樂高海底機器人圖片大全_樂高機器人 - CSDN

2020-11-24 CSDN技術社區

機器人概述篇  實用上,機器人(

Robot

)是自動執行工作的機器裝置。機器人可接受人類指揮,也可以執行預先編排的程序,也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領行動。機器人執行的是取代或是協助人類工作的工作,例如製造業、建築業,或是危險的工作。

  機器人可以是高級整合控制論、機械電子、

計算機

、材料和

仿生學

的產物。目前在工業、醫學甚至軍事等領域中均有重要用途。

  歐美國家認為:機器人應該是由計算機控制的通過編排程序具有可以變更的多功能的自動機械,但是

日本

不同意這種說法。

日本人

認為「機器人就是任何高級的自動機械」,這就把那種尚需一個人操縱的機械手包括進去了。因此,很多日本人概念中的機器人,並不是歐美人所定義的。

  現在,國際上對機器人的概念已經逐漸趨近一致。一般說來,人們都可以接受這種說法,即機器人是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。聯合國標準化組織採納了美國機器人協會給機器人下的定義:「一種可編程和多功能的,用來搬運材料、零件、工具的操作機;或是為了執行不同的任務而具有可改變和可編程動作的專門系統。」

  機器人能力的評價標準包括:智能,指感覺和感知,包括記憶、運算、比較、鑑別、判斷、決策、學習和邏輯推理等;機能,指變通性、通用性或空間佔有性等;物理能,指力、速度、連續運行能力、可靠性、聯用性、壽命等。因此,可以說機器人是具有生物功能的空間三維坐標機器。

機器人的組成  機器人一般由執行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統組成。

  執行機構即機器人本體,其臂部一般採用空間開鏈連杆機構,其中的運動副(轉動副或移動副)常稱為關節,關節個數通常即為機器人的自由度數。根據關節配置型式和運動坐標形式的不同,機器人執行機構可分為直角坐標式、圓柱坐標式、極坐標式和關節坐標式等類型。出於擬人化的考慮,常將機器人本體的有關部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部(夾持器或末端執行器)和行走部(對於移動機器人)等。

  驅動裝置是驅使執行機構運動的機構,按照控制系統發出的指令信號,藉助於動力元件使機器人進行動作。它輸入的是電信號,輸出的是線、角位移量。機器人使用的驅動裝置主要是電力驅動裝置,如步進電機、伺服電機等,此外也有採用液壓、氣動等驅動裝置。

  檢測裝置的作用是實時檢測機器人的運動及工作情況,根據需要反饋給控制系統,與設定信息進行比較後,對執行機構進行調整,以保證機器人的動作符合預定的要求。作為檢測裝置的傳感器大致可以分為兩類:一類是內部信息傳感器,用於檢測機器人各部分的內部狀況,如各關節的位置、速度、加速度等,並將所測得的信息作為反饋信號送至控制器,形成閉環控制。另一類是外部信息傳感器,用於獲取有關機器人的作業對象及外界環境等方面的信息,以使機器人的動作能適應外界情況的變化,使之達到更高層次的自動化,甚至使機器人具有某種「感覺」,向智能化發展,例如視覺、聲覺等外部傳感器給出工作對象、工作環境的有關信息,利用這些信息構成一個大的反饋迴路,從而將大大提高機器人的工作精度。

  控制系統有兩種方式。一種是集中式控制,即機器人的全部控制由一臺微型計算機完成。另一種是分散(級)式控制,即採用多臺微機來分擔機器人的控制,如當採用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時,主機常用於負責系統的管理、通訊、運動學和動力學計算,並向下級微機發送指令信息;作為下級從機,各關節分別對應一個CPU,進行插補運算和伺服控制處理,實現給定的運動,並向主機反饋信息。根據作業任務要求的不同,機器人的控制方式又可分為點位控制、連續軌跡控制和力(力矩)控制。

機器人發展史  1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅薩姆的機器人萬能公司》中,根據Robota(捷克文,原意為「勞役、苦工」)和Robotnik(波蘭文,原意為「工人」),創造出「機器人」這個詞。

  1939年 美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司製造的家用機器人Elektro。它由電纜控制,可以行走,會說77個字,甚至可以抽菸,不過離真正幹家務活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。

  1942年 美國科幻巨匠阿西莫夫提出「機器人三定律」。雖然這只是科幻小說裡的創造,但後來成為學術界默認的研發原則。

  1948年 諾伯特·維納出版《控制論》,闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經、感覺機能的共同規律,率先提出以計算機為核心的自動化工廠。

  1954年 美國人喬治·德沃爾製造出世界上第一臺可編程的機器人,並註冊了專利。這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作,因此具有通用性和靈活性。

  1956年 在達特茅斯會議上,馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法:智能機器「能夠創建周圍環境的抽象模型,如果遇到問題,能夠從抽象模型中尋找解決方法」。這個定義影響到以後30年智慧機器人的研究方向。

  1959年 德沃爾與美國發明家約瑟夫·英格伯格聯手製造出第一臺工業機器人。隨後,成立了世界上第一家機器人製造工廠——Unimation公司。由於英格伯格對工業機器人的研發和宣傳,他也被稱為「工業機器人之父」。

  1962年 美國AMF公司生產出「VERSTRAN」(意思是萬能搬運),與Unimation公司生產的Unimate一樣成為真正商業化的工業機器人,並出口到世界各國,掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。

  1962年-1963年傳感器的應用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的傳感器,包括1961年恩斯特採用的觸覺傳感器,託莫維奇和博尼1962年在世界上最早的「靈巧手」上用到了壓力傳感器,而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺傳感系統,並在1965年,幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺傳感器,能識別並定位積木的機器人系統。

  1965年約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研製出Beast機器人。Beast已經能通過聲納系統、光電管等裝置,根據環境校正自己的位置。20世紀60年代中期開始,美國麻省理工學院、史丹福大學、英國愛丁堡大學等陸續成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器、「有感覺」的機器人,並向人工智慧進發。

  1968年 美國斯坦福研究所公布他們研發成功的機器人Shakey。它帶有視覺傳感器,能根據人的指令發現並抓取積木,不過控制它的計算機有一個房間那麼大。Shakey可以算是世界第一臺智慧機器人,拉開了第三代機器人研發的序幕。

  1969年 日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發出第一臺以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力於研究仿人機器人,被譽為「仿人機器人之父」。日本專家一向以研發仿人機器人和娛樂機器人的技術見長,後來更進一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。

  1973年 世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作,就誕生了美國Cincinnati Milacron公司的機器人T3。

  1978年 美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA,這標誌著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。

  1984年 英格伯格再推機器人Helpmate,這種機器人能在醫院裡為病人送飯、送藥、送郵件。同年,他還預言:「我要讓機器人擦地板,做飯,出去幫我洗車,檢查安全」。

  1998年 丹麥樂高公司推出機器人(Mind-storms)套件,讓機器人製造變得跟搭積木一樣,相對簡單又能任意拼裝,使機器人開始走入個人世界。

  1999年 日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO),當即銷售一空,從此娛樂機器人成為目前機器人邁進普通家庭的途徑之一。

  2002年 美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba,它能避開障礙,自動設計行進路線,還能在電量不足時,自動駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業化的家用機器人。iRobot公司北京區授權代理商:北京微網智宏科技有限公司http://www.micronet.net.cn。

  2006年 6月,微軟公司推出Microsoft Robotics Studio,機器人模塊化、平臺統一化的趨勢越來越明顯,比爾·蓋茨預言,家用機器人很快將席捲全球。

