智能机器人的发展(共7页).docx

《智能机器人的发展(共7页).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能机器人的发展(共7页).docx（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上智能机器人的发展摘要：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。随着科学技术的发展，各种机器都朝着智能化发展，机器人也不甘落后。智能机器人可以应用于各种领域，可以帮助我们解决很多难题，并且在生活中已有很多应用。本文就智能机器人的发展进行论述。关键词：机器人 智能 发展一、定义机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、

2、建筑业，或是危险的工作。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。二、发展现状现代社会，各行各业都有机器人的影

3、子。机器人是一个现代化的技术，今天的大部分东西都正在与自动化的机器人的帮助。 以先进的技术是对人类的依赖有所降低，在很大程度上感谢。 机器人有许多优点和一些限制。自动化程序的最大的优点之一是结果的准确性。 一个错误的机器人去的机会非常有限，而且作为一个进程，这件事可能会失败或得到执行，以完美。 机器人被用来在几个行业，如汽车，医药，家用电器和几个。 最复杂的机器可组合使用机器人。机器人也发挥相当一个在医药行业中的重要作用。 从准备药物表演手术简单的任务。 然而，实际药水是手术和其他进程不能留给机器人和人类干扰是不可避免的存在。机器人是非常有利的几种途径，一种人。 例如，在许多人不适合工作的地方

4、，如化工厂，或药品和接触某些化学品不断未必是人类良好的条件。 但是，如果这些责任是自动使用的机器人，那么人类不必面对工作的基础上工伤和职业病。 当涉及到处理有害物质的机器人更适合。 有利也有类似的机器人应用在其他一些行业。今天，机器人还用于发射卫星和旅行到一个完全不同的星球。 机器人正在发射火星探索地球，并正在与平价与人类智慧的设计。智能机器人是第三代机器人，这种机器人带有多种传感器,能够将多种传感器得到的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。目前研制中的智能机器人智能水平并不高，只能说是智能机器人的初级阶段。智能机器人研究中当前的核心问题有两方面：

5、一方面是，提高智能机器人的自主性，这是就智能机器人与人的关系而言，即希望智能机器人进一步独立于人，具有更为友善的人机界面。从长远来说，希望操作人员只要给出要完成的任务，而机器能自动形成完成该任务的步骤，并自动完成它。另一方面是，提高智能机器人的适应性，提高智能机器人适应环境变化的能力，这是就智能机器人与环境的关系而言，希望加强它们之间的交互关系。智能机器人涉及到许多关键技术，这些技术关系到智能机器人的智能性的高低。这些关键技术主要有以下几个方面：多传感信息耦合技术，多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息，经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地

6、反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性；导航和定位技术，在自主移动机器人导航中，无论是局部实时避障还是全局规划，都需要精确知道机器人或障碍物的当前状态及位置，以完成导航、避障及路径规划等任务；路径规划技术，最优路径规划就是依据某个或某些优化准则，在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径；机器人视觉技术，机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识；智能控制技术，智能控制方法提高了机器人的速度及精度；人机接口技术，人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。 在各国的智能机器人发展

7、中，美国的智能机器人技术在国际上一直处于领先地位，其技术全面、先进，适应性也很强，性能可靠、功能全面、精确度高，其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用。日本由于一系列扶植政策，各类机器人包括智能机器人的发展迅速。欧洲各国在智能机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位。我们国家起步较晚，而后进入了大力发展的时期，以期以机器人为媒介物推动整个制造业的改变，推动整个高技术产业的壮大。三、发展趋势1、机器人的未来发展 机器人的研究从一开始就是拟人化的，所以才有机械手、机械臂的开发与制作，也是为了以机械来代替人去做人力所无法完成的劳作或探险。但近十几年来，机器人的开发不仅越来越优

