智能機器人的未來發(fā)展趨勢論文

1、-PAGE . z論文題目：智能機器人的未來開展趨勢學(xué)院：機電學(xué)院專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化：*：智能機器人的未來開展趨勢摘要：通過教師對機器人技術(shù)根底的講解，以及各組同學(xué)課外知識的介紹，還有自己通過網(wǎng)上查閱相關(guān)機器人的相關(guān)知識及論文，我掌握了機器人的根本知識和應(yīng)用。我對智能機器人技術(shù)的開展現(xiàn)狀，以及世界各國智能機器人的開展水平和應(yīng)用有了新的認(rèn)識。掌握了機器人的根本知識后，我對機器人的未來開展趨勢有了自己的看法。關(guān)鍵詞：機器人、開展現(xiàn)狀、應(yīng)用、趨勢1、 引言機器人的定義是一種可編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機，或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。智能機器

2、人則是一個在感知- 思維- 效應(yīng)方面全面模擬人的機器系統(tǒng)，外形不一定像人。它是人工智能技術(shù)的綜合試驗場，可以全面地考察人工智能各個領(lǐng)域的技術(shù)，研究它們相互之間的關(guān)系。還可以在有害環(huán)境中代替人從事危險工作、上天下海、戰(zhàn)場作業(yè)等方面大顯身手。一部智能機器人應(yīng)該具備三方面的能力：感知環(huán)境的能力、執(zhí)行*種任務(wù)而對環(huán)境施加影響的能力和把感知與行動聯(lián)系起來的能力。智能機器人與工業(yè)機器人的根本區(qū)別在于，智能機器人具有感知功能與識別、判斷及規(guī)劃功能。隨著智能機器人的應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，人們期望智能機器人在更多領(lǐng)域為人類效勞，代替人類完成更復(fù)雜的工作。然而,智能機器人所處的環(huán)境往往是未知的、很難預(yù)測。智能機器人所要

3、完成的工作任務(wù)也越來越復(fù)雜;對智能機器人行為進(jìn)展人工分析、設(shè)計也變得越來越困難。目前，國外對智能機器人的研究也在不斷深入。通過對機器人技術(shù)根底的學(xué)習(xí)，以及課下討論，各個小組的講解及相關(guān)機器人視頻的觀看，分析了國外的智能機器人的開展，討論了智能機器人在開展中存在的問題，最后提出了對智能機器人開展的一些設(shè)想。2、 國外在該領(lǐng)域的開展現(xiàn)狀綜述2.1智能機器人的開展現(xiàn)狀智能機器人是第三代機器人，這種機器人帶有多種傳感器,能夠?qū)⒍喾N傳感器得到的信息進(jìn)展融合，能夠有效的適應(yīng)變化的環(huán)境，具有很強的自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力和自治功能。 目前研制中的智能機器人智能水平并不高，只能說是智能機器人的初級階段。智能機器人

4、研究中當(dāng)前的核心問題有兩方面：一方面是，提高智能機器人的自主性，這是就智能機器人與人的關(guān)系而言，即希望智能機器人進(jìn)一步獨立于人，具有更為友善的人機界面。從長遠(yuǎn)來說，希望操作人員只要給出要完成的任務(wù)，而機器能自動形成完成該任務(wù)的步驟，并自動完成它。另一方面是，提高智能機器人的適應(yīng)性，提高智能機器人適應(yīng)環(huán)境變化的能力，這是就智能機器人與環(huán)境的關(guān)系而言，希望加強它們之間的交互關(guān)系。 智能機器人涉及到許多關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)關(guān)系到智能機器人的智能性的上下。這些關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個方面：多傳感信息耦合技術(shù)，多傳感器信息融合就是指綜合來自多個傳感器的感知數(shù)據(jù),以產(chǎn)生更可靠、更準(zhǔn)確或更全面的信息，經(jīng)過融合的

5、多傳感器系統(tǒng)能夠更加完善、準(zhǔn)確地反映檢測對象的特性,消除信息的不確定性,提高信息的可靠性；導(dǎo)航和定位技術(shù)，在自主移動機器人導(dǎo)航中，無論是局部實時避障還是全局規(guī)劃，都需要準(zhǔn)確知道機器人或障礙物的當(dāng)前狀態(tài)及位置，以完成導(dǎo)航、避障及路徑規(guī)劃等任務(wù)；路徑規(guī)劃技術(shù)，最優(yōu)路徑規(guī)劃就是依據(jù)*個或*些優(yōu)化準(zhǔn)則，在機器人工作空間中找到一條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)、可以避開障礙物的最優(yōu)路徑；機器人視覺技術(shù)，機器人視覺系統(tǒng)的工作包括圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出和顯示,核心任務(wù)是特征提取、圖像分割和圖像辨識；智能控制技術(shù)，智能控制方法提高了機器人的速度及精度；人機接口技術(shù)，人機接口技術(shù)是研究如何使人方便自然地與計算