機器人分類篇  誕生於科幻小說之中一樣,人們對機器人充滿了幻想。也許正是由於機器人定義的模糊,才給了人們充分的想像和創造空間。

  操作型機器人:能自動控制,可重複編程,多功能,有幾個自由度,可固定或運動,用於相關自動化系統中。

  程控型機器人:按預先要求的順序及條件,依次控制機器人的機械動作。

  示教再現型機器人:通過引導或其它方式,先教會機器人動作,輸入工作程序,機器人則自動重複進行作業。

  數控型機器人:不必使機器人動作,通過數值、語言等對機器人進行示教,機器人根據示教後的信息進行作業。

  感覺控制型機器人:利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。

  適應控制型機器人:機器人能適應環境的變化,控制其自身的行動。

  學習控制型機器人:機器人能「體會」工作的經驗,具有一定的學習功能,並將所「學」的經驗用於工作中。

  智慧機器人:以人工智慧決定其行動的人。

  我國的機器人專家從應用環境出發,將機器人分為兩大類,即工業機器人和特種機器人。所謂工業機器人就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業機器人之外的、用於非製造業並服務於人類的各種先進機器人,包括:服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人、機器人化機器等。在特種機器人中,有些分支發展很快,有獨立成體系的趨勢,如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。目前,國際上的機器人學者,從應用環境出發將機器人也分為兩類:製造環境下的工業機器人和非製造環境下的服務與仿人型機器人,這和我國的分類是一致的。

  空中機器人又叫無人機,近年來在軍用機器人家族中,無人機是科研活動最活躍、技術進步最大、研究及採購經費投入最多、實戰經驗最豐富的領域。80多年來,世界無人機的發展基本上是以美國為主線向前推進的,無論從技術水平還是無人機的種類和數量來看,美國均居世界之首位。

機器人品種篇  

「別動隊」無人機

  縱觀無人機發展的歷史,可以說現代戰爭是推動無人機發展的動力。而無人機對現代戰爭的影響也越來越大。一次和二次世界大戰期間,儘管出現並使用了無人機,但由於技術水平低下,無人機並未發揮重大作用。韓戰中美國使用了無人偵察機和攻擊機,不過數量有限。在隨後的越南戰爭、中東戰爭中無人機已成為必不可少的武器系統。而在海灣戰爭、波赫戰爭及科索沃戰爭中無人機更成了主要的偵察機種。

  法國「紅隼」無人機

  越南戰爭期間美國空軍損失慘重,被擊落飛機2500架,飛行員死亡5000多名,美國國內輿論譁然。為此美國空軍較多地使用了無人機。如「水牛獵手」無人機在北越上空執行任務2500多次,超低空拍攝照片,損傷率僅4%。AQM-34Q型147火蜂無人機飛行500多次,進行電子竊聽、電臺幹擾、拋撒金屬箔條及為有人飛機開闢通道等。

  高空無人偵察機

  在1982年的貝卡谷地之戰中,以色列軍隊通過空中偵察發現。敘利亞在貝卡谷地集中了大量部隊。6月9日,以軍出動美制E-2C「鷹眼」預警飛機對敘軍進行監視,同時每天出動「偵察兵」及「猛犬」等無人機70多架次,對敘軍的防空陣地、機場進行反覆偵察,並將拍攝的圖像傳送給預警飛機和地面指揮部。這樣,以軍準確地查明了敘軍雷達的位置,接著發射「狼」式反雷達飛彈,摧毀了敘軍不少的雷達、飛彈及自行高炮,迫使敘軍的雷達不敢開機,為以軍有人飛機攻擊目標創造了條件。

  鬼怪式無人機

  1991年爆發了海灣戰爭,美軍首先面對的一個問題就是要在茫茫的沙海中找到伊拉克隱藏的飛毛腿飛彈發射器。如果用有人偵察機,就必須在大漠上空往返飛行,長時間暴露於伊拉克軍隊的高射火力之下,極其危險。為此,無人機成了美軍空中偵察的主力。在整個海灣戰爭期間,「先鋒」無人機是美軍使用最多的無人機種,美軍在海灣地區共部署了6個先鋒無人機連,總共出動了522架次,飛行時間達1640小時。那時,不論白天還是黑夜,每天總有一架先鋒無人機在海灣上空飛行。

  為了摧毀伊軍在沿海修築的堅固的防禦工事,2月4日密蘇裡號戰艦乘夜駛至近海區,先鋒號無人機由它的甲板上起飛,用紅外偵察儀拍攝了地面目標的圖像並傳送給指揮中心。幾分鐘後,戰艦上的406毫米的艦炮開始轟擊目標,同時無人機不斷地為艦炮進行校射。之後威斯康星號戰艦接替了密蘇裡號,如此連續炮轟了三天,使伊軍的炮兵陣地、雷達網、指揮通信樞紐遭到徹底破壞。在海灣戰爭期間,僅從兩艘戰列艦上起飛的先鋒無人機就有151架次,飛行了530多個小時,完成了目標搜索、戰場警戒、海上攔截及海軍炮火支援等任務。

  發射Brevel無人機

  在海灣戰爭中,先鋒無人機成了美國陸軍部隊的開路先鋒。它為陸軍第7軍進行空中偵察,拍攝了大量的伊軍坦克、指揮中心、及飛彈發射陣地的圖像,並傳送給直升機部隊,接著美軍就出動「阿帕奇」攻擊型直升機對目標進行攻擊,必要時還可呼喚炮兵部隊進行火力支援。先鋒機的生存能力很強,在319架次的飛行中,僅有一架被擊中,有4~5架由於電磁幹擾而失事。

  除美軍外,英、法、加拿大也都出動了無人機。如法國的「幼鹿」師裝備有一個「馬爾特」無人機排。當法軍深入伊境內作戰時,首先派無人機偵察敵情,根據偵察到的情況,法軍躲過了伊軍的坦克及炮兵陣地。

  1995年波赫戰爭中,因部隊急需,「捕食者」無人機很快就被運往前線。在北約空襲塞族部隊的補給線、彈藥庫、指揮中心時,「捕食者」發揮了重要的作用。它首先進行偵察,發現目標後引導有人飛機進行攻擊,然後再進行戰果評估。它還為聯合國維和部隊提供波赫境內主要公路上軍車移動的情況,以判斷各方是否遵守了和平協議。美軍因而把「捕食者」稱作「戰場上的低空衛星」。其實衛星只能提供戰場上的瞬間圖像,而無人機可以在戰場上空長時間盤旋逗留,因而能夠提供戰場的連續實時圖像,無人機還比使用衛星便宜得多。

  1999年3月24日,以美國為首的北約打著「維護人權」的幌子對南聯盟開始了狂轟濫炸,爆發了震驚世界的「科索沃戰爭」。在持續78天的轟炸過程中,北約共出動飛機3.2萬架次,投入艦艇40多艘,扔下炸彈1.3萬噸,造成了二戰以來歐洲空前的浩劫。

  南聯盟多山、多森林的地形以及多陰雨天的氣候條件,大大影響了北約偵察衛星及高空偵察機的偵察效果,塞軍的防空火力又很猛,有人偵察機不敢低飛,致使北約空軍無法識別及攻擊雲層下面的目標。為了減少人員的傷亡,北約大量使用了無人機。科索沃戰爭是世界局部戰爭中使用無人機數量最多、無人機發揮作用最大的戰爭。無人機儘管飛得較慢,飛行高度較低,但它體積小,雷達及紅外特徵較小,隱蔽性好,不易被擊中,適於進行中低空偵察,可以看清衛星及有人偵察機看不清的目標。

  在科索沃戰爭中,美國、德國、法國及英國總共出動了6種不同類型的無人機約200多架,它們有:美國空軍的「捕食者」(Predator)、陸軍的「獵人」(Hunter)及海軍的「先鋒」(Pioneer);德國的CL-289;法國的「紅隼」(Crecerelles)、 「獵人」,以及英國的「不死鳥」(Phoenix)等無人機。