8、化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。大而言之，用之于太空开发，月球车，深海探测器，海洋石油开采，航天飞机机械臂等，小至微型手术机械，生命监测仪等。军事上的用途更是日新月异，从拆弹器、清除地雷器到无人驾驶飞机、战车，有人甚至预测未来战争可能如星球大战一样，是机器人的战争。至于工业、农业、遗传生物产业、医学、文化产业、电讯业、能源开发，都将因机器人的大量登场而出现产业革命。英国电讯公司未来学部门研究员曾因准确预测手机短讯、垃圾电邮及网上搜寻引擎的出现而闻名，在最近公布的科技展望五十年的预测中，其中就有数条是关于机器人的。 未来的机器人将会朝着三个方面发展： （1）与人类社会的生活更为密切地

9、结合起来，以为人作出更多的服务作为要素 二十年后，家中扫除、清洁的工作或老人的护理保健的工作可能全由机器人取代。美国旧金山的医院已开始使用机器人为病人送药、配药的服务。美国的阿伊机器人公司的总裁接受媒体采访时表示，该公司生产的家用大扫除机器人产品，2002年只有一百二十万美元销售额，到2004年已猛增10倍以上。还有，家居的全自动化，无需驾驶的自动汽车，等等，实在无法一一计数或作出预计。 （2）仿生性，生物性的大趋向 以趣味性、生物性来制造机器狗、猫、鱼等动物。譬如日本三菱重工附属公司Ryomei Engineering研制成功的金色机械鱼“金鱼虎”长1公尺，重25公斤，是一只不小的巨鱼，能自

10、动畅游于水中，可协助监察桥梁的保安和搜集鱼汛的情况，监视河水污染等。索尼公司研制的Aibo机器狗会对主人声音有情绪反应，已能够模仿喜怒哀乐和恐惧等情绪，将来可出现代替真正导盲犬的机器狗。另外，电影侏罗纪公园的恐龙机器人等也是例子。这类仿生性机器人还被广泛用于军事上的侦察救险、情报传送，甚至杀敌于无形的手段上去。美国夏威夷大学设有水下机器人研究中心，已具相当规模。今年八月初俄罗斯迷你潜艇在海底为渔网所缠，困于190米下的深海，就得助于英国的“天蝎”号救援艇之助而脱险的，“天蝎”号就是海底机器人。 （3）最重要的发展是人性化 日本举行的万国博览会，被称为机器人的大集合之展览会，有人甚至将之称作“机

11、器人万国博览会”，从中亦可看出日本的这一产业优势及成果。在展场中，接待处、大会清扫工作、警备工作等，多以机器人的形式出现与取替。博览会期间还举办多项人与机器人有关的活动，其中最引人注目的还是人工智能及人性化的机器人的表演，譬如接待处的一位女性机器人能听、说六国语言，而且说话时眼、嘴皆会动，面部肌肉也有活动。造型奇特有趣的高尔夫球机器人“坎迪5”，它内置整个高尔夫球场的3D地形和球会会员的资料，并设置有全球卫星定位系统，能作360度自如旋转，它的系统将愈加精密，并更具人性化，科学家预计在2020年完成其全部制作时，它可充当球僮并可从旁给予击球建议。此外，尚有具“视觉”、“味蕾”的机器人，它的红外

12、线测定可以对食物及饮品的成份、含量马上作出判定，譬如将一只苹果摆在其手臂前，可以打印出该只苹果的糖份、维生素含量等。最引人注目的是机器人管乐队的演奏，以机器人演奏真正的乐器，而且队形不断变换，演奏技术臻于上乘。东京大学于今年八月公布已开发出人的仿真性皮肤，可如人一样感受冷热、痛楚、温度反应，甚至一些人的皮肤未具有的功能都可以设定，这对仿造机器人的生命性又是一大进步。凡此种种，不一而足。2、未来发展因素从科技发展的方面来说：首先就是软件，也就是机器人的大脑。现在多数机器人都是有固定的程序，将来机器人会有自己学习的能力，这才是机器人的发展方向。而对于这个方向的发展有很多的可能，人工智能、神经网络等

