智能机器人的现状及其发展趋势36078.docx

《智能机器人的现状及其发展趋势36078.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能机器人的现状及其发展趋势36078.docx（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、智能机器人的现状及其发展趋势摘要：本文文扼要地介绍绍了智能机机器人技术术的发展现现状，以及及世界各国国智能机器器人的发展展水平，然然后介绍了了智能机器器人的分类类，从几个个典型的方方面介绍了了智能机器器人在各行行各业的广广泛应用，讨讨论了智能能机器人的的发展趋势势以及对未未来技术的的展望，最最后提出了了自己的建建议和设想想，分析我我国在智能能机器人方方面发展并并提出期望望。关键词：智智能机器人人；发展现状状；应用；趋势The sstatuus annd trrendss of inteellecctuall robbotAbstrract: Thiss papper bbrieffly ddi

2、scuussess thee devveloppmentt, sttatuss of inteellecctuall robbot, deveelopmment of iintelllecttual roboot inn manny coountrries. Andd theen itt preesentts thhe categgoriees off inttelleectuaal roobot, tallks aaboutt thee exttensiive aappliicatiions in aall wworkss of lifee froom seeveraal tyypicaal

3、 asspectts annd trrendss of inteellecctuall robbot. Afteer thhat, it pputs forwward prosspectts foor fuuturee tecchnollogy, sugggesttion and a teentattive ideaa of myseelf, and anallysess thee devveloppmentt of inteellecctuall robbot in Chhina. Finnallyy, itt raiises expeectattionss of inteellecctua

4、ll robbot iin Chhina. Key wwordss: inteellecctuall robbot; deveelopmment stattus; appllicattion; treend1 引言机器人是一一种可编程和多功功能的，用来搬运材料、零零件、工具具的操作机机，或是为了执行不同的的任务而具有可可改变和可编程动作的专门系统。智能机器器人则是一个在在感知- 思维- 效应方方面全面模模拟人的机机器系统，外形不一一定像人。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

5、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。智能机器人与工业机器人的根本区别在于，智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能1。随着智能机机器人的应应用领域的的扩大，人们期望望智能机器器人在更多多领域为人人类服务，代替人类类完成更复复杂的工作作。然而,智能机器器人所处的的环境往往往是未知的的、很难预预测。智能能机器人所所要完成的的工作任务务也越来越越复杂;对智能机机器人行为为进行人工工分析、设设计也变得得越来越困困难。目前，国国内外对智智能机器人人的研究不不断深入。本文对智能能机器人的的现状和发发展趋势进进行了综

6、述述，分析了了国内外的的智能机器器人的发展展，讨论了了智能机器器人在发展展中存在的的问题，最最后提出了了对智能机机器人发展展的一些设设想。2 国内外外在该领域域的发展现现状综述2.1 智智能机器人人的发展现状 智智能机器人人是第三代代机器人2，这种机器器人带有多多种传感器器,能够将多多种传感器器得到的信信息进行融融合，能够有效效的适应变变化的环境境，具有很强强的自适应应能力、学学习能力和和自治功能能。 目目前研制中中的智能机机器人智能能水平并不不高，只能能说是智能能机器人的的初级阶段段。智能机机器人研究究中当前的的核心问题题有两方面面：一方面面是，提高智能能机器人的的自主性，这这是就智能能机器

7、人与与人的关系系而言，即即希望智能能机器人进进一步独立立于人，具具有更为友友善的人机机界面。从从长远来说说，希望操操作人员只只要给出要要完成的任任务，而机机器能自动动形成完成成该任务的的步骤，并并自动完成成它。另一一方面是，提提高智能机机器人的适适应性，提提高智能机机器人适应应环境变化化的能力，这这是就智能能机器人与与环境的关关系而言，希希望加强它它们之间的的交互关系系3。 智智能机器人人涉及到许许多关键技技术，这些些技术关系系到智能机机器人的智智能性的高高低。这些些关键技术术主要有以以下几个方方面：多传传感信息耦耦合技术，多多传感器信信息融合就就是指综合合来自多个个传感器的的感知数据据,以产

8、生更更可靠、更更准确或更更全面的信信息，经过过融合的多多传感器系系统能够更更加完善、精精确地反映映检测对象象的特性,消除信息息的不确定定性,提高信息息的可靠性性；导航和和定位技术术，在自主主移动机器器人导航中中，无论是局局部实时避避障还是全全局规划，都需要精精确知道机机器人或障障碍物的当当前状态及及位置，以完成导导航、避障障及路径规规划等任务务；路径规规划技术，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；

9、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4。 在在各国的智智能机器人人发展中，美美国的智能能机器人技技术在国际际上一直处处于领先地地位，其技技术全面、先先进，适应应性也很强强，性能可可靠、功能能全面、精精确度高，其其视觉、触触觉等人工工智能技术术已在航天天、汽车工工业中广泛泛应用。日日本由于一一系列扶植植政策，各类机器器人包括智智能机器人人的发展迅迅速。欧洲洲各国在智智能机器人人的研究和和应用方面面在世界上上处于公认认的领先地地位5。中国起步步较晚，而而后进入了了大力发展展的时期，以以期以机器器人为媒介介物推动整整个制造