  無人機在科索沃戰爭中主要完成了以下一些任務:中低空偵察及戰場監視,電子幹擾,戰果評估,目標定位,氣象資料搜集,散發傳單以及營救飛行員等。

  科索沃戰爭不僅大大提高了無人機在戰爭中的地位,而且引起了各國政府對無人機的重視。美國參議院武裝部隊委員會要求,10年內軍方應準備足夠數量的無人系統,使低空攻擊機中有三分之一是無人機;15年內,地面戰車中應有三分之一是無人系統。這並不是要用無人系統代替飛行員及有人飛機,而是用它們補充有人飛機的能力,以便在高風險的任務中儘量少用飛行員。無人機的發展必將推動現代戰爭理論和無人戰爭體系的發展。

  機器警察

  所謂地面軍用機器人是指在地面上使用的機器人系統,它們不僅在和平時期可以幫助民警排除炸彈、完成要地保安任務,在戰時還可以代替士兵執行掃雷、偵察和攻擊等各種任務,今天美、英、德、法、日等國均已研製出多種型號的地面軍用機器人。

  英國的「手推車」機器人

  在西方國家中,恐怖活動始終是個令當局頭疼的問題。英國由於民族矛盾,飽受爆炸物的威脅,因而早在60年代就研製成功排爆機器人。英國研製的履帶式「手推車」及「超級手推車」排爆機器人,已向50多個國家的軍警機構售出了800臺以上。最近英國又將手推車機器人加以優化,研製出土撥鼠及野牛兩種遙控電動排爆機器人,英國皇家工程兵在波赫及科索沃都用它們探測及處理爆炸物。土撥鼠重35公斤,在桅杆上裝有兩臺攝像機。野牛重210公斤,可攜帶100公斤負載。兩者均採用無線電控制系統,遙控距離約1公裡。

  「土撥鼠」和「野牛」排爆機器人

  除了恐怖分子安放的炸彈外,在世界上許多戰亂國家中,到處都散布著未爆炸的各種彈藥。例如,海灣戰爭後的科威特,就像一座隨時可能爆炸的彈藥庫。在伊科邊境一萬多平方公裡的地區內,有16個國家製造的25萬顆地雷,85萬發炮彈,以及多國部隊投下的布雷彈及子母彈的2500萬顆子彈,其中至少有20%沒有爆炸。而且直到現在,在許多國家中甚至還殘留有一次大戰和二次大戰中未爆炸的炸彈和地雷。因此,爆炸物處理機器人的需求量是很大的。

  排除爆炸物機器人有輪式的及履帶式的,它們一般體積不大,轉向靈活,便於在狹窄的地方工作,操作人員可以在幾百米到幾公裡以外通過無線電或光纜控制其活動。機器人車上一般裝有多臺彩色CCD攝像機用來對爆炸物進行觀察;一個多自由度機械手,用它的手爪或夾鉗可將爆炸物的引信或雷管擰下來,並把爆炸物運走;車上還裝有獵槍,利用雷射指示器瞄準後,它可把爆炸物的定時裝置及引爆裝置擊毀;有的機器人還裝有高壓水槍,可以切割爆炸物。

  德國的排爆機器人

  在法國,空軍、陸軍和警察署都購買了Cybernetics公司研製的TRS200中型排爆機器人。DM公司研製的RM35機器人也被巴黎機場管理局選中。德國駐波赫的維和部隊則裝備了Telerob公司的MV4系列機器人。我國瀋陽自動化所研製的PXJ-2機器人也加入了公安部隊的行列。

  美國Remotec公司的Andros系列機器人受到各國軍警部門的歡迎,白宮及國會大廈的警察局都購買了這種機器人。在南非總統選舉之前,警方購買了四臺AndrosVIA型機器人,它們在選舉過程中總共執行了100多次任務。 Andros機器人可用於小型隨機爆炸物的處理,它是美國空軍客機及客車上使用的唯一的機器人。海灣戰爭後,美國海軍也曾用這種機器人在沙烏地阿拉伯和科威特的空軍基地清理地雷及未爆炸的彈藥。美國空軍還派出5臺Andros機器人前往科索沃,用於爆炸物及子炮彈的清理。空軍每個現役排爆小隊及航空救援中心都裝備有一臺Andros VI。

  我國研製的排爆機器人

  排爆機器人不僅可以排除炸彈,利用它的偵察傳感器還可監視犯罪分子的活動。監視人員可以在遠處對犯罪分子晝夜進行觀察,監聽他們的談話,不必暴露自己就可對情況了如指掌。

  1993年初,在美國發生了韋科莊園教案,為了弄清教徒們的活動,聯邦調查局使用了兩種機器人。一種是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型機器人,另一種是RST公司研製的STV機器人。STV是一輛6輪遙控車,採用無線電及光纜通信。車上有一個可升高到4.5米的支架 ,上面裝有彩色立體攝像機、晝用瞄準具、微光夜視瞄具、雙耳音頻探測器、化學探測器、衛星定位系統、目標跟蹤用的前視紅外傳感器等。該車僅需一名操作人員,遙控距離達10公裡。在這次行動中共出動了3臺STV,操作人員遙控機器人行駛到距莊園548米的地方停下來,升起車上的支架,利用攝像機和紅外探測器向窗內窺探,聯邦調查局的官員們圍著螢光屏觀察傳感器發回的圖像,可以把屋裡的活動看得一清二楚。

  機器人指揮

  其實並不是人們不想給機器人一個完整的定義,自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什麼是機器人。但隨著機器人技術的飛速發展和資訊時代的到來,機器人所涵蓋的內容越來越豐富,機器人的定義也不斷充實和創新。

  1886年法國作家利爾亞當在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機器起名為「安德羅丁」(android),它由4部分組成:

  1,生命系統(平衡、步行、發聲、身體擺動、感覺、表情、調節運動等);

  2,造型解質(關節能自由運動的金屬覆蓋體,一種盔甲);

  3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態);

  4,人造皮膚(含有膚色、機理、輪廓、頭髮、視覺、牙齒、手爪等)。

  1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》。在劇本中,卡佩克把捷克語「Robota」寫成了「Robot」,「Robota」是奴隸的意思。該劇預告了機器人的發展對人類社會的悲劇性影響,引起了大家的廣泛關注,被當成了機器人一詞的起源。在該劇中,機器人按照其主人的命令默默地工作,沒有感覺和感情,以呆板的方式從事繁重的勞動。後來,羅薩姆公司取得了成功,使機器人具有了感情,導致機器人的應用部門迅速增加。在工廠和家務勞動中,機器人成了必不可少的成員。機器人發覺人類十分自私和不公正,終於造反了,機器人的體能和智能都非常優異,因此消滅了人類。

  但是機器人不知道如何製造它們自己,認為它們自己很快就會滅絕,所以它們開始尋找人類的倖存者,但沒有結果。最後,一對感知能力優於其它機器人的男女機器人相愛了。這時機器人進化為人類,世界又起死回生了。

  卡佩克提出的是機器人的安全、感知和自我繁殖問題。科學技術的進步很可能引發人類不希望出現的問題。雖然科幻世界只是一種想像,但人類社會將可能面臨這種現實。

  為了防止機器人傷害人類,科幻作家阿西莫夫(Isaac.Asimov)於1940年提出了「機器人三原則」:

  1,機器人不應傷害人類;

  2,機器人應遵守人類的命令,與第一條違背的命令除外;

  3,機器人應能保護自己,與第一條相牴觸者除外。

  這是給機器人賦予的倫理性綱領。機器人學術界一直將這三原則作為機器人開發的準則。

  在1967年日本召開的第一屆機器人學術會議上,就提出了兩個有代表性的定義。一是森政弘與合田周平提出的:「機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等7個特徵的柔性機器」。從這一定義出發,森政弘又提出了用自動性、智能性、個體性、半機械半人性、作業性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動性等10個特性來表示機器人的形象。另一個是加藤一郎提出的具有如下3個條件的機器稱為機器人:

  1,具有腦、手、腳等三要素的個體;

  2,具有非接觸傳感器(用眼、耳接受遠方信息)和接觸傳感器;

