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機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展
（作者未知） 2011/12/13
摘 要：機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù),是當(dāng)代研究十分活躍,應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域,也是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。本文簡(jiǎn)要介紹了機(jī)器人的誕生以及其發(fā)展歷程，討論了機(jī)器人的智能化，以及機(jī)器人與人的關(guān)系，并對(duì)未來(lái)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：機(jī)器人，機(jī)器人技術(shù)，發(fā)展，展望
（一） 機(jī)器人的誕生與發(fā)展歷程
1920年捷克劇作家卡雷爾.卡佩克發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的萬(wàn)能機(jī)器人》。劇情是這樣的：羅薩姆公司把機(jī)器人作為人類(lèi)生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品推向市場(chǎng)，讓它去充當(dāng)勞動(dòng)力，以呆板的方從事繁重的勞動(dòng)。后來(lái)，羅薩姆公司使機(jī)器人具有了感情，在工廠和家務(wù)勞動(dòng)中，機(jī)器人成了必不可少的成員。該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響。在劇本中，卡佩克把捷克語(yǔ)“Robota”(農(nóng)奴)寫(xiě)成了“Robot”（機(jī)器人）①。這也是人類(lèi)社會(huì)首次使用“機(jī)器人”這一概念。盡管這個(gè)名詞術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)的較晚,然而人類(lèi)對(duì)機(jī)器人的幻想與追求卻有3000多年的歷史。
自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的誕生，推動(dòng)了現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展。
50年代是機(jī)器人的萌芽期，其概念是“一個(gè)空間機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械臂，一個(gè)可重復(fù)編程動(dòng)作的機(jī)器”。1954年美國(guó)戴沃爾發(fā)表了“通用重復(fù)型機(jī)器人”的專(zhuān)利論文，首次提出“工業(yè)機(jī)器人”的概念；1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)數(shù)控工業(yè)機(jī)器人原型；1959年美國(guó)UNIMATION公司推出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。
60年代隨著傳感技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入成長(zhǎng)期，機(jī)器人開(kāi)始向?qū)嵱没l(fā)展，并被用于焊接和噴涂作業(yè)中。
70年代隨著計(jì)算機(jī)和人工智能的發(fā)展，機(jī)器人進(jìn)入實(shí)用化時(shí)代。日本雖起步較晚，但結(jié)合國(guó)情，面向中小企業(yè)，采取了一系列鼓勵(lì)使用機(jī)器人的措施，其機(jī)器人擁有量很快超過(guò)了美國(guó)，一舉成為“機(jī)器人王國(guó)”。
80年代，機(jī)器人發(fā)展成為具有各種移動(dòng)機(jī)構(gòu)、通過(guò)傳感器控制的機(jī)器。工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入普及時(shí)代，開(kāi)始在汽車(chē)、電子等行業(yè)得到大量使用，推動(dòng)了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為滿足人們個(gè)性化的要求，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)趨于小批量、多品種。
90年代初期，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)與需求進(jìn)入了高潮期：1990年世界上新裝備機(jī)器人81000臺(tái)，1991年新裝備76 000臺(tái)。1991年底世界上已有53萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人工作在各 條戰(zhàn)線上。隨后由于受到日本等國(guó)經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也一度跌入低谷。近兩年隨著世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)又出現(xiàn)了一片生機(jī)。90年代還出現(xiàn)了具有感知、決策、動(dòng)作能力的智能機(jī)器人，產(chǎn)生了智能機(jī)器或機(jī)器人化機(jī)器。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的概念和應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。
從世界上第一臺(tái)遙控機(jī)械手的誕生至今已有50年了，在這短短的幾年里，伴隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制理論的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的需要及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)歷了三代：第一代為簡(jiǎn)單個(gè)體機(jī)器人，第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人，第三代為類(lèi)似人類(lèi)的智能機(jī)器人，它的未來(lái)發(fā)展方向是有知覺(jué)、有思維、能與人對(duì)話②。
（二） 機(jī)器人智能化
第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型，第二代則具備了感覺(jué)能力，第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它不僅具備了感覺(jué)能力，而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力，并具有記憶、推理和決策的能力，因而能夠完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。智能機(jī)器人在發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)自我診斷裝置能自我診斷出發(fā)生故障部位，并能自我修復(fù)。今天，智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍大大地?cái)U(kuò)展了。除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，機(jī)器人已應(yīng)用到各行各業(yè)，并已初步具備了人類(lèi)的特點(diǎn)。機(jī)器人向著智能化、擬人化發(fā)展的道路，是沒(méi)有止境的。
計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，使機(jī)器人在功能和技術(shù)層次上有了很大的提高，移動(dòng)機(jī)器人和機(jī)器人的視覺(jué)和觸覺(jué)等技術(shù)就是典型的代表。由于這些技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)器人概念的延伸。在研究和開(kāi)發(fā)未知及在不確定環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人的過(guò)程中，人們逐步認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動(dòng)和交互技術(shù)的結(jié)合。上世紀(jì)80年代以來(lái)，人們將具有感覺(jué)、思考、決策和動(dòng)作能力的系統(tǒng)稱(chēng)為智能機(jī)器人。
機(jī)器人若是具有認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)能力、思維能力以及適應(yīng)環(huán)境的能力就屬于智能機(jī)器人了。智能機(jī)器人一般由三大部分組成：運(yùn)動(dòng)部分、智能部分和感覺(jué)部分。運(yùn)動(dòng)部分，包括行走機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、手爪；智能部分，包括有認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)能力、思維能力和決策能力的裝置；感覺(jué)部分，包括有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、接近覺(jué)的裝置。
智能機(jī)器人由感覺(jué)裝置感受到外界環(huán)境的狀況，產(chǎn)生信息，并由電腦進(jìn)行識(shí)別。電腦中存儲(chǔ)許多知識(shí)，也就是存儲(chǔ)許多規(guī)則和數(shù)據(jù)。電腦根據(jù)已有的知識(shí)，對(duì)得到的外界信號(hào)加以分析、判斷、推理，最后做出決策（未完，下一頁(yè)）
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