智能機(jī)器人-科技論文寫(xiě)作

物理與電子信息學(xué)院

2010級(jí)電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)（德州學(xué)院物理與電子信息學(xué)院，山東德州253023）【摘要】隨著新技術(shù)不斷被提出以及現(xiàn)有技術(shù)的高度發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)始滲透人們的生活。隨著研究的深入，不論是仿生運(yùn)動(dòng)方面還是人工智能方面，都會(huì)發(fā)展到一個(gè)新的高度。那個(gè)時(shí)候的機(jī)器人將能夠很好的行走和跳躍，很好的模擬生物的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)經(jīng)過(guò)不懈的探索，人類必將在新材料的領(lǐng)域取得巨大突破。關(guān)鍵詞：移動(dòng)機(jī)器人；人工智能；仿生引言機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，它應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展共同的一個(gè)綜合性的結(jié)果，也同時(shí)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一個(gè)重大影響的一門科學(xué)技術(shù)，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中，各國(guó)加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)的投入，就加強(qiáng)了本國(guó)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果，那么人類的發(fā)展隨著人們這種社會(huì)發(fā)展的情況，人們?cè)絹?lái)越不斷探討自然過(guò)程中，在改造自然過(guò)程中，認(rèn)識(shí)自然過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)不可達(dá)世界的認(rèn)識(shí)和改造，這也是人們?cè)诳萍及l(fā)展過(guò)程中的一個(gè)客觀需要。二、智能機(jī)器人的分類機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，幾乎滲透到所有領(lǐng)域。智能移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支。早在60年代，就已經(jīng)開(kāi)始了關(guān)于智能移動(dòng)機(jī)器人的研究。關(guān)于智能移動(dòng)機(jī)器人的研究涉及許多方面，首先，要考慮移動(dòng)方式，可以是輪式的、履帶式、腿式的，對(duì)于水下機(jī)器人，則是推進(jìn)器。其次，必須考慮驅(qū)動(dòng)器的控制，以使機(jī)器人達(dá)到期望的行為。第三,必須考慮導(dǎo)航或路徑規(guī)劃，對(duì)于后者,有更多的方面要考慮,如傳感融合，特征提取，避碰及環(huán)境映射。因此，智能移動(dòng)機(jī)器人是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合系統(tǒng)[1]。對(duì)智能移動(dòng)機(jī)器人的研究，提出了許多新的或挑戰(zhàn)性的理論與工程技術(shù)課題，引起越來(lái)越多的專家學(xué)者和工程技術(shù)人員的興趣，更由于它在軍事偵察、掃雷排險(xiǎn)、防核化污染等危險(xiǎn)與惡劣環(huán)境以及民用中的物料搬運(yùn)上具有廣闊的應(yīng)用前景，使得對(duì)它的研究在世界各國(guó)受到普遍關(guān)注。智能機(jī)器人根據(jù)其智能程度的不同，又可分為三種：（1）傳感型機(jī)器人圖1又稱外部受控機(jī)器人。機(jī)器人的本體上沒(méi)有智能單元只有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和感應(yīng)機(jī)構(gòu)，它具有利用傳感信息（包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、接近覺(jué)、力覺(jué)和紅外、超聲及激光等）進(jìn)行傳感信息處理、實(shí)現(xiàn)控制與操作的能力。受控于外部計(jì)算機(jī)，在外部計(jì)算機(jī)上具有智能處理單元，處理由受控機(jī)器人采集的各種信息以及機(jī)器人本身的各種姿態(tài)和軌跡等信息，然后發(fā)出控制指令指揮機(jī)器人的動(dòng)作。目前機(jī)器人世界杯的小型組比賽使用的機(jī)器人就屬于這樣的類型。（2）交互型機(jī)器人圖2機(jī)器人通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與操作員或程序員進(jìn)行人－機(jī)對(duì)話，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人從近幾年世界機(jī)器人推出的產(chǎn)品來(lái)看，機(jī)器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)主要為：結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化；控制技術(shù)的開(kāi)放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化；多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化；工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是人造機(jī)器的“終極”形式。它涉及到機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)。