机器人未来发展趋势_范文大全

机器人未来发展趋势

【范文精选】机器人未来发展趋势

【范文大全】机器人未来发展趋势

【专家解析】机器人未来发展趋势

【优秀范文】机器人未来发展趋势

范文一:机器人发展现状及未来趋势 投稿:彭鈷鈸

人未 展 趋 状 器 发 现 及 来 势

一、 机器人现状及国内外发展趋势

国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:

1.工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降,平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的6.5万美元。

2.机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。

3.工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4.机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

5.虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

6.当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统,而是致力于操作者与机器人的人机交互控制,即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统,使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

7.机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来,这种新型装置已成为国际研究的热点之一探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用,弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看,我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,如:可靠性低于国外产品;机器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距;在应用规模上,我国已安装的国产工业机器人约200台,约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业,当前我国的机器人生产都是应用户的要求,“一客户,一次重新设计”,品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低,而且质量、可

靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术,对产品进行全面规划,搞好系列化、通用化、模化设计,积极推进产业化进程。

我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下,也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人,6000米水下无缆机器人的成果居世界领先水平,还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种;在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作,有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步,与国外先进水平差距较大,需要在原有成绩的基础上,有重点地系统攻关,才能形成系统配套可供实用的技术和产品,以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。

二、 发展方向

应从如下几个方面对新一代机器人的技术进行研究。 ●机器人本体优化设计技术

●新一代智能控制机器人技术

●关键机器人单元部件制造技术

●机器人离线编程和仿真技术

●基于外部传感器技术的机器人运动控制

●工业机器人产业化制造技术

●工业机器人故障远程诊断与修复技术

●工业机器人与成套装备协同作业技术

●复杂机电系统机构优化设计技术及对系统性能的影响

●具有柔性、高度加速,大负载机器人机构动力学建模、模型简化、辨识及控制方法

. 协作机器人:机器人助手和伙伴

机器人控制通常有两种方式,直接遥控和充分自我控制,问题是遥控很麻烦,充分自我控制往往如科幻电影。可以从中找到一个平衡点,让人类和机器人协作完成任务,比如下图的PR2机器人递药给人。美国国家机器人倡议(NRL)提供7000万发展协作机器人项目,目标是把机器人从工产和实验室扩展到人们的日常生活,就像当年计算机由军用到民用。这些机器人必须是安全的,价格相对便宜且使用方便,机器人利用其长处配合人类完成工作。该项目的范围是广泛的,但机器人的一个关键方面是明确的:即与人的互动。所以希望看到2012协作类机器人有更大发展。

2. 3D遥感:Kinect革命在继续

去年,一个奇怪的装饰开始出现在许多机器人头上,这就是现在流行的微软Kinect 3D传感器,它价格便宜且使用方便,用Kinect绘制3D地图和作为动作传感器,Kinect成为机器人社区的最爱(看下图)。人们一直在寻找一种低成本的设备替代激光测距仪,现在Kinect帮忙实现(至少可以在室内使用),Kinect 2可能会在今年发布,将具有更高的分辨率和帧速率。

3. 云机器人:机器人共享技术

几个研究小组正在探索云计算基础设施上的机器人,依靠云计算机处理大量的数据。这种方法可以直接调用“云机器人”,将使机器人不需要做复杂的计算,如图像处理和语音识别,甚至可以立即下载新的技能。很多相关项目都在进行中。特别是,谷歌有一个小团队,创建机

器人云服务,如果这种技术流行起来,对该领域可能是结构性的转变(想象每个机器人使用“Google地图”进行导航)。在欧洲,一个重大项目RoboEarth,其目标是开发“机器人万维网”,一个巨大的云数据库,机器人可以共享有关的对象,环境和任务的信息(见下图)。许多其他项目正在形成,我们预计,在2012年“云机器人”将成为一个时髦词。

4. 力控制下的柔顺驱动器:柔软的触感机器人

机器人与人互动时,安全是首要问题,常规的工业机械手臂在工厂作业没什么问题,但要想机器人和人密切合作,柔软的触觉机器人就非常有必要。出于这个原因,我们预计在2012年将看到更多力控制下的柔顺驱动器和触觉传感技术的改进,如下图Meka公司的M1机器人。此外,希望研究人员跳出“条条框框”限制,开发新的更聪明的驱动器,避免使用机械驱动装置。例如在2011年,我们就看到推出过

