關(guān)于智能機(jī)器人的現(xiàn)狀及未來展望

張鈺棟 劉陽 陳建 張東東

摘 要： 智能機(jī)器人在我們生活中的發(fā)揮著越來越重要的作用。我國智能機(jī)器人的市場(chǎng)也越來越繁榮，中國制造業(yè)需要在這個(gè)時(shí)候抓住歷史機(jī)遇，依靠我們的優(yōu)勢(shì)，尋求發(fā)展道路，力爭(zhēng)在新世紀(jì)里，讓我國的智能機(jī)器人在世界上占有一席之地。

關(guān)鍵詞： 機(jī)器人；移動(dòng)機(jī)器人；仿生機(jī)器人；自動(dòng)化

0.前言

機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，主要由機(jī)械身體、記憶或程序功能和核心零件等組成。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。近些年來，機(jī)器人技術(shù)的研究和應(yīng)用取得了突出的進(jìn)展，但是仍面臨的巨大的挑戰(zhàn)

1.智能機(jī)器人的當(dāng)今現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)技術(shù)等新技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)正從傳統(tǒng)的工業(yè)制造領(lǐng)域逐漸向醫(yī)療、教育、娛樂、勘探、生物工程、救災(zāi)救援等領(lǐng)域迅速擴(kuò)展。為了適應(yīng)不同領(lǐng)域的需求，機(jī)器人系統(tǒng)開始被深入的研究和開發(fā)。由于機(jī)器人技術(shù)所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域眾多，無法一一舉例，這里僅從移動(dòng)機(jī)器人和仿生機(jī)器人領(lǐng)域的部分典型案例進(jìn)行介紹。

移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用較為廣泛，從地面、空中和水下，乃至外太空都有覆蓋面。下面簡(jiǎn)要介紹一下飛行機(jī)器人。飛行機(jī)器人以及無人機(jī)的研究和應(yīng)用在近些年得到了越來越多人的重視。美國研制開發(fā)了全球鷹、捕食者、掃描鷹等一系列軍用固定翼無人機(jī)，并在實(shí)戰(zhàn)中完成了搜索、偵察和攻擊任務(wù)，同時(shí)還研制了無人直升機(jī)MQ-8 火力偵察兵，可在海軍艦船上的起飛和著艦。美國波音公司的兩架X45A無人機(jī)完成了編隊(duì)飛行和協(xié)同攻擊任務(wù)的模擬演練。與此同時(shí)在國內(nèi)，南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、上海大學(xué)、中國科學(xué)院等學(xué)校在飛行機(jī)器人方面也開展了大量的研究工作。南京航空航天大學(xué)研制了CK-1無人機(jī)；西北工業(yè)大學(xué)研制了ASN系列無人機(jī)以及小型無人旋翼直升機(jī)等；上海大學(xué)研制了旋翼無人直升機(jī)和無人飛艇；中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所研制了多款旋翼無人直升機(jī)。

仿生機(jī)器人也隨著近年的科技發(fā)展，以及人們渴望建造一個(gè)能夠自主活動(dòng)的人的想法，逐漸受到了越來越多人的注意。隨著機(jī)器人領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大， 機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境也開始從簡(jiǎn)單、固定、可預(yù)知的結(jié)構(gòu)化環(huán)境變?yōu)閺?fù)雜、動(dòng)態(tài)、不確定的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境， 這就要求機(jī)器人研究在結(jié)構(gòu)、感知、控制、智能等方面給出新方法以適應(yīng)新環(huán)境、新任務(wù)、新需求。因此， 很多學(xué)者開始從自然界尋找靈感，以找到解決新問題的新方法。而通過對(duì)生物結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行仿生也仿生機(jī)器人制造最基本方法之一，如從魚類運(yùn)動(dòng)的高效率、高機(jī)動(dòng)、低噪聲等特點(diǎn)，仿生機(jī)器魚研究得到了飛快地發(fā)展。對(duì)于不同類型仿生魚鰭的設(shè)計(jì)、建模和控制，很多學(xué)校都有著突出性的進(jìn)展，如華盛頓大學(xué)、英國大學(xué)在控制方面，佛羅里達(dá)中心大學(xué)、日本名古屋大學(xué)、美國新墨西哥大學(xué)在微小型機(jī)器魚方面，美國西北大大學(xué)、南洋理工大學(xué)、大阪大學(xué)在波動(dòng)鰭推進(jìn)方面都取得了很好的研究成果。與此同時(shí)，國內(nèi)在仿魚水下機(jī)器人研究方面也開展了大量工作，如北京航空航天大學(xué)研制了SPC系列仿生機(jī)器魚系統(tǒng)，進(jìn)行了湖試和海試，完成了水下考古、環(huán)境監(jiān)控等示范應(yīng)用。

2.智能機(jī)器人未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展，機(jī)器人在從無到有，從低級(jí)系統(tǒng)到高級(jí)系統(tǒng)的不斷進(jìn)化。智能機(jī)器人的未來是朝著智能化和情感化發(fā)展的，最后是為了能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)共存的目的。機(jī)器人未來的發(fā)展方向還有很多，如高智能情感機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人等。

隨著智能機(jī)器人技術(shù)的不斷完善，具有人類智能的情感移動(dòng)機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人未來發(fā)展趨勢(shì)。目前移動(dòng)機(jī)器人只是具有部分智能，因而正處于類人智能機(jī)器人研制階段。類人智能機(jī)器人的核心技術(shù)是機(jī)器人對(duì)智能的理解，因而只有人工智能的突破，才能真正實(shí)現(xiàn)類人智能機(jī)器人。情感機(jī)器人應(yīng)該是機(jī)器人發(fā)展的最高階段，它具有情感的理解。要研制情感機(jī)器人的關(guān)鍵是人工智能的突破和機(jī)器腦的研制等。盡管高智能情感機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)任務(wù)非常艱巨，但是我們有理由相信：隨著人工智能技術(shù)的突破，它最終一定能實(shí)現(xiàn)。

而網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人也是未來發(fā)展的大方向，它是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來遙控的機(jī)器人。人機(jī)交互技術(shù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸和通信是其研究的重心。比如平時(shí)生活中的在家就可以遙控車提前開啟空調(diào)的功能，以及雖然人在單位或者別處，可以遙控家里的電飯煲提前開始工作。這些都在網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的范疇之內(nèi)。

3.結(jié)論

智能機(jī)器人的重要性越來越被人們所了解，已經(jīng)逐漸被用到我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。在國內(nèi)，智能機(jī)器人市場(chǎng)已經(jīng)快要到了白熱化階段，中國制造業(yè)正處于與國際接軌、參與國際分工的關(guān)鍵之際。加快智能機(jī)器人技術(shù)的研究開發(fā)與生產(chǎn)是我們抓住這個(gè)歷史機(jī)遇的唯一途徑。我們要充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，提高自主創(chuàng)新的能力，尋求發(fā)展道路，力爭(zhēng)在新的時(shí)代里，使我國智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在世界上也占有一席之地。

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