机器人技术及其前景

2019-10-21 00:00赵瑞朝
青年生活 2019年27期
关键词:人工智能技术机器人发展

赵瑞朝

摘要:机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。目前在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。机器人的出现并高速发展是社会和经济发展的必然,是为了提高社会的生产水平和人类的生活质量。现在,国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。

关键词:机器人;人工智能技术;发展

0 引言

所谓机器人,通常被称为自动控制机器人,自动控制机器包括所有模拟人类行为或思想与模拟其它物种的机械。对机器人狭义的定义和分类有很多争议,甚至一些计算机程序,也被称为机器人。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。它可以说是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”

1 机器人分类

机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能机器人。一般机器人是指不具有智能,只具有一般编程能力和操作功能的机器人。大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素:一是感觉要素,用来认识周围环境状态;二是运动要素,对外界做出反应性动作;三是思考要素,根据感觉要素所得到的信息,思考采用什么样的动作。

感觉要素包括能感知视觉、接近、距离的非接触型传感器和能感知力、压觉、触觉的接触型传感器。这些要素实质上就相当于人的眼、鼻、耳等五官,它们的功能可以利用诸如摄像机、图像传感器、超声波传感器、激光器、 导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件来实现。对运动要素来说,智能机器人需要有一个无轨道型移动机构,以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼 梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制,这种控制不仅要包括位置控制,而且还要有力度控制、位置与力度混合控制及伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键,也是应赋予机器人的必备要素。思考要素包括判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程,而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。

智能机器人根据智能程度的不同又可分为三种:(1) 传感型机器人——具有利用传感信息进行传感信息处理及实现控制与操作的能力。(2) 交互型机器人——机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人-机对话,实现对机器人的控制与操作。(3) 自主型机器人——在设计制作之后,机器人无需人的干预,能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。

2 智能机器人技术的形成

智能机器人是人工智能的综合成果,它是在扩大计算机的功能和研究人工智能的实验床的基础上形成和发展起来的。人工智能研究者通过智能机器人实验床把人工智能活现出来,第一次证实了智能机器人可以根据环境和任务目标制定行动规划和进行操作,尤其是它能使用简单的工具 去完成某种任务,这项发现具有非常重要的科学价值。由于智能机器人本身难度较大,耗资多,与实际应用较远,长期以来只有技术驱动,没有形成产品,发展比较缓慢。而几乎与其同期形成和发展的第一代工业机器人却进展较快。智能机器人的主要研制目的是为了解决工业装配、原子能利用、宇宙和海洋开发等领域的需要。由于研究目的明确,针对性强,实际需要迫切,研制和使用部门结合,资金、人力集中使用,因此研制出了面向自动化应用的各种机器人。如美国麻省理工学院的电动机机器人装配系统以及西屋电 气公司可实现柔性自动装配的电动机机器人装配系统,二者均可进行8种小型电动机的装配;日本研制的各种智能机器人可用于电动机组装、集成电路压焊和印刷电路检查等。另外,特殊条件下工作的特种机器人也已取得实验成果。

3 机器人发展的前景与展望

由于人类的需求,随着科技的发展,依靠信息的交流,现代科技界对机器人发展提出了展望,主要沿着三个方向发展:一是让机器人具有更强的智能和功能;二是让机器人更具人形,也就是更像人;三是微型化,让机器人可以做更多细致的工作。这些都可以让机器人更有能力并更好的为人类服务。

机器人可以为人类提供更多的劳动力,人们可以让机器人做那些人们做不了、不愿做或做不好的事,例如,人们可以让机器人做火山探险、空间探索等人类难以完成的工作,也可以让机器人做喷漆、重物搬运等對人体有害的工作,也可以让机器人那些单调枯燥的重复性劳作等。机器人发展到现在,已经出现或者人们想象的机器人越来越多,例如,护士机器人、脑外科机器人、消防机器人、导游机器人、水下探索机器人、农林业机器人、军用机器人、娱乐机器人等,可以说随着机器人的不断发展,机器人将会逐渐向人类社会走近并将影响着人类社会的各行各业的发展乃至影响到人类生活的方方面面。

4 总结

机器人技术是跨领域和现代科学技术的综合体现,机器人的发展代表着国家的综合实力和水平,现在很多工业先进的国家已将机器人技术列入本国高技术的发展计划,其发展呈现出两个显著特征:一个是在横向上,机器人的应用越来越多,正在从传统的制造业到人类生活和工作的各个领域,它的种类逐步增加;另一方面,在纵向上,随着不但扩大的需求范围,机器人结构的发展与变化,高端系统显示显著的仿生和智能化的特点,功能不断扩大,性能逐步改进和完善,各类机器人正逐步向更高智能化方向发展,与人类社会更加紧密地融合在一起。

参考文献

[1] 陈恳.面器人技术与应用[M].清华大学出版社,2006(9).

[2] 谭民,王硕.机器人技术研究进展[J].自动化学报,2013(7).

[3] 刘永安,余天荣.工业机器人的应用研究[J].机电工程技术,2014(2)

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