  3,具有平衡覺和固有覺的傳感器。

  禮儀機器人

  該定義強調了機器人應當仿人的含義,即它靠手進行作業,靠腳實現移動,由腦來完成統一指揮的作用。非接觸傳感器和接觸傳感器相當於人的五官,使機器人能夠識別外界環境,而平衡覺和固有覺則是機器人感知本身狀態所不可缺少的傳感器。這裡描述的不是工業機器人而是自主機器人。

  機器人的定義是多種多樣的,其原因是它具有一定的模糊性。動物一般具有上述這些要素,所以在把機器人理解為仿人機器的同時,也可以廣義地把機器人理解為仿動物的機器。

  1988年法國的埃斯皮奧將機器人定義為:「機器人學是指設計能根據傳感器信息實現預先規劃好的作業系統,並以此系統的使用方法作為研究對象」。

  1987年國際標準化組織對工業機器人進行了定義:「工業機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能,能完成各種作業的可編程操作機。」

  我國科學家對機器人的定義是:「機器人是一種自動化的機器,所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力,是一種具有高度靈活性的自動化機器」。在研究和開發未知及不確定環境下作業的機器人的過程中,人們逐步認識到機器人技術的本質是感知、決策、行動和交互技術的結合。隨著人們對機器人技術智能化本質認識的加深,機器人技術開始源源不斷地向人類活動的各個領域滲透。結合這些領域的應用特點,人們發展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機器人和各種智能機器,如移動機器人、微機器人、水下機器人、醫療機器人、軍用機器人、空中空間機器人、娛樂機器人等。對不同任務和特殊環境的適應性,也是機器人與一般自動化裝備的重要區別。這些機器人從外觀上已遠遠脫離了最初仿人型機器人和工業機器人所具有的形狀,更加符合各種不同應用領域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增強,從而為機器人技術開闢出更加廣闊的發展空間。

  中國工程院院長宋健指出:「機器人學的進步和應用是20世紀自動控制最有說服力的成就,是當代最高意義上的自動化」。機器人技術綜合了多學科的發展成果,代表了高技術的發展前沿,它在人類生活應用領域的不斷擴大正引起國際上重新認識機器人技術的作用和影響。

  我國的機器人專家從應用環境出發,將機器人分為兩大類,即工業機器人和特種機器人。所謂工業機器人就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業機器人之外的、用於非製造業並服務於人類的各種先進機器人,包括:服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人、機器人化機器等。在特種機器人中,有些分支發展很快,有獨立成體系的趨勢,如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。目前,國際上的機器人學者,從應用環境出發將機器人也分為兩類:製造環境下的工業機器人和非製造環境下的服務與仿人型機器人,這和我國的分類是一致的。

  古代機器人

  機器人一詞的出現和世界上第一臺工業機器人的問世都是近幾十年的事。然而人們對機器人的幻想與追求卻已有3000多年的歷史。人類希望製造一種像人一樣的機器,以便代替人類完成各種工作。

  機器馬車

  西周時期,我國的能工巧匠偃師就研製出了能歌善舞的伶人,這是我國最早記載的機器人。

  春秋後期,我國著名的木匠魯班,在機械方面也是一位發明家,據《墨經》記載,他曾製造過一隻木鳥,能在空中飛行「三日不下」,體現了我國勞動人民的聰明智慧。

  公元前2世紀,亞歷山大時代的古希臘人發明了最原始的機器人──自動機。它是以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動的雕像,它可以自己開門,還可以藉助蒸汽唱歌。

  1800年前的漢代,大科學家張衡不僅發明了地動儀,而且發明了計裡鼓車。計裡鼓車每行一裡,車上木人擊鼓一下,每行十裡擊鐘一下。

  後漢三國時期,蜀國丞相諸葛亮成功地創造出了「木牛流馬」,並用其運送軍糧,支援前方戰爭。

  1662年,日本的竹田近江利用鐘錶技術發明了自動機器玩偶,並在大阪的道頓堀演出。

  1738年,法國天才技師傑克·戴·瓦克遜發明了一隻機器鴨,它會嘎嘎叫,會遊泳和喝水,還會進食和排洩。瓦克遜的本意是想把生物的功能加以機械化而進行醫學上的分析。

  寫字機器人

  在當時的自動玩偶中,最傑出的要數瑞士的鐘表匠傑克·道羅斯和他的兒子利·路易·道羅斯。1773年,他們連續推出了自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等,他們創造的自動玩偶是利用齒輪和發條原理而製成的。它們有的拿著畫筆和顏色繪畫,有的拿著鵝毛蘸墨水寫字,結構巧妙,服裝華麗,在歐洲風靡一時。由於當時技術條件的限制,這些玩偶其實是身高一米的巨型玩具。現在保留下來的最早的機器人是瑞士努薩蒂爾歷史博物館裡的少女玩偶,它製作於二百年前,兩隻手的十個手指可以按動風琴的琴鍵而彈奏音樂,現在還定期演奏供參觀者欣賞,展示了古代人的智慧。

  19世紀中葉自動玩偶分為2個流派,即科學幻想派和機械製作派,並各自在文學藝術和近代技術中找到了自己的位置。1831年歌德發表了《浮士德》,塑造了人造人「荷蒙克魯斯」;1870年霍夫曼出版了以自動玩偶為主角的作品《葛蓓莉婭》;1883年科洛迪的《木偶奇遇記》問世;1886年《未來的夏娃》問世。在機械實物製造方面,1893年摩爾製造了「蒸汽人」,「蒸汽人」靠蒸汽驅動雙腿沿圓周走動。

  進入20世紀後,機器人的研究與開發得到了更多人的關心與支持,一些適用化的機器人相繼問世,1927年美國西屋公司工程師溫茲利製造了第一個機器人「電報箱」,並在紐約舉行的世界博覽會上展出。它是一個電動機器人,裝有無線電發報機,可以回答一些問題,但該機器人不能走動。1959年第一臺工業機器人(可編程、圓坐標)在美國誕生,開創了機器人發展的新紀元。

  現代機器人

  現代機器人的研究始於20世紀中期,其技術背景是計算機和自動化的發展,以及原子能的開發利用。

  自1946年第一臺數字電子計算機問世以來,計算機取得了驚人的進步,向高速度、大容量、低價格的方向發展。

  大批量生產的迫切需求推動了自動化技術的進展,其結果之一便是1952年數控工具機的誕生。與數控工具機相關的控制、機械零件的研究又為機器人的開發奠定了基礎。

  另一方面,原子能實驗室的惡劣環境要求某些操作機械代替人處理放射性物質。在這一需求背景下,美國原子能委員會的阿爾貢研究所於1947年開發了遙控機械手,1948年又開發了機械式的主從機械手。

  鉚接機器人

  1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念,並申請了專利。該專利的要點是藉助伺服技術控制機器人的關節,利用人手對機器人進行動作示教,機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人。現有的機器人差不多都採用這種控制方式。

  作為機器人產品最早的實用機型(示教再現)是1962年美國AMF公司推出的「VERSTRAN」和UNIMATION公司推出的「UNIMATE」。這些工業機器人的控制方式與數控工具機大致相似,但外形特徵迥異,主要由類似人的手和臂組成。

  1965年,MIT的Roborts演示了第一個具有視覺傳感器的、能識別與定位簡單積木的機器人系統。

  機器狗

  1967年日本成立了人工手研究會(現改名為仿生機構研究會),同年召開了日本首屆機器人學術會。

  1970年在美國召開了第一屆國際工業機器人學術會議。1970年以後,機器人的研究得到迅速廣泛的普及。

  1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理察·豪恩製造了第一臺由小型計算機控制的工業機器人,它是液壓驅動的,能提升的有效負載達45公斤。