许多“柔软的机器人”,这些机器人感觉上很接近生物体,如iRobot的六足JamBot,他使用一种叫作6 JMU的驱动器,还有OtherLab研制的一个充气机器人Pneubot,使用面料和气动驱动。这些项目都指向一个充满诱人的未来,我们期望在2012年更多的柔软的机器人出现。

5. 基于智能设备机器人:新的机器人智能开发

机器人可以由传感器、处理器、显示设备、网络等元素组成。智能手机和平板电脑似乎具备了这些特性。iRobot公司已经开发出一个叫Ava的远程机器人,可以在平板电脑上使用。再比如,两个西雅图的工程师从募捐网站Kickstarter拿到10万美元并迅速开发出一个可爱智能手机供电机器人Romo(下图)。这两个例子代表着一种趋势,移动设备领域上的机器人开发潜力巨大。苹果的iOS和谷歌的Android

兴起了前所未有的创新浪潮。其结果将是有更多的机器人,从移动实验室进入市场。在手机越来越多的智慧,像苹果公司的语音助手Siri,将影响今年的机器人玩具和研究,由于智能设备加入,机器人会变得更聪明。

6. 更低的成本:一个你能负担得起的机器人手臂

随着机器人发展,像3-D传感器器得到普及,机器人的整体成本急剧下降。不过似乎驱动器例外。最明显如夹钳和自由手臂。我们不是在谈论伺服解决方案,我们所说的也是许多机器人专家在的想。他们希望有一个强大的移动操纵系统:具备人的外形尺寸,兼容的驱动,足够的有效载荷(至少5公斤),当然至少低于5000美元。 2011年由

斯坦福大学的研究人员对一种低成本的柔性机器人研究指出这是可能的(如下图所示的系统)。而事实上,有相当数量的资金用在这个方向,如DARPA的三个方案(ARM-H,ARM-S,和M3)和美国国家科学基金会。

7. 无人驾驶汽车:解放你的双手

好吧,你可能不会很快看到您附近出现自动驾驶汽车,除非你住在硅谷,谷歌已经充分地测试其著名的丰田普瑞斯自驾车(如下图:观看TED演示),尽管不敢保证已经非常完善,但有一点是肯定的,过去几年在美国,德国,法国,意大利,英国和中国自主车辆项目激增。去年,内华达州成为美国第一个个允许自动驾驶汽车上路的州。其实自动驾驶功能已经在很多汽车中体现,像普瑞斯一些车型的驾驶辅助功能可以帮人自动停车等等。虽然汽车制造商坚称这些不是自动驾驶功能,不过很显然,汽车正更多的机器人化。

8. 工业机器人佣工:开启一个新时代

去年,富士康公布了惊人的机器人计划。表示打算在未来三年增加1

百万个机器人装配线。一百万个机器人是什么概念,相当于目前现有工业机器人的数量的两倍。不过仍有许多不确定因素,包括他们是否可以保持产量。可以肯定的是,市场对灵活、高效、安全的工业机器人存在一个巨大的需求,新一代工业机器人将更加灵巧和便宜,如川田的Nextage,ABB的FRIDA(如下图),以及安川MOTOMAN SDA10D。工业机器人大范围应用将开启一个新时代。

9. 快速原型制作:每个家庭都有3D打印机

3D打印已经成为一种潮流,并开始广泛应用在设计领域,尤其是工业设计,数码产品开模等,可以在数小时内完成一个磨具的打印,节

约了很多产品到市场的开发时间。但价格昂贵(约20,000美元以上)。MakerBot公司推出的Thing-O-Matic 3D打印机,零售低至$ 1000。低成本的3D打印机很可能是家用机器人中的下一个大趋势。

10. 无人机:民间无人机热

小型无人机或叫自主飞行器,特别像是quadrotors(四旋翼飞行器)发展速度相当快。它为爱好者们提供了一个无人机入门方向,这在过去是没有的。下面的照片描绘的是苏黎世联邦理工学院的研究人员所使用的系统。diydrones是一个著名的无人机爱好者网站,它拥有超过20,000名成员,他们自己设计建造自主飞行器。买家可以寻找已经组装的模型。节日期间步行通过商场,我们看到十几家商店在出售无人机。门槛的降低造就了成千上万的无人机爱好者,在不断扩大的开源软件和硬件资源的带动下,通过建立廉价的机器人平台,2012的无人飞行器行业值得期待。

