串口/USB控制方式可同時控制多條機器魚,通過簡單的編程控制可實現多魚之間的相互追逐、嬉戲等。

    相關博覽會/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    2010年6月08-11日德國慕尼黑國際機器人和自動化技術貿易博覽會。國際機器人和自動化技術貿易博覽會是世界上最大的機器人展覽會,向客戶提供一系列獨特的創新和具體應用,不是追求表面的展示效果,而是向他們提供量身定制的解決方案,提高單獨的建議。

    機器人產業/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    上海機器人產業規模已達60-70億人民幣,在全國名列第一。國際上機器人領域排名前四的ABB、FANUC、KUKA、安川等均在上海設有機構。ABB機器人事業總部已落戶上海,機器人的年產量達6000臺,KUKA上月在松江的新工廠已開工,預計到2015年產能可達5000臺。上海將拓展機器人系統集成應用,使上海發展成為我國最大的機器人產業基地、機器人核心技術研發中心、高端制造中心、服務中心和應用中心。

    機器人三定律/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    科幻小說家艾薩克·阿西莫夫在小說中所訂立的“機器人三定律”。阿西莫夫為機器人提出的三條“定律”(law),程序上規定所有機器人必須遵守:

    一、機器人不得傷害人類,或袖手旁觀坐視人類受到傷害;[4]

    二、除非違背第一法則,機器人必須服從人類的命令;

    三、在不違背第一及第二法則下,機器人必須保護自己。[3]

    人類與機器人/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    隨著社會的不斷發展,各行各業的分工越來越明細,尤其是在現代化的大產業中,有的人每天就只管擰一批產品的同一個部位上的一個螺母,有的人整天就是接一個線頭,就像電影《摩登時代》中演示的那樣,人們感到自己在不斷異化,各種職業病逐漸產生,于是人們強烈希望用某種機器代替自己工作,因此人們研制出了機器人,用以代替人們去完成那些單調、枯燥或是危險的工作。由于機器人的問世,使一部分工人失去了原來的工作,于是有人對機器人產生了敵意?!皺C器人上崗,人將下崗?!?/p>

    不僅在中國,即使在一些發達國家如美國,也有人持這種觀念。其實這種擔心是多余的,任何先進的機器設備,都會提高勞動生產率和產品質量,創造出更多的社會財富,也就必然提供更多的就業機會,這已被人類生產發展史所證明。任何新事物的出現都有利有弊,只不過利大于弊,很快就得到了人們的認可。比如汽車的出現,它不僅奪了一部分人力車夫、挑夫的生意,還常常出車禍,給人類生命財產帶來威脅。雖然人們都看到了汽車的這些弊端,但它還是成了人們日常生活中必不可少的交通工具。英國一位著名的政治家針對關于工業機器人的這一問題說過這樣一段話:“日本機器人的數量居世界首位,而失業人口最少,英國機器人數量在發達國家中最少,而失業人口居高不下”,這也從另一個側面說明了機器人是不會搶人飯碗的。

    美國是機器人的發源地,機器人的擁有量遠遠少于日本,其中部分原因就是因為美國有些工人不歡迎機器人,從而抑制了機器人的發展。日本之所以能迅速成為機器人大國,原因是多方面的,但其中很重要的一條就是當時日本勞動力短缺,政府和企業都希望發展機器人,國民也都歡迎使用機器人。由于使用了機器人,日本也嘗到了甜頭,它的汽車、電子工業迅速崛起,很快占領了世界市場。從世界工業發展的潮流看,發展機器人是一條必由之路。沒有機器人,人將變為機器;有了機器人,人仍然是主人。

    人學實驗室/機器人[自動執行工作的機器裝置] 編輯

    機器人學國家重點實驗室(State Key Laboratory of Robotics)依托于中國科學院沈陽自動化研究所,前身是中國科學院機器人學開放實驗室。該實驗室是中國機器人學領域最早建立的部門重點實驗室,中國機器人學領域著名科學家蔣新松院士1989-1997年曾任實驗室主任。近二十年來,實驗室在機器人學基礎理論與方法研究方面與國際先進水平同步發展,并在機器人技術前沿探索和示范應用等方面取得一批有重要影響的科研成果,充分顯示出實驗室具有解決國家重大科技問題的能力。中國在沈陽渾南技術開發區的“新松機器人”公司即是中國的該科研領域的基地。該實驗室機器人學研究總體水平在國內相關領域處于核心和帶頭地位,是國內外具有重要影響的機器人學研究基地。

    實驗室定位于為中國經濟和社會發展、國家安全和重大科學工程提供所需要的機器人技術與系統,研究機器人學基礎理論與方法、發展可行技術和平臺樣機系統,培養和匯聚從事機器人學研究的高水平人才,推動中國先進機器人技術與系統的可持續發展。主要面向發展具有感知、思維和動作能力的先進機器人系統,研究機器人學基礎理論方法、關鍵技術、機器人系統集成技術和機器人應用技術。

    實驗室堅持對外開放,吸引國內外專家學者開展交流與合作研究。通過設立基金課題,實驗室與國內有關從事機器人學研究的近30所大學、研究所和企業建立了聯系,幾乎涵蓋國內從事機器人學研究的所有單位。近幾年來,實驗室結合自身的發展方向,有針對性地與國內外知名科研團隊建立合作關系。這些合作,對于本實驗室加強學科建設、了解國家需求、建立有針對性的演示驗證系統,發揮了重要作用。

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    參考資料
    [1]^引用日期:2019-07-17
    [2]^引用日期:2019-07-17
    [3]^引用日期:2012-10-17
    [4]^引用日期:2019-07-13

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