6、機交流。 在各國的智能機器人開展中，美國的智能機器人技術(shù)在國際上一直處于領(lǐng)先地位，其技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強，性能可靠、功能全面、準(zhǔn)確度高，其視覺、觸覺等人工智能技術(shù)已在航天、汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用。日本由于一系列扶植政策，各類機器人包括智能機器人的開展迅速。歐洲各國在智能機器人的研究和應(yīng)用方面在世界上處于公認(rèn)的領(lǐng)先地位。我們國家起步較晚，而后進(jìn)入了大力開展的時期，以期以機器人為媒介物推動整個制造業(yè)的改變，推動整個高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的壯大。2.2 智能機器人的廣泛應(yīng)用現(xiàn)代智能機器人根本能按人的指令完成各種比擬復(fù)雜的工作，如深海探測、作戰(zhàn)、偵察、搜集情報、搶險、效勞等工作，模擬完成人類不能或不愿完成的任

7、務(wù)，不僅能自主完成工作,而且能與人共同協(xié)作完成任務(wù)或在人的指導(dǎo)下完成任務(wù)，在不同領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 智能機器人按照工作場所的不同，可以分為管道、水下、空中、地面機器人等。管道機器人可以用來檢測管道使用過程中的破裂、腐蝕和焊縫質(zhì)量情況，在惡劣環(huán)境下承當(dāng)管道的清掃、噴涂、焊接、部拋光等維護(hù)工作,對地下管道進(jìn)展修復(fù)；水下機器人可以用于進(jìn)展海洋科學(xué)研究、海上石油開發(fā)、海底礦藏勘探、海底打撈救生等；空中機器人可以用于通信、氣象、災(zāi)害監(jiān)測、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、交通、播送電視等方面；效勞機器人半自主或全自主工作、為人類提供效勞，其中醫(yī)用機器人具有良好的應(yīng)用前景；仿人機器人的形狀與人類似，具有移動功能、操作功能、感

8、知功能、記憶和自治能力，能夠?qū)崿F(xiàn)人機交互；微型機器人以納米技術(shù)為根底在生物工程、醫(yī)學(xué)工程、微型機電系統(tǒng)、光學(xué)、超精細(xì)加工及測量(如:掃描隧道顯微鏡) 等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。在國防領(lǐng)域中，軍用智能機器人得到前所未有的重視和開展，近年來,美英等國研制出第二代軍用智能機器人，其特點是采用自主控制方式，能完成偵察、作戰(zhàn)和后勤支援等任務(wù)，在戰(zhàn)場上具有看、嗅等能力,能夠自動跟蹤地形和選擇道路，具有自動搜索、識別和消滅敵方目標(biāo)的功能。如美國的Navplab自主導(dǎo)航車,SSV自主地面戰(zhàn)車等。在未來的軍事智能機器人中，還會有智能戰(zhàn)斗機器人、智能偵察機器人、智能戒備機器人、智能工兵機器人、智能運輸機器人等等，

9、成為國防裝備中新的亮點。 在效勞工作方面，世界各國尤其是西方興旺國家都在致力于研究開發(fā)和廣泛應(yīng)用效勞智能機器人，以清潔機器人為例，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會的開展，人們希望更多地從繁瑣的日常事務(wù)中解脫出來，這就使得清潔機器人進(jìn)入家庭成為可能。日本公司研制的地面清掃機器人，可沿墻壁從任何一個位置自動啟動，利用不斷旋轉(zhuǎn)的刷子將廢棄物掃入自帶容器中；車站地面擦洗機器人工作時一面將清洗液噴灑到地面上，一面用旋轉(zhuǎn)刷不停地擦洗地面，并將臟水吸入所帶的容器中；工廠的自動清掃機器人可用于各種工廠的清掃工作。美國的一款清潔機器人Roomba具有高度自主能力，可以游走于房間各家具縫隙間，靈巧地完成清掃工作。瑞典的一

10、款機器人三葉蟲，外表光滑，呈圓形，置搜索雷達(dá)，可以迅速地探測到并避開桌腿、玻璃器皿、寵物或任何其它障礙物。一旦微處理器識別出這些障礙物，它可重新選擇路線，并對整個房間做出重新判斷與計算，以保證房間的各個角落都被清掃。現(xiàn)代智能機器人不僅在上述方面有廣泛應(yīng)用，而將滲透到生活的各個方面，像在煤炭工業(yè)在礦業(yè)方面，考慮到社會上對煤炭需求量日益增長的趨勢和煤炭開采的惡劣環(huán)境，將智能機器人應(yīng)用于礦業(yè)勢在必行。在建筑方面，有高層建筑抹灰機器人、預(yù)制件安裝機器人、室裝修機器人、擦玻璃機器人、地面拋光機器人等。在核工業(yè)方面，主要研究機構(gòu)靈巧、動作準(zhǔn)確可靠、反響快、重量輕的機器人等等。智能機器人的應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大