11. 网真机器人:你在现实世界中的化身

网真机器人可以让你在不需要到达现场的情况下,如同身临其境,这与视频会议有点类似,但视频会议仅仅显示远程的一个小窗口,而网真机器人则给你全方位、实时的展示,允许你远程四处走动查看,与

人、物体交互,就像你实际在那里一样。2010年Anybots公司推出的

第一款商业产品QB,在2011年,越来越多的网真机器人进入市场,包括VGO通信公司的VGO机器人和法国Gostai公司的Jazz机器人(下图)。网真机器人是一项重要的技术,具有较强的商业前景,为商务旅客节省时间和金钱。事实上,我们认为2012年将是网真机器人发展一个里程碑:到今年年底,将有数百个QBS,Vgos,Jazzes在世界各地漫游,在2012年,新加入的者竞争者承诺使这个市场更具竞争力。

12. 仿生学:人类和机器之间的结合

作战机器人和其他如人机杂交技术(用词有欠妥当)很早就引起人们兴趣,以前我们只能从科幻片中看到相关场景,如“无敌金刚”和“机器战警”这类影片。但过去两年间,相关研究人员已经在机器人假肢和脑机接口领域取得重大突破,2012年我们相信仿生学领域的人机结合技术能更进一步,特别是外骨骼能昂首阔步走出实验室。今年,

Ekso Bionics公司(前身是Berkeley Bionics)将首先在美国和欧洲的康复诊所出售其机器人外骨骼,点击观看TED视频。同一时间,由约翰霍普金斯大学和匹兹堡大学的研究员测试大脑植入技术,该项目由DARPA资助,它使患者用意识控制机械臂。总之 科幻正在变成现实。

范文二:码垛机器人未来发展的趋势 投稿:胡铢铣

码垛机器人未来发展的趋势

目前机器人的引用越来越广泛,码垛机器人的也不是单一的只有码垛这个功能,又可以做搬运和装卸机器人。码垛机器人主要是应用于化工原料厂、包装厂、还有一些体积大的物件上。有些产品的本身对人体就有害,像药品、微生物制剂等,这写对人体有害的产品码垛机器人就得到的广泛的应用。还有一些人体不宜接触的物品,比如食品。

随着制造业的不断的发展,人工高成本的不断提高,质量要求也越来越苛刻,一些特殊工位人工已经没有办法满足,及时能够满足,人工成本消耗也无比巨大。企业的长期发展必须是质量为本,只有高效、高质,企业才能长久不衰。

工业的发展带动自动化的生产,由于自动化的生产能帮助企业提升产品质量和提高生产效率,还能减少人工伤害。很多企业也慢慢的转型到自动化生产当中,面对未来的发展,自动化是中国制造业的未来发展趋势。由于国家提倡工业机器人的研发和制造,可能在未来几年,制造业的劳力就会被工业机器人所代替。

对于电子产品和包装行业来说,都是比较接近人们的生活,人们对这些要求也会越来越高,人工所生产的产品是无法满足消费者的要求,远远达不到。而机器人的应有,恰恰能解决这些问题,生产的质量、包装的质量等。大大减少了人工不良回收率,提高了生产效率和降低了企业成本。同时也推动了自动化生产,让机器人的使用在行业中得到更为广

泛的使用。

范文三:论机器人的发展趋势 投稿:孔駧駨

论中国工业机器人发展及趋势

1引言

人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

工业机器人最显著的特点有以下几个:

(1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

(3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。

(4)工业机器技术涉及的学科相当广泛,归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。

当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。当前,对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位,而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。工业机器人最显著的特点有以下几个:

(1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人

中国的工业机器人

我国工业机器人起步于上世纪70年代初期,经过20多年的发展,大致经历了3个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代的适用化期。

70年代是世界科技发展的一个里程碑:人类登上了月球,实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮,尤其在日本发展更为迅猛,它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下,我国于1972年开始研制自己的工业机器人。

