未來智能機器人

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1、 未來智能機器人 摘要：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(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。近二十年中，因為電腦技術(shù)、電子產(chǎn)品及生物遺傳工程等技術(shù)的大踏步發(fā)展，“智能機械人”的研發(fā)熱潮已從專業(yè)人士的實驗室中走了出來，成為一種綜合科研能力的開發(fā)活動。 關(guān)鍵字:智能 ，CPU，擬人化，人性化 （一）機器人的結(jié)構(gòu)組成及工作原理 機器人一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)等組成。 執(zhí)行機構(gòu)即機器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機構(gòu)，其中的運動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個數(shù)

2、通常即為機器人的自由度數(shù)?！　? 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(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進行比較后，對執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)整，以保證機器人的動作符合預定的要求。 控制系統(tǒng)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，即采用多臺微機來分擔機器人的控制。如當采用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時，主機常用于負責系統(tǒng)的管理、通訊、運動學和動力學計算，并向下級微機發(fā)送指令信息；作為下級從機，各關(guān)節(jié)分別對應(yīng)一個CPU，進行插補運算和伺服控制處理，實現(xiàn)給定的運動，并向主機反饋信息。 （二）機器人的未來發(fā)展 機器人的研究從

3、一開始就是擬人化的，所以才有機械手、機械臂的開發(fā)與制作，也是為了以機械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險。但近十幾年來，機器人的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化，而且涵蓋了許多領(lǐng)域，應(yīng)用的范疇十分廣闊。大而言之，用之于太空開發(fā)，月球車，深海探測器，海洋石油開采，航天飛機機械臂等，小至微型手術(shù)機械，生命監(jiān)測儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機器人、清除機器人到無人駕駛飛機、自動化戰(zhàn)車，有人甚至預測未來戰(zhàn)爭可能如星球大戰(zhàn)一樣，是機器人的戰(zhàn)爭。至于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、遺傳生物產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學、文化產(chǎn)業(yè)、電訊業(yè)、能源開發(fā)，都將因機器人的大量登場而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國電訊公司未來學部門研究員曾因準確預測手機短訊、垃圾郵件及網(wǎng)

4、上搜尋引擎的出現(xiàn)而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預測中，其中就有數(shù)條是關(guān)于機器人的。 未來的機器人將會朝著三個方面發(fā)展： 一、 與人類的生活更為密切地結(jié)合起來，以為人提供更多服務(wù)作為要素 二十年后，家中掃除、清潔的工作或老人的護理保健的工作可能全由機器人取代。美國舊金山的醫(yī)院已開始使用機器人為病人送藥、配藥的服務(wù)。美國的阿伊機器人公司的總裁接受媒體采訪時表示，該公司生產(chǎn)的家用大掃除機器人產(chǎn)品，2002年只有一百二十萬美元銷售額，到2012年已猛增50倍以上。還有，家居的全自動化，無需駕駛的自動汽車等等，實在無法一一計數(shù)或做出估計。 二、仿生性，生物性的大趨向 以

5、趣味性、生物性來制造機器狗、貓、魚等動物。譬如日本三菱重工附屬公司Ryomei Engineering研制成功的金色機械魚“金魚虎”長1公尺，重25公斤，是一只不小的巨魚，能自動暢游于水中，可協(xié)助監(jiān)察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監(jiān)視河水污染等。索尼公司研制的Aibo機器狗會對主人聲音有情緒反應(yīng)，已能夠模仿喜怒哀樂和恐懼等情緒，將來可出現(xiàn)代替真正導盲犬的機器狗。另外，電影《侏羅紀公園》的恐龍機器人等也是例子。這類仿生性機器人還被廣泛用于軍事上的偵察救險、情報傳送，甚至殺敵于無形的手段上去。美國夏威夷大學設(shè)有水下機器人研究中心，已具相當規(guī)模。今年八月初俄羅斯迷你潛艇在海底為漁網(wǎng)所纏，困于190米下

6、的深海，就得助于英國的“天蝎”號救援艇之助而脫險的，“天蝎”號就是海底機器人。 三、最重要的發(fā)展是人性化 日本舉行的萬國博覽會，被稱為機器人的大集合之展覽會，有人甚至將之稱作“機器人萬國博覽會”，從中亦可看出日本的這一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及成果。在展場中，接待處、大會清掃工作、警備工作等，多以機器人的形式出現(xiàn)與取替。博覽會期間還舉辦多項人與機器人有關(guān)的活動，其中最引人注目的還是人工智能及人性化的機器人的表演，譬如接待處的一位女性機器人能聽、說六國語言，而且說話時眼、嘴皆會動，面部肌肉也有活動。造型奇特有趣的高爾夫球機器人“坎迪—5”，它內(nèi)置整個高爾夫球場的3D地形和球會會員的資料，并設(shè)置有