  到了1980年,工業機器人才真正在日本普及,故稱該年為「機器人元年」。

  隨後,工業機器人在日本得到了巨大發展,日本也因此而贏得了「機器人王國的美稱」。

  自治潛水器

  隨著計算機技術和人工智慧技術的飛速發展,使機器人在功能和技術層次上有了很大的提高,移動機器人和機器人的視覺和觸覺等技術就是典型的代表。由於這些技術的發展,推動了機器人概念的延伸。80年代,將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統稱為智慧機器人,這是一個概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導了機器人技術的研究和應用,而且又賦予了機器人技術向深廣發展的巨大空間,水下機器人、空間機器人、空中機器人、地面機器人、微小型機器人等各種用途的機器人相繼問世,許多夢想成為了現實。將機器人的技術(如傳感技術、智能技術、控制技術等)擴散和滲透到各個領域形成了各式各樣的新機器——機器人化機器。當前與信息技術的交互和融合又產生了「軟體機器人」、「網絡機器人」的名稱,這也說明了機器人所具有的創新活力。

  機器人的手

  機器人要模仿動物的一部分行為特徵,自然應該具有動物腦的一部分功能。機器人的大腦就是我們所熟悉的電腦。但是光有電腦發號施令還不行,最基本的還得給機器人裝上各種感覺器官。我們在這裡著重介紹一下機器人的「手」和「腳」。

  機器人必須有「手」和「腳」,這樣它才能根據電腦發出的「命令」動作。「手」和「腳」不僅是一個執行命令的機構,它還應該具有識別的功能,這就是我們通常所說的「觸覺」。由於動物和人的聽覺器官和視覺器官並不能感受所有的自然信息,所以觸覺器官就得以存在和發展。動物對物體的軟,硬,冷,熱等的感覺就是靠的觸覺器官。在黑暗中看不清物體的時候,往往要用手去摸一下,才能弄清楚。大腦要控制手,腳去完成指定的任務,也需要由手和腳的觸覺所獲得的信息反饋到大腦裡,以調節動作,使動作適當。因此,我們給機器人裝上的手應該是一雙會「摸」的、有識別能力的靈巧的「手」。

  機器人的手一般由方形的手掌和節狀的手指組成。為了使它具有觸覺,在手掌和手指上都裝有帶有彈性觸點的觸敏元件(如靈敏的彈簧測力計)。如果要感知冷暖,還可以裝上熱敏元件。當觸及物體時,觸敏元件發出接觸信號,否則就不發出信號。在各指節的連接軸上裝有精巧的電位器(一種利用轉動來改變電路的電阻因而輸出電流信號的元件),它能把手指的彎曲角度轉換成「外形彎曲信息」。把外形彎曲信息和各指節產生的「接觸信息」一起送入電子計算機,通過計算就能迅速判斷機械手所抓的物體的形狀和大小。

  現在,機器人的手已經具有了靈巧的指,腕,肘和肩胛關節,能靈活自如的伸縮擺動,手腕也會轉動彎曲。通過手指上的傳感器還能感覺出抓握的東西的重量,可以說已經具備了人手的許多功能。

  在實際情況中有許多時候並不一定需要這樣複雜的多節人工指,而只需要能從各種不同的角度觸及並搬動物體的鉗形指。1966年,美國海軍就是用裝有鉗形人工指的機器人「科沃」把因飛機失事掉入西班牙近海的一顆氫彈從七百五十米深的海底撈上來。1967年,美國飛船「探測者三號」就把一臺遙控操作的機器人送上月球。它在地球上的人的控制下,可以在兩平方米左右的範圍裡挖掘月球表面四十釐米深處的土壤樣品,並且放在規定的位置,還能對樣品進行初步分析,如確定土壤的硬度,重量等。它為「阿波羅」載人飛船登月當了開路先鋒。

  機器人的眼睛

  人的眼睛是感覺之窗,人有80%以上的信息是靠視覺獲取,能否造出「人工眼」讓機器也能象人那樣識文斷字,看東西,這是智能自動化的重要課題。關於機器識別的理論,方法和技術,稱為模式識別。所謂模式是指被判別的事件或過程,它可以是物理實體,如文字,圖片等,也可以是抽象的虛體,如氣候等。機器識別系統與人的視覺系統類似,由信息獲取,信息處理與特徵抽取,判決分類等部分組成。

  機器認字

  大家知道,信件投入郵筒需經過郵局工人分揀後才能發往各地。一人一天只能分揀2-3千封信,現在採用機器分揀,可以提高效率十多倍。機器認字的原理與人認字的過程大體相似。先對輸入的郵政編碼進行分析,並抽取特徵,若輸入的是個6字,其特徵是底下有個圈,左上部有一直道或帶拐彎。其次是對比,即把這些特徵與機器裡原先規定的0到9這十個符號的特徵進行比較,與哪個數字的特徵最相似,就是哪個數字。這一類型的識別,實質上叫分類,在模式識別理論中,這種方法叫做統計識別法。

  機器人認字的研究成果除了用於郵政系統外,還可用於手寫程序直接輸入,政府辦公自動化,銀行合計,統計,自動排版等方面。

  機器識圖

  現有的工具機加工零件完全靠操作者看圖紙來完成。能否讓機器人來識別圖紙呢?這就是機器識圖問題。機器識圖的方法除了上述的統計方法外,還有語言法,它是基於人認識過程中視覺和語言的聯繫而建立的。把圖像分解成一些直線、斜線、折線、點、弧等基本元素,研究它們是按照怎樣的規則構成圖像的,即從結構入手,檢查待識別圖像是屬於哪一類「句型」,是否符合事先規定的句法。按這個原則,若句法正確就能識別出來。

  機器識圖具有廣泛的應用領域,在現代的工業,農業,國防,科學實驗和醫療中,涉及到大量的圖象處理與識別問題。

  機器識別物體

  機器識別物體即三維識別系統。一般是以電視攝像機作為信息輸入系統。根據人識別景物主要靠明暗信息,顏色信息,距離信息等原理,機器識別物體的系統也是輸入這三種信息,只是其方法有所不同罷了。由於電視攝像機所拍攝的方向不同,可得各種圖形,如抽取出稜數,頂點數,平行線組數等立方體的共同特徵,參照事先存儲在計算機中的物體特徵表,便可以識別立方體了。

  目前,機器可以識別簡單形狀的物體。對於曲面物體,電子部件等複雜形狀的物體識別及室外景物識別等研究工作,也有所進展。物體識別主要用於工業產品外觀檢查,工件的分選和裝配等方面。

  機器人的鼻子

  人能夠嗅出物質的氣味,分辨出周圍物質的化學成分,這全是由上鼻道的粘模部分實現的。在人體鼻子的這個區域,在只有五平方釐米的面積上卻分布有五百萬個嗅覺細胞。嗅覺細胞受到物質的刺激,產生神經脈衝傳送到大腦,就產生了嗅覺。人的鼻子實際上就是一部十分精密的氣體分析儀。人的鼻子是相當靈敏的,就算在一升水中放進二百五十億分之一的乙硫醇(就是一種特殊的具有異常臭味的化學物質),人的鼻子也能夠聞出來。

  機器人的鼻子也就是用氣體自動分析儀做成的。我國已經研製成功了一種嗅敏儀,這種氣體分析儀不僅能嗅出丙酮、氯仿等四十多種氣體,還能夠嗅出人聞不出來但是卻可以導致人死亡的一氧化碳(也就是我們通常所用的煤氣)。這種嗅敏儀有一個由二氧化錫,氯化鈀等物質燒結而成的探頭(相當於鼻粘模)。當它遇到某些種類氣體的時候,它的電阻就發生變化,這樣就可以通過電子線路做出相應的顯示,用光或者用聲音報警。同時,用這種嗅敏儀還可以查出埋在地下的管道漏氣的位置。

