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机器人

具有类似人类某些生物器官功能、用以完成操作或移动任务、由程序控制的机械电子自动装置。由程序控制的多关节机械手也被称为机器人。复杂的机器人除机械手外,还具有触觉、听觉、视觉、行走等多种人类器官功能。机器人是人工智能研究的一个重要分支,它的研究促进了人工智能思想的发展。发展简况1954年美国的德沃尔(G.C.Devol)设计并制作了世界上第一台机器人实验装置。60年代,机器人产品正式问世。

具有类似人类某些生物器官功能、用以完成操作或移动任务、由程序控制的机械电子自动装置。由程序控制的多关节机械手也被称为机器人。复杂的机器人除机械手外,还具有触觉、听觉、视觉、行走等多种人类器官功能。机器人是人工智能研究的一个重要分支,它的研究促进了人工智能思想的发展。

发展简况

1954年美国的德沃尔(G.C.Devol)设计并制作了世界上第一台机器人实验装置。60年代,机器人产品正式问世。1960年美国Consolidated Control公司研制生产“万能自动”(Unimate)机器人。1970年在美国举行第一次国际工业机器人会议。1980年世界上可编程序机器人的总数量已超过万台。机器人的发展大致分为三个阶段。第一阶段研制固定程序和遥控机器人;第二阶段研制可变程序和示教再现式机器人;第三阶段研制智能机器人

机器人已形成一门综合性学科——机器人学(Robotics)。机器人技术集力学、机械学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能系统工程等多种学科知识之大成,是一项综合性很强的新技术。它的研究方向是多方位的,其中包括:机械手设计、机器人运动学和动力学、控制论、轨迹设计和规划、传感器、机器人视觉、机器人控制语言、装置和系统结构、机器智能等。

机器人问题求解

是寻求机器人的动作序列,使该机器人完成规定的工作任务的过程。对于比较复杂的问题求解,可以把问题分成一些较小的问题,然后把这些较小问题的解答归并为一个完全的问题解答。这种方法称为用规划的方法求得问题解答。规划意味着在行动之前决定行动的进程,规划可用于监督问题求解过程,并能在造成较大危害之前发现差错。一个规划是一个行动过程的描述,例如:一个机器人要搬动某工件,必须先移动到该工件附近,再抓住该工件,然后带着工件移动。机器人带着工件移动,必须规划一条移动路径,当发现周围环境与预置状态不一致时,就应进行重新规划。

分类

按照负载能力和动作空间可分为大型、中型、小型和超小型机器人,按照开发内容和目的分为工业机器人、操纵型机器人和智能机器人

工业机器人

是一类根据预先编制在存储装置内的操作程序,自动地重复进行作业的机器人。美国Unimation公司的产品PUMA系列机器人就是计算机控制工业机器人。PUMA560型机器人本体是一台六自由度关节型电动机械手臂,它的控制器以集成电路LSI-11为专用微处理器,存储器为8千字,配有VAL软件系统,对机械手进行实时控制。

操纵型机器人

是一类由人操纵进行工作的机器人。如“月球探测器1号”机器人能完成土壤分析、摄影、观测等任务;“探测者3号”机器人可采集月球岩土样品,在空中实验室化验,将结果发回地球;“海洋”机器人装有作为视觉用的声纳和摄像机、作为听觉用的听水器和检测方向用的陀螺罗盘等,可回收掉入海底的实物或观察海底状况。

智能机器人

具有感觉和理解功能,能自动识别周围环境,并自动作出行动规划的机器人。它通过视觉、听觉和触觉的敏感元件获取信息,把信息输入计算机处理,提取关键信息并予以识别和理解。视觉能判断各物体之间的相互关系,触觉可识别几何物体形状,听觉能识别声音,接受自然语言。智能机器人的“智能”特征就在于它具有与外部世界——对象、环境和人相协调的工作机能。日本日立中央研究所研制的“眼-手”系统的智能机器人,能完成印刷电路板检查,元、器件的装配工作等。智能机器人的硬件系统是综合运用多种智能模拟技术而建立起来的“人”的模型(眼、手、脚、耳、口和脑),它的软件系统是综合运用控制论人工智能等技术设计的程序。

机器人语言

是一种专用语言,用符号来描述机器人的动作。1973年美国的斯坦福大学的人工智能实验室研究和开发了WAVE语言,用于控制机器人机械手的动作。在此基础上又开发了AL语言,可控制多台机器人联合协调工作。1979年,美国Uni-mation公司开发了VAL语言,成为工业机器人的一种比较成功、简单和实用语言。其他机器人语言还有ML、MCL、LAMA、RAPL语言等。