未來智能機(jī)器人

1、未來智能機(jī)器人摘要：機(jī)器人是一種自動化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器。 近二十年中， 因為電腦技術(shù)、 電子產(chǎn)品及生物遺傳工程等技術(shù)的大踏步發(fā)展， “智能機(jī)械人”的研發(fā)熱潮已從專業(yè)人士的實驗室中走了出來，成為一種綜合科研能力的開發(fā)活動。關(guān)鍵字 : 智能 ，CPU，擬人化，人性化（一）機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成及工作原理機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)器人本體， 其臂部一般采用空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)， 其中的運動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度

2、數(shù)。檢測裝置的作用是實時檢測機(jī)器人的運動及工作情況， 根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后， 對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整， 以保證機(jī)器人的動作符合預(yù)定的要求?？刂葡到y(tǒng)有兩種方式。 一種是集中式控制， 即機(jī)器人的全部控制由一臺微型計算機(jī)完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機(jī)來分擔(dān)機(jī)器人的控制。如當(dāng)采用上、下兩級微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時， 主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運動學(xué)和動力學(xué)計算，并向下級微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對應(yīng)一個 CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運算和伺服控制處理，實現(xiàn)給定的運動，并向主機(jī)反饋信息。（二）機(jī)器人的未來發(fā)展機(jī)器人的研究從一開始就是擬人化的， 所以才有機(jī)械

3、手、機(jī)械臂的開發(fā)與制作，也是為了以機(jī)械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險。 但近十幾年來， 機(jī)器人的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化， 而且涵蓋了許多領(lǐng)域， 應(yīng)用的范疇十分廣闊。 大而言之，用之于太空開發(fā)，月球車，深海探測器，海洋石油開采，航天飛機(jī)機(jī)械臂等，小至微型手術(shù)機(jī)械，生命監(jiān)測儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機(jī)器人、清除機(jī)器人到無人駕駛飛機(jī)、 自動化戰(zhàn)車， 有人甚至預(yù)測未來戰(zhàn)爭可能如星球大戰(zhàn)一樣，是機(jī)器人的戰(zhàn)爭。至于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、遺傳生物產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)、文化產(chǎn)業(yè)、電訊業(yè)、能源開發(fā)，都將因機(jī)器人的大量登場而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國電訊公司未來學(xué)部門研究員曾因準(zhǔn)確預(yù)測手機(jī)短訊、 垃圾郵件及網(wǎng)上搜尋引擎的出現(xiàn)

4、而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預(yù)測中， 其中就有數(shù)條是關(guān)于機(jī)器人的。未來的機(jī)器人將會朝著三個方面發(fā)展：一、 與人類的生活更為密切地結(jié)合起來，以為人提供更多服務(wù)作為要素二十年后，家中掃除、清潔的工作或老人的護(hù)理保健的工作可能全由機(jī)器人取代。美國舊金山的醫(yī)院已開始使用機(jī)器人為病人送藥、 配藥的服務(wù)。 美國的阿伊機(jī)器人公司的總裁接受媒體采訪時表示，該公司生產(chǎn)的家用大掃除機(jī)器人產(chǎn)品， 2002 年只有一百二十萬美元銷售額，到 2012 年已猛增 50 倍以上。還有，家居的全自動化，無需駕駛的自動汽車等等，實在無法一一計數(shù)或做出估計。二、仿生性，生物性的大趨向以趣味性、生物性來制造機(jī)器狗、貓、魚等

5、動物。譬如日本三菱重工附屬公司 Ryomei Engineering 研制成功的金色機(jī)械魚“金魚虎”長 1 公尺，重 25 公斤，是一只不小的巨魚， 能自動暢游于水中， 可協(xié)助監(jiān)察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監(jiān)視河水污染等。索尼公司研制的 Aibo 機(jī)器狗會對主人聲音有情緒反應(yīng)，已能夠模仿喜怒哀樂和恐懼等情緒， 將來可出現(xiàn)代替真正導(dǎo)盲犬的機(jī)器狗。 另外，電影侏羅紀(jì)公園 的恐龍機(jī)器人等也是例子。 這類仿生性機(jī)器人還被廣泛用于軍事上的偵察救險、 情報傳送，甚至殺敵于無形的手段上去。 美國夏威夷大學(xué)設(shè)有水下機(jī)器人研究中心， 已具相當(dāng)規(guī)模。 今年八月初俄羅斯迷你潛艇在海底為漁網(wǎng)所纏，困于 190 米下

6、的深海，就得助于英國的 “天蝎”號救援艇之助而脫險的，“天蝎”號就是海底機(jī)器人。三、最重要的發(fā)展是人性化日本舉行的萬國博覽會， 被稱為機(jī)器人的大集合之展覽會， 有人甚至將之稱作“機(jī)器人萬國博覽會” ，從中亦可看出日本的這一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及成果。 在展場中，接待處、大會清掃工作、警備工作等，多以機(jī)器人的形式出現(xiàn)與取替。博覽會期間還舉辦多項人與機(jī)器人有關(guān)的活動， 其中最引人注目的還是人工智能及人性化的機(jī)器人的表演， 譬如接待處的一位女性機(jī)器人能聽、 說六國語言， 而且說話時眼、嘴皆會動，面部肌肉也有活動。 造型奇特有趣的高爾夫球機(jī)器人 “坎迪 5”，它內(nèi)置整個高爾夫球場的3D 地形和球會會員的資料，并設(shè)