13、也都只是一部分，不是全部，以后会有很多很多的新的理念和科技出现。其次是硬件，也就是机器人的身体。很多人认为长得像人的才是机器人，实际上世界上大多数的机器人都不是人形的。由于现今技术的限制，机器人还不够灵活，本身的限制还得很多。将来生物芯片、新的电机和电池技术会让机器人更加灵活，处理事务更快，控制更加精准。同时，机器人的感知技术也是一大限制，现在的传感器跟生物的感知相比根本就是蚂蚁和大象比的那种感觉。从重要性上来讲，还是软件的制约比较大，要想真的实现可以自主学习的机器人，人类还要走很久的路呢。所以总的来说，机器人的发展方向是向更加智能，更加灵活，更加有自我感知和对环境的感知能力。也许有一天，机器

14、人就可以发展的和人类一样。从社会发展方面来看：如今全球变化的趋势有一个显著的特点，也就是经济在当今占的位置分量越来越大。这种情势随之影响了我们的生活、快捷，实用使我们的追求。我们可以想像将来一个中产阶级家庭的生活，每天定时定量的工作。工作累了，回家舒舒服服的休息，这样我们可以知道一部分机器人将用来做一些家庭服务性的工作。一些思维性的工作由人类完成，机器人可以进化，但永远不会思考，所以不会代替人类从事思维性的工作。一些规律性的工作就可以交给机器人完成。机器人最高能发展的程度也许就是识别出最合适的规律用于工作中。不用担心人变成胖子或进化的活动不方便，因为现在人类就开始参加各式各样的运动来提高自己敏

15、捷度、健康程度。所以说人类是无法代替的，因为人类总是向适合自己方向发展。上海世博会中，“所谓的智能，我们馆两个机器人是最典型的：一个是世界举重力最大，举重力近一吨的工业机器人；一个是会炒1000个配方中式菜肴的生活机器人。最近关注频率最高的是，世博会结束后，机器人如何进行商业开发。 ”据国盛集团董事长、上海企业联合馆总制作人施德容博士透露，借助世博平台，“未来机器人厨房”项目备受瞩目，这是目前全世界唯一的一个会炒 “中国菜”的机器人，深得老外喜爱。从地球上的资源，人类对太空发展程度来看：据美国科学日报报道，未来机器人舰队将飞越土卫六表面的山峰，穿越广袤的沙丘，在液体海洋中航行，它们将为探索外星

16、体提供至关重要的信息。芬克和亚利桑那州大学和美国加州地质勘测协会的研究小组成员，正在开发能够模拟地质学家和宇航员实地勘测的自治软件和建立机器人测试平台，该软件系统能够独立运行，并作为一个较大的研究团队。同时，它也可以使一个机器人能够识别自己，发现问题和可能存在的危害，近距离地确定令研究人员感兴趣的区域和区分勘测目标。当前工程师指令登陆探测器或宇宙飞船执行的某些任务，当任务执行时其策略很少或者没有机动性的变化，比如：勘测一次山崩和火山喷发，或者检测甲烷排放现象。芬克说：“在未来，多样化机器人将担当着太空探索的重要位置，它们差不多可以实时分享信息。这种类型的勘测未来将用于土卫六、火星和其他行星的勘

17、测任务。目前土卫六的勘测方案是使用人造卫星、气球、登陆探测器或湖面登陆器，一颗人造卫星能够盘旋在土卫六上空，全面观测这颗卫星，气球或飞艇漂浮在上空对山脉、湖泊和峡谷拍摄鸟瞰图。在地面上，登陆探测器和或者湖面登陆器将探测这颗卫星的隐蔽处和裂缝。人造卫星能够直接对气球进行指令，命令其漂浮在某些地区进行近距离观测。这个空中气球可联系几个地面上的小型登陆探测器，并命令它们移动至可从高空识别的区域。所以说机器人的发展将直接影响我们对太空资源的开发程度，同样对宇宙探索的能力也取决于机器人的制造。3、发展趋势与展望智能机器人具有广阔的发展前景，目前机器人的研究正处于第三代智能机器人阶段，尽管国内外对此的研究

