漫谈机器人.doc

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1、 漫谈机器人 什么是机器人? 一）机器人一词的由来1920年捷克作家雷尔.卡佩克发表了科幻剧本罗萨姆的万能机器人。在剧本中，作者把捷克语“Robota”写成了“Robot”, “ Robota”是农奴的意思。该剧本预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人的起源。二）机器人三原则1950年美国作家阿西莫夫提出机器人三原则：1、机器人不应伤害人类2、机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外3、机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外三）机器人的定义与组成中科院蒋新松院士提出：“机器人是“进化了”的机器。今天的工业机器人，只不过是可以进行特定作业，并通过编

2、程可以任意改变作业次序的更灵活的机器” 。 “一种拟人功能的机械电子装置”。 由于研究的侧重点不同，对于机器人的定义，国际上目前尚未有明确的统一标准。综合各种定义，可将机器人理解为： 机器人是一种在计算机控制下的可编程的自动机器，根据所处的环境和作业需要，它具有至少一项或多项拟人功能，另外还可能程度不同地具有某些环境感知能力（如视觉、力觉、触觉、接近觉等），以及语言功能乃至逻辑思维、判断决策功能等，从而使它能在要求的环境中代替人进行作业。机器人一般由以下部分组成：1、机械本体2、驱动伺服单元 3、计算机控制系统 4、传感系统 5、输入/输出系统接口 二、机器人的历史机器人一词的出现和世界上第一

3、台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。 春秋后期，我国著名的木匠鲁班，在机械方面也是一位发明家，据墨经记载，他曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”，体现了我国劳动人民的聪明智慧。公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。 1800年前的汉代，大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。计里鼓车每

4、行一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。 后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”，并用其运送军粮，支援前方战争。 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。1738年，法国天才技师杰克戴瓦克逊发明了一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。进入20世纪后，机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持，一些适用化的机器人相继问世，1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”，并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人，装有无线电发报机，可以回答一

5、些问题，但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人（可编程、圆坐标）在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。三、现代机器人现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。自1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了

6、遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。 1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成。1965年，MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机

7、器人系统。1967年日本成立了人工手研究会（现改名为仿生机构研究会），同年召开了日本首届机器人学术会。 1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后，机器人的研究得到迅速广泛的普及。 1973年，辛辛那提米拉克隆公司的理查德豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它是液压驱动的，能提升的有效负载达45公斤。 到了1980年，工业机器人才真正在日本普及，故称该年为“机器人元年”。随后，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。 随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉

8、等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。将机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称，这也说明了机器人所具有的创新活力。四、最先进的机器人一）最先进的机

9、器人是美国的探索火星的机器人。二）最先进的类人机器人：日本索尼公司研发的智能机器人，日本本田公司研发的asimo机器人。新的ASIMO机器人利用其身上安装的可以阅读身份识别卡片上的微芯片的传感器，认出从背后走过来的一位女生；并可以实现端盘子，送咖啡等较为复杂的动作，特别是在手腕中内置了6轴力觉传感器，在感知手持物品重量的同时，通过降低致动器的齿轮比和提高控制的柔性等，实现了承接物体等需要精细控制的动作。asimo在中国已多次亮相，憨厚可爱的造型博得许多人的喜欢，。三）我国最先进的类人机器人-童童，身高1.75米，他不仅能作出56种面部表情，还识文断字，能中英互译，很适合用做展览或者新闻发布会的迎宾型机器人。由于主要针对家庭娱乐，他还会根据情景说俏皮话。日前，这部国产机器人已经脱离了实验室，只要有人肯出32万，就可以带他回家了。 我们在电影罗萨姆的万能机器人星球大战等影片中看到的机器人是无所不能，功能强大，并且威胁人类的生存。当然现实中的机器人远没有如此非异所思，我们要清醒认识科幻与科学的本质区别。另一方面，随着科技的快速发展，机器人应用越来越多，越来越普及，服务类机器人（如机器人保姆等）会象小汽车一样，很快进入平常家庭，走进我们的生活。