7、置有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能作 360 度自如旋轉(zhuǎn)，它的系統(tǒng)將愈加精密，并更具人性化，科學(xué)家預(yù)計在2020 年完成其全部制作時，它可充當(dāng)球童并可從旁給予擊球建議。此外，尚有具“視覺”、“味覺”的機(jī)器人，它的紅外線測定可以對食物及飲品的成份、含量馬上做出判定， 譬如將一只蘋果擺在其手臂前， 可以打印出該只蘋果的糖份、 維生素含量等。最引人注目的是機(jī)器人管樂隊的演奏，以機(jī)器人演奏真正的樂器，而且隊形不斷變換， 演奏技術(shù)臻于上乘。 東京大學(xué)于今年八月公布已開發(fā)出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應(yīng)，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設(shè)定， 這對仿造機(jī)器人的生命性又是一大進(jìn)步。 凡此種種，

8、不一而足。在世紀(jì)之交，生物遺傳工程因“克隆人”的出現(xiàn)而引致倫理、法律及道德問題的爭議，“克隆人”能否問世仍然是一個未知數(shù)，但機(jī)器人的研發(fā)正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標(biāo)。 因而還為之出現(xiàn)了新的名詞， 比如人工智能（簡稱 AI ），并以下述二個英文名字用來指人類模樣的機(jī)器人： androids 和 humanoids。西方的電影導(dǎo)演在談到影視中出現(xiàn)的非常人性化的機(jī)器人時， 更常常使用這些有明確傾向的專用詞：A 、變得人性化 humanize B、人性化的 humanizedC、人道、仁慈 humanity。我國的機(jī)器人研發(fā)工作基本上屬于科學(xué)研究的項目， 據(jù)說，中國科學(xué)院目前已造出說話時嘴唇

9、能夠活動、 眼睛能轉(zhuǎn)動、 具視覺功能的機(jī)器人， 其水準(zhǔn)可媲美日本同行其實， 機(jī)器人的制作絕對并非只是液壓機(jī)械與電子產(chǎn)品的混成物， 要將機(jī)器人造得越來越有人性化， 就要兼及生命醫(yī)學(xué)、 傳感、光學(xué)及創(chuàng)造性的文化產(chǎn)業(yè)等方面，比如機(jī)器人的關(guān)節(jié)就需要研究中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)學(xué)、 生物學(xué)上的神經(jīng)刺激反應(yīng)以及文化產(chǎn)品的某種造型特征 （其中很重要的是民族特征的外表） 等等。英國的科學(xué)家甚至預(yù)言，到 2020 年，隨著機(jī)器人愈來愈精密和使用有機(jī)零件制造，它們將會受到“機(jī)器人權(quán)”的保護(hù)。在美、日、德、法、韓等國，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正在日受重視，一般采取所謂的“官產(chǎn)學(xué)”形式。 “官”即政府的制定政策及傾斜支持，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。據(jù)

10、情報顯示，日本政府正在調(diào)整全國的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)， 名古屋中部地區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)為新型汽車工業(yè)， 以大阪為中心的關(guān)西地方將以機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為主， 東京地區(qū)以資訊情報化為中心等等； “產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究與開發(fā)，并將之變成產(chǎn)品，取得經(jīng)濟(jì)效益； “學(xué)”即學(xué)校設(shè)置專門的學(xué)科，教材則與以往不同，非全盤為學(xué)校教授所寫， 有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫教材，利用電腦技術(shù)介入， 反過來向大學(xué)師生出售。 而專門出售機(jī)器人制作的教科書、教材及裝配零件、 專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業(yè)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)為此服務(wù)的產(chǎn)品。那么，這是否將導(dǎo)致一場工業(yè)革命？現(xiàn)在斷言尚為時過早。 但可以預(yù)計的是， 未來 20 年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將成為未來新產(chǎn)業(yè)的一個領(lǐng)先潮流， 在現(xiàn)代化的高科技戰(zhàn)爭中， 機(jī)器人將發(fā)揮越來越大的戰(zhàn)斗作用， 從而減少前線士兵的人命傷亡， 并以奇技利器克敵制勝?？偨Y(jié) ：世界上先進(jìn)的工業(yè)化國家都十分注重機(jī)器人的研究開發(fā)、 實用化及產(chǎn)業(yè)化的動向，投入大量的資金、人力，優(yōu)化環(huán)境及指標(biāo)，特別是重視培養(yǎng)年輕人對此未來科學(xué)的興趣， 吸引他們的投入， 以形成人材梯