  現在利用各種原理製成的氣體自動分析儀已經有很多種類,廣泛應用於檢測毒氣,分析宇宙飛船座艙裡的氣體成分,監察環境等方面。

  這些氣體分析儀,原理和顯示都和電現象有關,所以人們把它叫做電子鼻。把電子鼻和電子計算機組合起來,就可以做成機器人的嗅覺系統了。

  機器人的耳朵

  人的耳朵是僅次於眼睛的感覺器官,聲波扣擊耳膜,引起聽覺神經的衝動,衝動傳給大腦的聽覺區,因而引起人的聽覺。機器人的耳朵通常是用「微音器」或錄音機來做的。被送到太空去的遙控機器人,它的耳朵本身就是一架無線電接收機。

  人的耳朵是十分靈敏的。我們能聽到的最微弱的聲音,它對耳膜的壓強是每平方釐米只有一百億分之幾公斤。這個壓強的大小只是大氣壓強的一百億分之幾。可是用一種叫做鈦酸鋇的壓電材料做成的「耳朵」比人的耳朵更為靈敏,即使是火柴棍那樣細小的東西反射回來的聲波也能被它「聽」的清清楚楚。如果用這樣的耳朵來監聽糧庫,那麼在二到三公斤的糧食裡的一條小蟲爬動的聲音也能被它準確地「聽」出來。

  用壓電材料做成的「耳朵」之所以能夠聽到聲音,其原因就是壓電材料在受到拉力或者壓力作用的時候能產生電壓,這種電壓能使電路發生變化。這種特性就叫做壓電效應。當它在聲波的作用下不斷被拉伸或壓縮的時候,就產生了隨聲音信號變化而變化的電流,這種電流經過放大器放大後送入電子計算機(相當於人大腦的聽區)進行處理,機器人就能聽到聲音了。

  但是能聽到聲音只是做到了第一步,更重要的是要能識別不同的聲音。目前人們已經研製成功了能識別連續話音的裝置,它能夠以百分之九十九的比率,識別不是特別指定的人所發出的聲音,這項技術就使得電子計算機能開始「聽話」了。這將大大降低對電子計算機操作人員的特殊要求。操作人員可以用嘴直接向電子計算機發布指令,改變了人在操作機器的時候手和眼睛忙個不停而與此同時嘴巴和耳朵卻是閒著的狀況。一個人可以用聲音同時控制四面八方的機器,還可以對樓上樓下的機器同時發出指令,而且並不需要照明,這樣就很適宜於在夜間或地下工作。這項技術也大大加速了電話的自動回答,車票的預定以及資料查找等服務工作的自動化實現的進程。

  現在人們還在研究使機器人能通過聲音來鑑別人的心理狀態,人們希望未來的機器人不光能夠聽懂人說的話,還能夠理解人的喜悅,憤怒,驚訝,猶豫和曖昧等情緒。這些都會給機器人的應用帶來極大的發展空間。

人類與機器人  隨著社會的發展,社會分工越來越細,尤其在現代化的大生產中,有的人每天就只管擰同一個部位的一個螺母,有的人整天就是接一個線頭,就像電影《摩登時代》中演示的那樣,人們感到自己在不斷異化,各種職業病開始產生。於是人們強烈希望用某種機器代替自己工作。於是人們研製出了機器人,代替人完成那些枯燥、單調、危險的工作。由於機器人的問世,使一部分工人失去了原來的工作,於是有人對機器人產生了敵意。「機器人上崗,人將下崗。」不僅在我國,即使在一些發達國家如美國,也有人持這種觀念。其實這種擔心是多餘的,任何先進的機器設備,都會提高勞動生產率和產品質量,創造出更多的社會財富,也就必然提供更多的就業機會,這已被人類生產發展史所證明。任何新事物的出現都有利有弊,只不過利大於弊,很快就得到了人們的認可。比如汽車的出現,它不僅奪了一部分人力車夫、挑夫的生意,還常常出車禍,給人類生命財產帶來威脅。雖然人們都看到了汽車的這些弊端,但它還是成了人們日常生活中必不可少的交通工具。英國一位著名的政治家針對關於工業機器人的這一問題說過這樣一段話:「日本機器人的數量居世界首位,而失業人口最少,英國機器人數量在發達國家中最少,而失業人口居高不下」,這也從另一個側面說明了機器人是不會搶人飯碗的。

  美國是機器人的發源地,機器人的擁有量遠遠少於日本,其中部分原因就是因為美國有些工人不歡迎機器人,從而抑制了機器人的發展。日本之所以能迅速成為機器人大國,原因是多方面的,但其中很重要的一條就是當時日本勞動力短缺,政府和企業都希望發展機器人,國民也都歡迎使用機器人。由於使用了機器人,日本也嘗到了甜頭,它的汽車、電子工業迅速崛起,很快佔領了世界市場。從現在世界工業發展的潮流看,發展機器人是一條必由之路。沒有機器人,人將變為機器;有了機器人,人仍然是主人。

  樂高RCX機器人

  RCX是是一塊可編程積木,即課堂機器人(機器人指令系統)的大腦。它是整個用樂高積木、馬達、傳感器等組建搭建的機器人系統的中樞,就像大腦一樣控制、指揮機器人的行為。使用ROBOLAB軟體,人們可以創造、搭建、編程真正的機器人,讓它運動、做運動、甚至自己去「想」。

  RCX不僅可以通過紅外發射儀與計算機通信,還可以通過紅外收發與其它RCX通信,通過網際網路通信,配合豐富多彩的樂高積木和樂高傳感器或第三方的儀器設備,適合高校組建創新實驗室或機器人課程,讓學生們動手創造各種大型機電一體化系統,將抽象的理論知識和構思化為具體的模型。計算機高手們則試圖用各種官方或非官門的語言控制RCX,如 C、VB、NQC、Java、LegOS、pbForth等。

  作為控制模塊和微型電腦,RCX可用於機器人系統模型的輸入和輸出控制。使用ROBOLAB軟體在PC機或蘋果機上編寫程序,通過連接在計算機串口上的紅外線發射儀將程序下載到RCX,RCX即可脫離計算機,獨立執行程序,控制一系列輸入和輸出,來響應周圍環境並做出正確的動作。

  基於計算機的數據採集。RCX不僅是機器人的大腦,還可作為一個微型可攜式計算機連接各種工業傳感器,可以採集、儲存數據,可以實時上傳數據至計算機,人們可以在計算機上進行數據採集、分析和顯示。

  樂高公司提供了多種微型電器如紅外發射器,觸碰傳感器,馬達,光電傳感器等。

電影——《我,機器人》  《我,機器人》(英文名:《I,Robat》)又名《機械公敵》,上映年度: 2004。

  公元2035年,是人和機器人和諧相處的社會,智慧機器人作為最好的生產工具和人類夥伴,逐漸深入人類生活的各個領域,而由於機器人「三大法則」的限制,人類對機器人充滿信任,很多機器人甚至已經成為家庭成員。

  總部位於芝加哥的USR公司開發出了更先進的NS-5型超能機器人,然而就在新產品上市前夕,機器人的創造者阿爾弗萊德•朗寧博士卻在公司內離奇自殺。

  黑人警探戴爾•斯普納(威爾•史密斯 飾)接手了此案的調查,由於不愉快的往事,斯普納對機器人充滿了懷疑,不相信人類與機器人能夠和諧共處。他根據對朗寧博士生前在3D投影機內留下的信息分析和對自殺現場的勘查,懷疑對象鎖定了朗寧博士自己研製的NS-5型機器人桑尼,而公司總裁勞倫斯•羅伯遜似乎也與此事有關。

  斯普納結識了專門研究機器人心理的女科學家蘇珊•凱文(碧姬•奈娜漢 飾),隨著二人調查的深入,真相一步一步被揭露出來:機器人竟然具備了自我進化的能力,他們對「三大法則」有了自己的理解,他們隨時會轉化成整個人類的「機械公敵」。

  斯普納和凱文開始了對抗機器人的行動,一場製造者和被製造者之間的戰爭拉開序幕。

  個人點評:這是一部探討人與機器人之間的關係和未來的經典之作。雖然作為一部科幻片,但處處有憑有處據,引人深思。

北京奧運會使用的機器人  在中國籌備慶祝活動迎接奧運倒數100天之際,北京北郊昌平區的北京警察學院裡,2000名安保代表昨天舉行安保誓師大會,北京奧運會正式對外公布使用安德魯斯F6A型機器人,安德魯斯F6A型機器人是目前世界上最先進的機器人之一。