7、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能作360度自如旋轉(zhuǎn)，它的系統(tǒng)將愈加精密，并更具人性化，科學家預計在2020年完成其全部制作時，它可充當球童并可從旁給予擊球建議。此外，尚有具“視覺”、“味覺”的機器人，它的紅外線測定可以對食物及飲品的成份、含量馬上做出判定，譬如將一只蘋果擺在其手臂前，可以打印出該只蘋果的糖份、維生素含量等。最引人注目的是機器人管樂隊的演奏，以機器人演奏真正的樂器，而且隊形不斷變換，演奏技術(shù)臻于上乘。東京大學于今年八月公布已開發(fā)出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應(yīng)，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設(shè)定，這對仿造機器人的生命性又是一大進步。凡此種種，不一而足。 在世紀之交

8、，生物遺傳工程因“克隆人”的出現(xiàn)而引致倫理、法律及道德問題的爭議，“克隆人”能否問世仍然是一個未知數(shù)，但機器人的研發(fā)正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標。因而還為之出現(xiàn)了新的名詞，比如人工智能（簡稱AI），并以下述二個英文名字用來指人類模樣的機器人：androids和humanoids。西方的電影導演在談到影視中出現(xiàn)的非常人性化的機器人時，更常常使用這些有明確傾向的專用詞： A、變得人性化—humanize B、人性化的—humanized C、人道、仁慈—humanity。 我國的機器人研發(fā)工作基本上屬于科學研究的項目，據(jù)說，中國科學院目前已造出說話時嘴唇能夠活動、眼睛能轉(zhuǎn)動、具視覺

9、功能的機器人，其水準可媲美日本同行其實，機器人的制作絕對并非只是液壓機械與電子產(chǎn)品的混成物，要將機器人造得越來越有人性化，就要兼及生命醫(yī)學、傳感、光學及創(chuàng)造性的文化產(chǎn)業(yè)等方面，比如機器人的關(guān)節(jié)就需要研究中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)學、生物學上的神經(jīng)刺激反應(yīng)以及文化產(chǎn)品的某種造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英國的科學家甚至預言，到2020年，隨著機器人愈來愈精密和使用有機零件制造，它們將會受到“機器人權(quán)”的保護。 在美、日、德、法、韓等國，機器人產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正在日受重視，一般采取所謂的“官產(chǎn)學”形式。“官”即政府的制定政策及傾斜支持，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。據(jù)情報顯示，日本政府正在調(diào)整全國的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)，名

10、古屋中部地區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)為新型汽車工業(yè)，以大阪為中心的關(guān)西地方將以機器人產(chǎn)業(yè)為主，東京地區(qū)以資訊情報化為中心等等；“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究與開發(fā)，并將之變成產(chǎn)品，取得經(jīng)濟效益；“學”即學校設(shè)置專門的學科，教材則與以往不同，非全盤為學校教授所寫，有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫教材，利用電腦技術(shù)介入，反過來向大學師生出售。而專門出售機器人制作的教科書、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業(yè)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)為此服務(wù)的產(chǎn)品。那么，這是否將導致一場工業(yè)革命？現(xiàn)在斷言尚為時過早。但可以預計的是，未來20年，機器人產(chǎn)業(yè)將成為未來新產(chǎn)業(yè)的一個領(lǐng)先潮流，在現(xiàn)代化的高科技戰(zhàn)爭中，機器人將發(fā)揮越來越大

11、的戰(zhàn)斗作用，從而減少前線士兵的人命傷亡，并以奇技利器克敵制勝。 總結(jié) ：世界上先進的工業(yè)化國家都十分注重機器人的研究開發(fā)、實用化及產(chǎn)業(yè)化的動向，投入大量的資金、人力，優(yōu)化環(huán)境及指標，特別是重視培養(yǎng)年輕人對此未來科學的興趣，吸引他們的投入，以形成人材梯隊，鍛造出新的產(chǎn)業(yè)隊伍。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，未來的機器人將更加智能化。機器人技術(shù)綜合了多學科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大正在引起國際上重新認識機器人技術(shù)的作用和影響。 參考文獻： 1.《人工智能的未來》 陜西科學技術(shù)出版社 作者：杰夫霍金斯 2. 《人工智能:一種現(xiàn)代的方法》 清華大學出版社 2006 05