18、已经取得了许多成果,但其智能化水平仍然不尽人意。未来的智能机器人应当在以下几方面着力发展：面向任务，由于目前人工智能还不能提供实现智能机器的完整理论和方法，已有的人工智能技术大多数要依赖领域知识，因此当我们把机器要完成的任务加以限定，及发展面向任务的特种机器人，那么已有的人工智能技术就能发挥作用，使开发这种类型的智能机器人成为可能；传感技术和集成技术，在现有传感器的基础上发展更好、更先进的处理方法和其实现手段，或者寻找新型传感器，同时提高集成技术，增加信息的融合；机器人网络化，利用通信网络技术将各种机器人连接到计算机网络上,并通过网络对机器人进行有效的控制；智能控制中的软计算方法，与传统的计算

19、方法相比,以模糊逻辑、基于概率论的推理、神经网络、遗传算法和混沌为代表的软计算技术具有更高的鲁棒性、易用性及计算的低耗费性等优点,应用到机器人技术中，可以提高其问题求解速度,较好地处理多变量、非线性系统的问题；机器学习，各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发展,强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到机器人系统中，使其具有类似人的学习能力,以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境；智能人机接口，人机交互的需求越来越向简单化、多样化、智能化、人性化方向发展,因此需要研究并设计各种智能人机接口如多语种语音、自然语言理解、图像、手写字识别等,以更好地适应不同的用户和不同的应用任务，提高人与机器人交互

20、的和谐性; 多机器人协调作业，组织和控制多个机器人来协作完成单机器人无法完成的复杂任务，在复杂未知环境下实现实时推理反应以及交互的群体决策和操作。由于现有的智能机器人的智能水平还不够高，因此在今后的发展中，努力提高各发面的技术及其综合应用，大力提高智能机器人的智能程度，提高智能机器人的自主性和适应性，是智能机器人发展的关键。同时，智能机器人涉及多个学科的协同工作，不仅包括技术基础，甚至还包括心理学、伦理学等社会科学，让智能机器人完成有益于人类的工作，使人类从繁重、重复、危险的工作中解脱出来，就像科幻作家阿西莫夫的“机器人学三大法则”一样，让智能机器人真正为人类利益服务，而不能成为反人类的工具。

21、相信在不远的将来，各行各业都会充满形形色色的智能机器人，科幻小说中的场景将在科学家们的努力下逐步成为现实，很好地提高人类的生活品质和对未知事物的探索能力。四、总结智能机器人具有广阔的发展前景，尽管国内外对智能机器人的研究已经取得了很多成果，但是智能化水平还不是非常的高。因此还必须加快智能机器人的发展机。智能机器人的作业环境是相当复杂的，要想机器人有比较好的发展，解决现在面临的许多问题，那么我们人类应该多向自然界学习，通过对自然界生物的学习、模仿、复制和再造的过程中，发现相关的理论和技术方法，应用到机器人中，使得机器人在功能和技术水平上不断的有所突破。从而生产出更先进，更智能的机器人。但是机器人

22、又有非常可怕的地方。如果人类没有合理利用和不遵守一定的规则，则会造成不可想象的后果。科幻大师阿西莫夫提出的机器人三大法则：1，机器人不能伤害人类或坐视人类受到伤害而袖手旁观。2，除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命令。3，在不违背第一和第二法则的前提下，机器人必须保护自己。我国的智能机器人发展水平还落后于世界先进水平，所以我国在智能机器人领域要认清当今的情势，明确我们的发展目标，采取与我国的实力相符合的对策，慢慢缩小与发达国家之间的差距，提升我国智能机器人的发展水平。五、参考文献1 周凯，易杏甫，水下机器人概述和发展应用前景J，科技向导，2010年第24期2Garth J Zeglin. Uniroo: A one legged dynmic hopping robot D . Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology, 1991.3王宇龙，熊继军，张文栋，智能机器人的研究J，微纳电子技术，2003年第7/8期4张钹，智能机器人的现状及发展J，科技导报，6/1992专心-专注-专业