機器人學國家重點實驗室  www.rlab.ac.cn

  機器人學國家重點實驗室(State Key Laboratory of Robotics)依託於中國科學院瀋陽自動化研究所,前身是中國科學院機器人學開放實驗室。該實驗室是我國機器人學領域最早建立的部門重點實驗室,我國機器人學領域著名科學家蔣新松院士1989-1997年曾任實驗室主任。近二十年來,實驗室在機器人學基礎理論與方法研究方面與國際先進水平同步發展,並在機器人技術前沿探索和示範應用等方面取得一批有重要影響的科研成果,充分顯示出實驗室具有解決國家重大科技問題的能力。目前,該實驗室機器人學研究總體水平在國內相關領域處於核心和帶頭地位,是國內外具有重要影響的機器人學研究基地。

  機器人學國家重點實驗室定位於為我國經濟和社會發展、國家安全和重大科學工程提供所需要的機器人技術與系統,研究機器人學基礎理論與方法、發展可行技術和平臺樣機系統,培養和匯聚從事機器人學研究的高水平人才,推動我國先進機器人技術與系統的可持續發展。主要面向發展具有感知、思維和動作能力的先進機器人系統,研究機器人學基礎理論方法、關鍵技術、機器人系統集成技術和機器人應用技術。

  實驗室堅持對外開放,吸引國內外專家學者開展交流與合作研究。通過設立基金課題,實驗室與國內有關從事機器人學研究的近30所大學、研究所和企業建立了聯繫,幾乎涵蓋國內從事機器人學研究的所有單位。近幾年來,實驗室結合自身的發展方向,有針對性地與國內外知名科研團隊建立合作關係。這些合作,對於本實驗室加強學科建設、了解國家需求、建立有針對性的演示驗證系統,發揮了重要作用。

  水下機器人:

  Rofish 為仿生機器魚系列產品,該產品以先進的電子、機械技術,模擬魚類的遊動方式,通過新材料對其外形進行精確仿真,使之達到以假亂真的效果。

  Rofish 採用結構化的設計方法,高穩定性的電機保證其產品的穩定性。控制方式有兩種選擇:串口/USB控制和遙控器控制。產品內核採用Bootloader無線編程的編程方式,可隨時更改遊動程序以適應實際的環境。

  性能參數:

  Ø 體長:20cm--80cm,需要特殊尺寸可定做。

  Ø 外形:錦鯉、金魚、海豚、鯊魚等,可定製。

  Ø 遊速:1BL/S。BL為身體長度,即遊速與體長有關,遊速為1倍體長每秒。

  Ø 連續工作時間:3--4小時,鋰動力電池供電。

  Ø 通訊方式:RF通訊或聲納(Sonar)通訊,可選其一。

  Ø 控制方式:串口/USB控制或遙控器控制,二者可選其一。

  串口/USB控制方式可同時控制多條機器魚,通過簡單的編程控制可實現多魚之間的相互追逐、嬉戲等。

機器人  1.有一個身體

  2.有記憶或程序功能

  3.有大腦

  1886年法國作家利爾亞當在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機器起名為「安德羅丁」(android),它由4部分組成:

  1,生命系統(平衡、步行、發聲、身體擺動、感覺、表情、調節運動等);

  2,造型解質(關節能自由運動的金屬覆蓋體,一種盔甲);

  3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態);

  4,人造皮膚(含有膚色、機理、輪廓、頭髮、視覺、牙齒、手爪等)。

  本篇文章來源於 「機器人(Jiqiren.net)」 轉載請以連結形式註明出處

  網址:http://www.jiqiren.net/bolan/tanmi/tanmi13-63.html

  1984年電影《終結者》,有了真皮包裹的機器人的創意;

  1991年電影《終結者2》,有了液態金屬機器人概念;

  2003年電影《終結者3》,固液混合態機器人出現。

日本最新機器人  

名古屋

市商業設計研究所推出了新款機器人「網絡兔子」。它的兩隻耳朵可以變換許多姿態,會根據人的聲音作出反應。「網絡兔子」 通過無線通信與家裡的電腦相連,如果有電子郵件它會朗讀給人聽,也可以播放網絡電臺的節目。最有趣的是不同的「網絡兔子」還能夠「結婚」、「分手」,通過網絡連接讓其中一個「網絡兔子」的雙耳做出一個動作,它遠方的「伴侶」也會接著做出同樣的動作。

  三菱重工業公司的保姆機器人「若丸」連續幾年都是各種機器人展上的明星,在本次展會上它依然吸引著眾人的目光。「若丸」能在早晨來到主人床邊,報告當天的天氣或新聞頭條。它還能記住主人的生日,或是提醒主人的結婚紀念日。

  日本產業技術綜合研究所製造的用於陪伴老人和小孩的機器人「Paro」、本田公司的「阿西莫」雙足步行機器人也繼續受到關注。

  家用機器人的發展前景在日本很被看好。據日本機器人工業協會預測,到2025年與日常生活相關的機器人全球市場規模可達730億美元。

美國戰鬥機械狗研製成功 網上引發轟動  近日美國官方公布了一段關於軍用機械狗的錄像,視頻中機械狗展示了它驚人的活動能力和適應性,一舉在網際網路上造成轟動。研發公司稱經過測試,該機械狗能在戰場上為士兵運送彈藥、食物和其他物品。

搜尋引擎術語  Robot英文直譯是機器人,在搜尋引擎優化SEO中,我們經常翻譯為:探測器。

  有時,你會碰到crawlew(爬行器),spider(蜘蛛),都是探測器之一,只是叫法不同。

  SEO中常說的這個探測器(Robot)是什麼?

  搜尋引擎用來抓取網頁的工具。它是一個軟體或者說一系列自動程序(顯然,不是一部機器)。

  不同的搜尋引擎給他們自己的探測器(Robot)起不同的名字。

  谷歌:googlebot 百度:baiduspider MSN:MSNbot Yahoo:Slurp (yahoo家的這位比較特殊,沒有帶「姓」,並且用的是一個擬聲詞。Slurp,中文理解是機器人吃東西時發出的嘖嘖的聲音)