10、业业的改变，推动整个高技术产业的壮大6。2.2 智智能机器人人的广泛应用用 现现代智能机机器人基本本能按人的的指令完成成各种比较较复杂的工工作，如深海探探测、作战战、侦察、搜搜集情报、抢抢险、服务务等工作，模拟完成成人类不能能或不愿完完成的任务务，不仅能能自主完成成工作,而且能与与人共同协协作完成任任务或在人人的指导下下完成任务务，在不同同领域有着着广泛的应应用7。 智智能机器人人按照工作作场所的不不同，可以以分为管道道、水下、空空中、地面面机器人等等。管道机机器人可以以用来检测测管道使用用过程中的的破裂、腐腐蚀和焊缝缝质量情况况，在恶劣环环境下承担担管道的清清扫、喷涂涂、焊接、内内部抛光等等

11、维护工作作,对地下管管道进行修修复；水下下机器人可可以用于进进行海洋科科学研究、海海上石油开开发、海底底矿藏勘探探、海底打打捞救生等等；空中机机器人可以以用于通信信、气象、灾灾害监测、农农业、地质质、交通、广广播电视等等方面；服务机器人人半自主或或全自主工工作、为人人类提供服服务，其中中医用机器器人具有良良好的应用用前景；仿仿人机器人人的形状与与人类似，具有移动动功能、操操作功能、感感知功能、记记忆和自治治能力，能够实现现人机交互互；微型机机器人以纳纳米技术为为基础在生生物工程、医医学工程、微微型机电系系统、光学学、超精密密加工及测测量(如:扫描隧道道显微镜) 等方面面具有广阔阔的应用前前景8

12、。在国防领域域中，军用用智能机器器人得到前前所未有的的重视和发发展，近年来,美英等国国研制出第第二代军用用智能机器器人，其特点是是采用自主主控制方式式，能完成侦侦察、作战战和后勤支支援等任务务，在战场上上具有看、嗅嗅等能力,能够自动动跟踪地形形和选择道道路，具有自动动搜索、识识别和消灭灭敌方目标标的功能。如如美国的NNavpllab自主主导航车,SSV自自主地面战战车等。在在未来的军军事智能机机器人中，还会有智能战斗机器人、智能侦察机器人、智能警戒机器人、智能工兵机器人、智能运输机器人等等，成为国防装备中新的亮点9。 在在服务工作作方面，世世界各国尤尤其是西方方发达国家家都在致力力于研究开开发

13、和广泛泛应用服务务智能机器器人，以清清洁机器人人为例，随随着科学技技术的进步步和社会的的发展，人人们希望更更多地从繁繁琐的日常常事务中解解脱出来，这这就使得清清洁机器人人进入家庭庭成为可能能。日本公公司研制的的地面清扫扫机器人，可可沿墙壁从从任何一个个位置自动动启动，利利用不断旋旋转的刷子子将废弃物物扫入自带带容器中；车站地面面擦洗机器器人工作时时一面将清清洗液喷洒洒到地面上上，一面用用旋转刷不不停地擦洗洗地面，并并将脏水吸吸入所带的的容器中；工厂的自自动清扫机机器人可用用于各种工工厂的清扫扫工作。美美国的一款款清洁机器器人“Roommba”具有高度度自主能力力，可以游游走于房间间各家具缝缝隙

14、间，灵灵巧地完成成清扫工作作。瑞典的的一款机器器人“三叶虫”，表面光光滑，呈圆圆形，内置置搜索雷达达，可以迅迅速地探测测到并避开开桌腿、玻玻璃器皿、宠宠物或任何何其它障碍碍物。一旦旦微处理器器识别出这这些障碍物物，它可重重新选择路路线，并对对整个房间间做出重新新判断与计计算，以保保证房间的的各个角落落都被清扫扫10。 甚甚至在体育育比赛方面面，也得到到了很大的的发展，近近年来在国国际上迅速速开展起来来足球机器器人与机器器人足球高高技术对抗抗活动，国际上已已成立相关关的联合会会FIRA，许多地区区也成立了了地区协会会，已达到比比较正规的的程度且有有相当的规规模和水平平。机器人足足球赛目的的是将足

15、球球(高尔夫球球) 撞入对对方球门取取胜。球场场上空(22m ) 高悬挂的的摄像机将将比赛情况况传入计算算机内，由预装的的软件作出出恰当的决决策与对策策，通过无线线通讯方式式将指挥命命令传给机机器人。机器人协协同作战， 双方对抗抗，形成一场场激烈的足足球比赛。在比赛过程程中, 机器人人可以随时时更新它的的位置每当当它穿过地地面线截面面11，双方的教教练员与系系统开发人人员不得进进行干预。机器人足足球融计算算机视觉、模模式识别、决决策对策、无无线数字通通讯、自动动控制与最最优控制、智智能体设计计与电力传传动等技术术于一体，是一个典典型的智能能机器人系系统122。现代智能机机器人不仅仅在上述方方面