11、，人們期望智能機器人能在更多的領(lǐng)域為人類效勞，代替人類完成更多更復(fù)雜的工作。3、 討論與展望及個人心得體會3.1智能機器人的開展趨勢展望智能機器人具有廣闊的開展前景，目前機器人的研究正處于第三代智能機器人階段，盡管國外對此的研究已經(jīng)取得了許多成果,但其智能化水平仍然不盡人意。未來的智能機器人應(yīng)當(dāng)在以下幾方面著力開展：面向任務(wù)，由于目前人工智能還不能提供實現(xiàn)智能機器的完整理論和方法，已有的人工智能技術(shù)大多數(shù)要依賴領(lǐng)域知識，因此當(dāng)我們把機器要完成的任務(wù)加以限定，及開展面向任務(wù)的特種機器人，則已有的人工智能技術(shù)就能發(fā)揮作用，使開發(fā)這種類型的智能機器人成為可能；傳感技術(shù)和集成技術(shù)，在現(xiàn)有傳感器的根底上

12、開展更好、更先進(jìn)的處理方法和其實現(xiàn)手段，或者尋找新型傳感器，同時提高集成技術(shù)，增加信息的融合；機器人網(wǎng)絡(luò)化，利用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各種機器人連接到計算機網(wǎng)絡(luò)上,并通過網(wǎng)絡(luò)對機器人進(jìn)展有效的控制；智能控制中的軟計算方法，與傳統(tǒng)的計算方法相比,以模糊邏輯、基于概率論的推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和混沌為代表的軟計算技術(shù)具有更高的魯棒性、易用性及計算的低消耗性等優(yōu)點,應(yīng)用到機器人技術(shù)中，可以提高其問題求解速度,較好地處理多變量、非線性系統(tǒng)的問題；機器學(xué)習(xí)，各種機器學(xué)習(xí)算法的出現(xiàn)推動了人工智能的開展,強化學(xué)習(xí)、蟻群算法、免疫算法等可以用到機器人系統(tǒng)中，使其具有類似人的學(xué)習(xí)能力,以適應(yīng)日益復(fù)雜的、不確定和非構(gòu)造

13、化的環(huán)境；智能人機接口，人機交互的需求越來越向簡單化、多樣化、智能化、人性化方向開展,因此需要研究并設(shè)計各種智能人機接口如多語種語音、自然語言理解、圖像、手寫字識別等,以更好地適應(yīng)不同的用戶和不同的應(yīng)用任務(wù)，提高人與機器人交互的和諧性; 多機器人協(xié)調(diào)作業(yè)，組織和控制多個機器人來協(xié)作完成單機器人無法完成的復(fù)雜任務(wù)，在復(fù)雜未知環(huán)境下實現(xiàn)實時推理反響以及交互的群體決策和操作。3.2開展趨勢由于現(xiàn)有的智能機器人的智能水平還不夠高，因此在今后的開展中，努力提高各發(fā)面的技術(shù)及其綜合應(yīng)用，大力提高智能機器人的智能程度，提高智能機器人的自主性和適應(yīng)性，是智能機器人開展的關(guān)鍵。同時，智能機器人涉及多個學(xué)科的協(xié)同

14、工作，不僅包括技術(shù)根底，甚至還包括心理學(xué)、倫理學(xué)等社會科學(xué)，讓智能機器人完成有益于人類的工作，使人類從繁重、重復(fù)、危險的工作中解脫出來，就像科幻作家阿西莫夫的機器人學(xué)三大法則一樣，讓智能機器人真正為人類利益效勞，而不能成為反人類的工具。相信在不遠(yuǎn)的將來，各行各業(yè)都會充滿形形色色的智能機器人，科幻小說中的場景將在科學(xué)家們的努力下逐步成為現(xiàn)實，很好地提高人類的生活品質(zhì)和對未知事物的探索能力。3.3個人心得體會在沒有學(xué)習(xí)機器人技術(shù)根底 這么課程之前，我對機器人的了解很少。通過教師的講解，以及各組同學(xué)的課堂講解，讓我對機器人有了更廣泛的認(rèn)識。 我一直想自己制作一個遙控六通道遙控飛機，由于沒有太多的知識和專門的時間，一直覺得太困難，所以一直沒有方向。學(xué)習(xí)完機器人技術(shù)根底這門課程，這才是我制作的開場，遙控直升機相比智能機器人差距太大，這也就是科技的開展的結(jié)果吧。觀看過TED的一堂有關(guān)四軸直升機的的視頻，讓我翻開眼界，讓我對制作自己的機器人有了更多自己的想法。通過機器人技術(shù)根底 、 傳感器與檢測技術(shù) 、 機械設(shè)計根底的課程學(xué)習(xí)后，豐富了的知識和技能，我可以在自己的制作的機器人加上相應(yīng)的傳感器模塊，使自己制作的機器人擁有更多功能，從而到達(dá)智能化。參考文獻(xiàn) 1. 董硯秋.智能機