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什么是机器人

机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如 感知能力、规划能力、动作能力和协同能力, 是一种具有高度灵活性的自动化机器。

机器人既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力。


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机器人的分类

按照通常的方法,机器人按发展进程一般可分为三代:

第一代的机器人是一种“遥控操作器”;

第二代的机器人是一种按人事先编好的程序对机器人进行控制,使其自动重复完成某种操作的方式;

第三代机器人是智能机器人,它是利用通过各种传感器、测量器等来获取环境的信息,然后利用智能技术进行识别、理解、推理并最后作出规划决策,能自主行动实现预定目标的高级机器人。

机器人既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力。


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机器人发展的历史

第一阶段,发展萌芽期

1954年,第一台可编程的机器人在美国诞生。1958年,美国发明家恩格尔伯格建立了Unimation公司,并于1959年研制出了世界上第一台工业机器人。这一阶段,随着机构理论和伺服理论的发展,机器人进入了实用阶段。

第二阶段,产业孕育期

1962年,美国AMF公司生产出第一台圆柱坐标型机器人。1969年,日本研发出第一台以双臂走路的机器人。同时日本、德国等国家面临劳动力短缺等问题,因而投入巨资研发机器人,技术迅速发展,成为机器人强国。这一阶段,随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展,机器人也得到了迅速的发展。这一时期的机器人属于“示教再现”(Teach-in/Playback)型机器人,只具有记忆、存储能力,按相应程序重复作业,对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。

第三阶段,快速发展期

1984年,美国推出医疗服务机器人Help Mate,可在医院里为病人送饭、送药、送邮件。1999年,日本索尼公司推出大型机器人爱宝(AIBO)。这一阶段,随着传感技术,包括视觉传感器、非视觉传感器(力觉、触觉、接近觉等)以及信息处理技术的发展,出现了有感觉的机器人。焊接、喷涂、搬运等机器人被广泛应用于工业行业。

2002年,丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人,是目前世界上销量最大的家用机器人。

2006年起,机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显。近五年来,全球工业机器人销量年均增速超过17%,与此同时,服务机器人发展迅速,应用范围日趋广泛,以手术机器人为代表的医疗康复机器人形成了较大产业规模,空间机器人、仿生机器人和反恐防暴机器人等特种作业机器人实现了应用。

第四阶段,智能应用期

这一阶段,随着感知、计算、控制等技术的迭代升级和图像识别、自然语音处理、深度认知学习等人工智能技术在机器人领域的深入应用,机器人领域的服务化趋势日益明显,逐渐渗透到社会生产生活的每一个角落。


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机器人的未来发展趋势

智能化可以说是机器人未来的发展方向,智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器,是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息,自主地完成较为复杂的操作任务,比一般的工业机器人具有更大的灵活性、机动性和更广泛的应用领域。

4.1 语言交流功能越来越完美

智能机器人,既然已经被赋予“人”的特殊称义,那当然需要有比较完美的语言功能,这样就能与人类进行一定的,甚至完美的语言交流,所以机器人语言功能的完善是一个非常重要的环节。对于未来智能机器人的语言交流功能会越来越完美化,是一个必然性趋势,在人类的完美设计程序下,它们能轻松地掌握多个国家的语言,远高于人类的学习能力。

另外,机器人还能进行自我的语言词汇重组能力,就是当人类与之交流时,若遇到语言包程序中没有的语句或词汇时,可以自动地用相关的或相近意思词组,按句子的结构重组成一句新句子来回答,这也相当于类似人类的学习能力和逻辑能力,是一种意识化的表现。

4.2 各种动作的完美化

机器人的动作是相对于模仿人类动作来说的,我们知道人类能做的动作是极至多样化的,招手、握手、走、跑、跳、等各种手势,都是人类的惯用动作。不过现代智能机器人虽也能模仿人的部分动作,不过相对是有点僵化的感觉,或者动作是比较缓慢的。未来机器人将以更灵活的类似人类的关节和仿真人造肌肉,使其动作更像人类,模仿人的所有动作,甚至做得更有形将成为可能。还有可能做出一些普通人很难做出的动作,如平地翻跟斗,倒立等。

4.3 外形越来越酷似人类

科学家们研制的智能机器人,是主要以人类自身形体为参照对象的。自然先需有一个很仿真的人型外表是首要前提,在这一方面日本应该是相对领先的,国内也是非常优秀的。当几近完美的人造皮肤,人造头发,人造五管等恰到好处地遮盖于金属内在的机器人身上时,站在那里还配以人类的完美化正统手势。这样从远处乍一看,你还真的会误以为是一个大活人。当走近时,细看才发现原来只是个机器人,对于未来机器人,仿真程度很有可能达到即使你近在咫尺细看它的外在,你也只会把它当成人类,很难分辩是机器人,这种状况就如美国科幻大片《终结者》中的机器人物造型具有极至完美的人类外表。

4.4 逻辑分析能力越来越强

对于智能机器人为了完美化模仿人类,未来科学家会不断地赋予它许多逻辑分析程序功能,这也相当于是智能的表现。如自行重组相应词汇成新的句子是逻辑能力的完美表现形式,还有若自身能量不足,可以自行充电,而不需要主人帮助,那是一种意识表现。

总之逻辑分析有助人机器人自身完成许多工作,在不需要人类帮助的同时,还可以尽量地帮助人类完成一些任务,甚至是比较复杂化的任务。在一定层面上讲,机器人有较强的逻辑分析能力,是利大于弊的。

4.5  具备越来越多样化功能

人类制造机器人的目的是为人类所服务的,所以就会尽可能地把它变成多功能化,比如在家庭中,可以成为机器人保姆。会你扫地、吸尘、还可以做你的谈天朋友,还可以为你看护小孩。到外面时,机器人可以帮你搬一些重物,或提一些东西,甚至还能当你的私人保嫖。另外,未来高级智能机器人还会具备多样化的变形功能,比方从人形状态,变成一辆豪华的汽车也是有可能的,这似乎是真正意义上的变形金刚了,它载着你到处驶驰于你想去的任何地方,这种比较理想的设想,在未来都是有可能实现的。


总结

机器人行业如今在人工智能的背景之下,发展的趋势主要为向着智能化的方向而发展,不管是对于工业领域还是在服务行业、军事领域等,机器人都是具有较好的发展。对于未来,随着人工智能技术同机器人技术的有机融合,并广泛的应用到社会的各个领域,对于人类社会的发展与进步将会产生更加巨大的影响。