16、有广泛泛应用，而而将渗透到到生活的各各个方面，像像在煤炭工业业在矿业方方面，考虑虑到社会上上对煤炭需需求量日益益增长的趋趋势和煤炭炭开采的恶恶劣环境，将将智能机器器人应用于于矿业势在在必行。在在建筑方面面，有高层建建筑抹灰机机器人、预预制件安装装机器人、室室内装修机机器人、擦擦玻璃机器器人、地面面抛光机器器人等。在在核工业方方面，主要研究究机构灵巧巧、动作准准确可靠、反反应快、重重量轻的机机器人等等等13。智能机器器人的应用用领域的日日益扩大，人们期望望智能机器器人能在更更多的领域域为人类服服务，代替人类类完成更多多更复杂的的工作。 3 讨论与与展望3.1智能能机器人的的发展趋势势展望 智智能

17、机器人人具有广阔阔的发展前前景，目前前机器人的的研究正处处于第三代智能机机器人阶段段，尽管国国内外对此此的研究已已经取得了了许多成果果,但其智能能化水平仍仍然不尽人人意。未来来的智能机机器人应当当在以下几几方面着力力发展：面面向任务，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

18、；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

19、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14。3.2建议议及设想 由由于现有的的智能机器器人的智能能水平还不不够高，因因此在今后后的发展中中，努力提提高各发面面的技术及及其综合应应用，大力力提高智能能机器人的的智能程度度，提高智智能机器人人的自主性性和适应性性，是智能能机器人发发展的关键键。同时，智智能机器人人涉及多个个学科的协协同工作，不不仅包括技技术基础，

20、甚甚至还包括括心理学、伦伦理学等社社会科学，让让智能机器器人完成有有益于人类类的工作，使使人类从繁繁重、重复复、危险的工工作中解脱脱出来，就就像科幻作作家阿西莫莫夫的“机器人学学三大法则则”一样，让让智能机器器人真正为为人类利益益服务，而而不能成为为反人类的的工具。相相信在不远远的将来，各各行各业都都会充满形形形色色的的智能机器器人，科幻幻小说中的的场景将在在科学家们们的努力下下逐步成为为现实，很很好地提高高人类的生生活品质和和对未知事事物的探索索能力。 我我国的智能能机器人发发展还落后后于世界先先进水平，而而智能机器器人又是高高科技的集集中体现，具具有重要的的发展价值值，因此我我国在智能能机

21、器人领领域要认清清形势、明明确发展发发现和目标标，采取符符合我国国国情的可行行发展对策策，努力缩缩小与世界界领先水平平的差距，早早日让智能能机器人全全面为社会会的发展服服务。相信信经过政府府的重视和和投入，科科技工作者者的不懈奋奋斗，我国国的智能机机器人发展展水平能达达到新的高高度。参考文献 (Reefereencess)1. 董砚秋.智能机器器人概述J.网网络与信息息.20007.077.68-692. 机器人发发展简史J.世世界科学.20077.03.103. 张钹.智能能机器人的的现状及发发展J.科学学导报.11992.06.442-4664. 孟庆春，齐齐勇，张淑淑军，杜春春侠，殷波波

22、，高云.智能机器器人及其发发展J.中国海海洋大学学学报.20004.009.8331-83385. 朱力.目前前各国机器器人发展情情况J.Chiina yyouthh s&tt.20003.111.38-396. 恽为民.中国机器器人发展之之我见JJ.读者者之声.11995.02.3307. 贾玉赞.浅议智能能机器人发发展及应用用J.太原科技技.20003.033.208. 孟庆春，齐齐勇，张淑淑军，杜春春侠，殷波波，高云.智能机器器人及其发发展J.中国海海洋大学学学报.20004.009.8331-83389. 朱玉章.未来智能能机器人J.军军事世界.20033.10.3210. 谭定忠，

23、王启明， 李金山， 李林.清洁洁机器人研研究发展现现状J.机械工工程师.22004.6.9-1111. Akhttaruzzzamaan, MM.; KKhiruul Haasan, S.KK.; SShafiie, AA.A. Desiign aand ddevellopmeent oof ann inttelliigentt auttonommous mobiile rrobott forr a ssocceer gaame ccompeetitiionJJ, Procceediings of tthe 22009 Inteernattionaal Coonferrencee on Mechhaniccal aand EElecttroniics EEnginneeriing, 20100, 1667-711 12. 高大志张春晖徐心和.机器人足足球智能机机器人的新新领域JJ.机器人.19988.07.309-31513. 许世范.智能机器器人的发展展及其在矿矿山的应用用J.煤煤矿自动化化.19993.011.28-3114. 张钹.智智能机器人人的现状及及发展JJ.科学学导报.11992.06.442-4667