機(jī)器人發(fā)展的總體趨勢(shì)是，從狹義的機(jī)器人概念向廣義的機(jī)器人技術(shù)概念轉(zhuǎn)移，從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向解決方案業(yè)務(wù)的機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)涵已變?yōu)殪`活應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的、具有實(shí)際動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)。機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來(lái)越靈巧，控制系統(tǒng)愈來(lái)愈小，其智能也越來(lái)越高，并正朝著一體化方向發(fā)展。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)機(jī)器人的市場(chǎng)將不斷擴(kuò)大，這一點(diǎn)無(wú)容置疑。在我國(guó)，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)份額大部分被國(guó)外工業(yè)機(jī)器人企業(yè)占據(jù)著。在國(guó)際強(qiáng)手面前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)面臨著相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。如今我國(guó)正從一個(gè)“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，中國(guó)制造業(yè)面臨著與國(guó)際接軌、參與國(guó)際分工的巨大挑戰(zhàn)，對(duì)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的提高迫在眉睫，政府務(wù)必會(huì)加大對(duì)機(jī)器人的資金投入和政策支持，將會(huì)給機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動(dòng)力。四、智能機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)智能化可以說(shuō)是機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展方向，智能機(jī)器人是具有感知、思維和行動(dòng)功能的機(jī)器[3]，是機(jī)構(gòu)學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、微電子學(xué)、光學(xué)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、仿生學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)的綜合成果。智能機(jī)器人可獲取、處理和識(shí)別多種信息，自主地完成較為復(fù)雜的操作任務(wù)，比一般的工業(yè)機(jī)器人具有更大的靈活性、機(jī)動(dòng)性和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)于未來(lái)意識(shí)化智能機(jī)器人很可能的幾大發(fā)展趨勢(shì)，在這里概括性地分析如下[4]：（1）語(yǔ)言交流功能越來(lái)越完美智能機(jī)器人，既然已經(jīng)被賦予“人”的特殊稱義，那當(dāng)然需要有比較完美的語(yǔ)言功能，這樣就能與人類進(jìn)行一定的，甚至完美的語(yǔ)言交流，所以機(jī)器人語(yǔ)言功能的完善是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。對(duì)于未來(lái)智能機(jī)器人的語(yǔ)言交流功能會(huì)越來(lái)越完美化，是一個(gè)必然性趨勢(shì)，在人類的完美設(shè)計(jì)程序下，它們能輕松地掌握多個(gè)國(guó)家的語(yǔ)言，遠(yuǎn)高于人類的學(xué)習(xí)能力。另外，機(jī)器人還能進(jìn)行自我的語(yǔ)言詞匯重組能力，就是當(dāng)人類與之交流時(shí)，若遇到語(yǔ)言包程序中沒(méi)有的語(yǔ)句或詞匯時(shí)，可以自動(dòng)地用相關(guān)的或相近意思詞組，按句子的結(jié)構(gòu)重組成一句新句子來(lái)回答，這也相當(dāng)于類似人類的學(xué)習(xí)能力和邏輯能力，是一種意識(shí)化的表現(xiàn)。（2）各種動(dòng)作的完美化機(jī)器人的動(dòng)作是相對(duì)于模仿人類動(dòng)作來(lái)說(shuō)的，我們知道人類能做的動(dòng)作是極至多樣化的，招手、握手、走、跑、跳、等各種手勢(shì)，都是人類的慣用動(dòng)作。不過(guò)現(xiàn)代智能機(jī)器人雖也能模仿人的部分動(dòng)作，不過(guò)相對(duì)是有點(diǎn)僵化的感覺(jué)，或者動(dòng)作是比較緩慢的。未來(lái)機(jī)器人將以更靈活的類似人類的關(guān)節(jié)和仿真人造肌肉，使其動(dòng)作更像人類，模仿人的所有動(dòng)作，甚至做得更有形將成為可能。還有可能做出一些普通人很難做出的動(dòng)作，如平地翻跟斗，倒立等。（3）外形越來(lái)越酷似人類科學(xué)家們研制越來(lái)越高級(jí)的智能機(jī)器人，是主要以人類自身形體為參照對(duì)象的。自然先需有一個(gè)很仿真的人型外表是首要前提，在這一方面日本應(yīng)該是相對(duì)領(lǐng)先的，國(guó)內(nèi)也是非常優(yōu)秀的。當(dāng)幾近完美的人造皮膚，人造頭發(fā)，人造五管等恰到好處地遮蓋于金屬內(nèi)在的機(jī)器人身上時(shí)，站在那里還配以人類的完美化正統(tǒng)手勢(shì)。這樣從遠(yuǎn)處乍一看，你還真的會(huì)誤以為是一個(gè)大活人。當(dāng)走近時(shí)，細(xì)看才發(fā)現(xiàn)原來(lái)只是個(gè)機(jī)器人，對(duì)于未來(lái)機(jī)器人，仿真程度很有可能達(dá)到即使你近在咫尺細(xì)看它的外在，你也只會(huì)把它當(dāng)成人類，很難分辯是機(jī)器人，這種狀況就如美國(guó)科幻大片《終結(jié)者》中的機(jī)器人物造型具有極至完美的人類外表。（4）邏輯分析能力越來(lái)越強(qiáng)對(duì)于智能機(jī)器人為了完美化模仿人類，未來(lái)科學(xué)家會(huì)不斷地賦予它許多邏輯分析程序功能，這也相當(dāng)于是智能的表現(xiàn)。