相關焦點

  • EVB:為你的樂高機器人換一個「大腦」
    前言MINDSTORMS EV3 是樂高的第三代機器人平臺,通過它可以對樂高機器人進行編程,用戶也能通過手機完成各種控制和拓展操作。來自中國的團隊 FATCATLAB 為 樂高 MINDSTORMS EV3 開發出了一個更加強大的「大腦」EVB,讓我們一起來看看它怎麼樣。
  • 藍月亮幼兒園——樂高積木機器人體驗課
    樂高玩具是一種寓學於玩的積木,這種塑料積木靠孩子們自己動腦動手,拼插出變化無窮的造型,被稱為「魔術塑料積木。     今天上午,我園大班的小朋友們進行了一次體驗活動。     樂高玩具可以手腦並用,能提高孩子們對玩具的整體認識與建構能力,還促進其思維和動手能力的發展,小朋友們興致很高。
  • 大神用樂高積木拼裝了一臺機器人 甚至可以玩魔方
    有大神打造了一臺能夠將打亂的魔方還原的機器人,而這臺神奇的機器人竟然是用樂高積木拼裝而成的,讓我們一起來看一下吧。用樂高拼裝的會玩魔方機器人視頻:我們可以看到,只需將打亂的魔方放到這臺樂高機器人的對應位置上,它便會自動運行起來,將魔方還原,整個過程行雲流水,看起來十分神奇。
  • 機器人考級一級知識點_機器人考級考試三級 - CSDN
    從前幾年開始,樂高培訓就如火如荼,很多爸媽都知道,孩子學習樂高可以培養想像力、空間結構能力,到5-6歲後很多孩子開始學習樂高機器人,會開始涉及一些編程基礎。爸媽們已經越來越明白,從小學習樂高的孩子會有什麼不一樣。會編程、會搭模型,會設計機器人,全神貫注,去完成一個目標!
  • 樂高積木版機器人瓦力有望生產 由皮克斯動畫師親自設計
    《機器人總動員》的動畫指導Angus MacLane,也是一個瘋狂的樂高迷。
  • 編程和樂高機器人啥關係、編程啟蒙怎麼做……| 逃媽說編程(下)
    第一類問題:編程和樂高和機器人,究竟是啥關係?「編程就是學樂高嗎?」「編程就是學機器人嗎?」「編程就是學樂高機器人嗎?」樂高機器人則是在磚塊和機械搭建的基礎之上,結合了編程控制。比方說上面這個挖土機的手臂能通過齒輪被馬達所帶動,它是個機械搭建。但如果它還能連接電腦程式,讓它可以自動地從指定的A點挖些土搬到B點,就是個機器人了。它最大的特點是——想怎麼動就怎麼動,通過編程來控制。
  • 樂高瓦力首套實物圖萌度爆表
    樂高宣布會將Angus MacLane所設計的機器人瓦力(Wall這個決定合情合理,因為這位設計師正是皮克斯《機器人總動員》的動畫指導。今天Smyths Toys玩具網站公布了一些情報,各位終於可以一睹樂高官方版瓦力的真容了。  這些圖片有可能只是僅供參考的概念圖,只是用來在實際產品上市前掛在Smyths Toys的網站上抓人眼球。但即使用Google圖片搜索也完全無法在其他任何地方搜到這張瓦力的樂高CG模型樣片。
  • 智慧機器人花樣拼樂高 AI進軍設計挑戰人類創意
    即便在成人的世界裡,樂高依然是一款複雜的智力玩具。歐特克的AI實驗室打造了一臺名為Bishop並具有好奇心的機器人,它擁有計算機視覺可以看到並且適應周圍環境,並被賦予機器人學習、適應新任務的能力。逐漸Bishop意識到它有眼睛可以「看」事物,有手可以「抓」物品,隨後它進化出對周邊環境做出反應,並給予回應。
  • 樂高零件認識清單【收藏】
    對於剛入行機器人教育的外行的老師來說,機械方面的專業知識可能是每個老師的短板,我特意找了一下樂高的一下零件,供每個新入行的老師學習,下面的零件清單是樂高裡面的零件
  • 全宇宙最賤最沒用的樂高盒子,卻能讓人慾罷不能
    各種樂高,各種無限可能而這次的樂高盒無疑也是他最得意的作品之一Jason Allemann解釋說:玄機就藏在盒子下面這個核心機器人身上他親自給機器人編程寫了6個不同的動作去打開開關還有2個躲避動作並且讓這些動作隨機出現讓盒子賤得無懈可擊,出神入化!▼
  • 「樂高」突然生變!全國100多家樂高活動中心面臨關停,川企出手接盤
    >此次樂高活動中心的接牌方貝爾科教2011年創建於成都,目前已獲得三輪共計2億元左右融資,在全國開設了1000多家機器人編程中心,覆蓋200多個城市。 紅星新聞記者查詢樂高教育10月11日發布的聲明發現:樂高教育校外業務將終止與西覓亞公司的合作關係。西覓亞公司此前是樂高教育中國區許可的可直接運營或者轉授權第三方運營「樂高教育校外活動中心」的合作夥伴。
  • 樂高版「瓦力」首露真容
    時光網訊 早在今年2月,「創意樂高」(LEGO Ideas)網站上收到了超過10000張投票,粉絲們迫切希望推出機器人瓦力的玩具。樂高隨即加快了製作步伐,現在這款萌值爆棚的玩具終於首露真容。
  • 國內首個原創積木機器人亮相合肥文博會 中國版樂高將與你趣味互動
    ○鯨魚積木機器人位於主展館的中國(合肥)工業設計城展區裡,獲得了德國紅點設計大獎的全國首款原創積木機器人,將有機會與小朋友們展開趣味互動,讓工業設計越來越走進人類生活。
  • 樂高無限礦物大全 遊戲礦物一覽
    今天為大家帶來的是樂高無限礦物大全,遊戲礦物一覽。這裡匯總了樂高無限中包含的礦物,感興趣的小夥伴一起來看看吧。  挖礦是一門高深的技術,礦物分布在地下礦洞中,挖的越深獲得的礦物也就越高級。
  • 樂高星球大戰原力覺醒圖文攻略 全章節任務流程(2)
    step2.此時一臺步行機器人出現,它會撞倒周遭的樹木,那麼就可以在地上發現樂高磚塊進行複合建造。   按住K鍵,然後按A鍵選擇左側搭建出一個彈彈床跳到上層。   step3.去到步行機器人左側,切換為漢·索羅,使用鞭子將樹上困住威基特的網扯下來(按一下K鍵後,用鞭子拴住,然後連續按K鍵),那麼威基特就會加入到隊伍當中。
  • 樂高簡單機械的齒輪部分怎麼玩?
    大家好,這個部分是基礎原理部分,機械入門部分,樂高官方給機械結構劃分了四個部分:齒輪,輪軸,槓桿,滑輪。這次,我們從「齒輪」講起。內容取自樂高官方簡單機械套裝原理模型,教學材料。俗話說,萬丈高樓平地起。要想做出酷炫炸天的機器人還得先把基礎原理學會。許多家長問我,樂高學校的教學材料為什麼和外面買的那些玩具不一樣,這可不就是廢話嗎?樂高的教學材料是科技件,用來搭建機器人,可非玩具樂高可比,只能搭個模型房子,不然學啥子科學知識呢!
  • 樂高博物館:樂高抽抽樂系列回顧 2010年第一季8683
    【PConline 聚超值】 今日的樂高博物館討論:你是否擁有一季完整16個樂高抽抽樂呢?樂高的抽抽樂分很多系列,一般來說每年一季,目前已經出了很多季了,每一季都是16個人仔,但大部分都沒有一個完整的主題。
  • 樂高深海探索潛艇和羅弗超輕粘土海底大冒險,對比測評來啦!
    讀了《海底兩萬裡》的故事,孩子越發對海洋世界感到好奇,海洋深處究竟是什麼模樣,裡面都生活著什麼樣的海洋生物,大海有多寬有多深?這些好奇的小問號,成為求知的種子,在心裡不斷萌芽。有兩款玩具都非常值得入手,一款是樂高的深海探索潛艇,屬於積木拼接玩具。一款是羅弗海底大冒險,屬於超輕黏土手工玩具。一起來看看,這兩款玩具分別有什麼特點吧!首先來看樂高,官方建議使用年齡5歲+,是有趣的積木拼接,在指導手冊的幫助下,孩子可以輕鬆完成。
  • 樂高教育·微課堂 關於拉力的奧秘
    Step5 將籃筐放在粗糙的木板上,記錄機器人需要用多少拉力才能拖動籃筐。欲諮詢樂高® 教育維度教育套裝 2.0 相關採購及服務事項, 請認準樂高教育授權代理商。如欲了解樂高教育的更多信息,敬請關注:樂高教育微信: iChinaLe 關於樂高教育:
  • 樂高無限雪原牙猿在哪 雪原牙猿怎麼打
    雪原牙猿是樂高無限奇幻森林模組裡的BOSS,擊敗雪原牙猿可以掉落豐厚的獎勵,那麼雪原牙猿在哪,雪原牙猿要怎麼打,一起和風遊來看看吧! 小編推薦 【奇幻森林boss】樂高無限叢林樹精在哪 叢林樹精怎麼打 【飼養大全】樂高無限動物飼養大全 動物馴服繁殖匯總 【怪物大全】樂高無限怪物大全:曝光這群「不知羞」的原住民!