如自行重組相應(yīng)詞匯成新的句子是邏輯能力的完美表現(xiàn)形式，還有若自身能量不足，可以自行充電，而不需要主人幫助，那是一種意識(shí)表現(xiàn)。總之邏輯分析有助人機(jī)器人自身完成許多工作，在不需要人類幫助的同時(shí)，還可以盡量地幫助人類完成一些任務(wù)，甚至是比較復(fù)雜化的任務(wù)。在一定層面上講，機(jī)器人有較強(qiáng)的邏輯分析能力，是利大于弊的。（5）具備越來(lái)越多樣化功能人類制造機(jī)器人的目的是為人類所服務(wù)的，所以就會(huì)盡可能地把它變成多功能化，比如在家庭中，可以成為機(jī)器人保姆，會(huì)幫你掃地、吸塵、還可以做你的談天朋友，還可以為你看護(hù)小孩[5]。到外面時(shí)，機(jī)器人可以幫你搬一些重物，或提一些東西，甚至還能當(dāng)你的私人保嫖。另外，未來(lái)高級(jí)智能機(jī)器人還會(huì)具備多樣化的變形功能，比方從人形狀態(tài)，變成一輛豪華的汽車也是有可能的，這似乎是真正意義上的變形金剛了，它載著你到處奔馳于你想去的任何地方，這種比較理想的設(shè)想，在未來(lái)都是有可能實(shí)現(xiàn)的。機(jī)器人的產(chǎn)生是社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然階段，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物，在經(jīng)歷了從初級(jí)到現(xiàn)在的成長(zhǎng)過(guò)程后，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及各種技術(shù)進(jìn)一步的相互融合，我們相信機(jī)器人技術(shù)的前景將更加光明。五、結(jié)論隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，機(jī)器人的發(fā)展肯定會(huì)上一個(gè)新的臺(tái)階，對(duì)解決人類無(wú)法完成的、不好完成的、不愿完成的危險(xiǎn)作業(yè)會(huì)發(fā)揮越來(lái)越多的作用，機(jī)器人更好地服務(wù)于社會(huì)服務(wù)于人類的夢(mèng)想會(huì)更快的實(shí)現(xiàn)[6]。隨著機(jī)器人在不同領(lǐng)域的出色表現(xiàn)以及人性化的快速發(fā)展，一些人開(kāi)始擔(dān)心機(jī)器人的智能化是否會(huì)超越人類，危害人類，甚至是統(tǒng)治人類。事實(shí)上對(duì)于這一點(diǎn)我們不必太過(guò)擔(dān)心，因?yàn)闄C(jī)器人的控制語(yǔ)言和程序還是人類所控制的，只要我們?cè)谠O(shè)計(jì)制造機(jī)器人時(shí)嚴(yán)格遵照科幻作家阿西莫夫提出的“機(jī)器人三原則”，那么機(jī)器人就會(huì)更好地融入人類社會(huì)，成為人類的助手。參考文獻(xiàn)[1]杜志?。I(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛．機(jī)電國(guó)際市場(chǎng)，2002(1)：20一22．[2]朱力．目前各國(guó)機(jī)器人發(fā)展情況．中國(guó)青年科技，2003(11)：38—39．[3]杜志?。I(yè)機(jī)器人的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)．機(jī)械工程師，2002(5)：8—10．[4]張效祖．工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)．世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2004(5)：33—36．[5]朱浩翔．工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用．裝備機(jī)械，2003(4)：ll一12．[6]楊化書(shū)，曲新峰．工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展．黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，16(4)：42—43．致謝詞在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師唐延柯的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫(xiě)論文的過(guò)程中，唐老師傾注了大量的心血和汗水，無(wú)論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的中期過(guò)程檢查以及成文定稿方面，我都得到了唐老師悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助，特別是她廣博的學(xué)識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠(chéng)地感謝和深深的謝意！Physicalandelectronicinformationinstitute2010levelofelectronicinformationscienceandtechnologyprofessionalThepresentsituationandtendencyofthedevelopmentofmobilerobotSongChunliE-mail:1071807674@(stateinstituteofphysicsandelectronicinformationinstitute,Shandongdezhou253023).Abstract:alongwiththenewtechnologyhasbeenputforwardandtheheightofthedevelopmentoftheexistingtechnology,intelligentrobotbegantopenetratethelifeofpeople.Withthedeepeningoftheresearch,bothbionicsportsandartificialintelligence,willdeveloptoanewlevel.Atthattimetherobotwillbeabletoverygoodw