进入80年代后,在高技术浪潮的冲击下,随着改革开放的不断深入,我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间,国家投入资金,对工业机器人及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷涂、点焊、弧焊搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。

从90年代初期起,我国的国民经济进入实现两个根本转变时期,掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮,我国的工业机器人又在实践中迈进一大步,先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。

虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中,但和国际同行相比,差距依旧明显。从市场占有率来说,更无法相提并论。工业机器人很多核心技术,当前我们尚未掌握,这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。

随着人口红利的逐渐下降,企业用工成本不断上涨,工业机器人正逐步走进公众的视野。中国产业洞察网分析师李强认为,人口红利的持续消退,给机器人产业带来了重大的发展机遇;在国家政策支持下,产业有望迎来爆发期。事实上,中国的制造业正在迅速进入机器人时代。如,往年春季是全球最大的代工厂富士康科技集团的招工旺季,各厂区排长龙应聘的场面往往异常火爆。富士康新员工招聘情况却变得非常冷清。业界猜测,这主要与富士康大规模启用工业机器人有关。

富士康掌门郭台铭在2011年宣布,未来三年内将在组装工厂生产线上累计部署100万台工业机器人,取代简单重复的人力劳动。虽然计划略显夸张,但也表明在人力成本上升的大背景下,工业机器人前景诱人。这也预示着这一现象很快会在其他制造业领域出现。

3结论[

3]从制造业的发展历程看,我国正处于高速工业化进程中,生产手段必然要经历机械化、自动化、智能化、信息化的变革,工业制成品也将经历数量、质量、柔性低成本的发展阶段,目前制造业普遍需要技术和设备升级改造,以增强竞争力,提高经济效益。如何以高质量、低成本、快速反应的手段在市场中生存和发展,已是我国企业不容回避的问题,这些问题为工业机器人的应用提供了巨大的市场需求,也促使我国工业机器人的应用市场日趋成熟,为我国工业机器人产业化提供了难得的机遇,必将在我国改变经济发展模式、调整产业结构、促进传统产业优化升级方面发挥极其重大的作用。

参考文献

范文四:机器人发展趋势 投稿:潘鐮鐯

机器人发展趋势

机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。一方面,机器人在制造业应用的范围越来越广阔,其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高,功能越来越强,并向着成套技术和装备的方向发展;另一方面,机器人向着非制造业应用发展以及微小型方向发展,并将服务于人类活动的各个领域。总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术(RT)概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术(RT)的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有在实世界动作功能的智能化系统”。

目前,国外机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其现状及发展趋势主要体现在以下几个方面:

1.机器人机构技术

目前已经开发出了多种类型机器人机构,运动自由度从3自由度到7或8自由度不等,其结构有串联、并联及垂直关节和平面关节多种。目前研究重点是机器人新的结构、功能及可实现性,其目的是使机器功能更强、柔性更大、满足不同目的的需求。另外研究机器人一些新的设计方法,探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比。同时机器人机构向着模块化、可重构方向发展。

2.机器人控制技术

现已实现了机器人的全数字化控制,控制能力可达21轴的协调运动控制;基于传感器的控制技术已取得了重大进展。目前重点研究开放式、模块化控制系统,人机界面更加友好,具有良好的语言及图形编辑界面。同时机器人的控制器的标准化和网络化以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,离线编程的实用化将成为重点研究内容。

3.数字伺服驱动技术

机器人已经实现了全数字交流伺服驱动控制,绝对位置反馈。目前正研究利用计算机技术,探索高效的控制驱动算法,提高系统的响应速度和控制精度;同时利用现场总线(FILDBUS)技术,实现的分布式控制。

4.多传感系统技术

为进一步提高机器人的智能和适应性,多种传感器的应用是其问题解决的关键。目前视觉传感器、激光传感器等已在机器人中成功应用。下一步的研究热点集中在有效可行的(特别是在非线性及非平稳非正态分布的情形下)多传感器融合算法,以及解决传感系统的实用化问题。

5.机器人应用技术

机器人应用技术主要包括机器人工作环境的优化设计和智能作业。优化设计主要利用各种先进的计算机手段,实现设计的动态分析和仿真,提高设计效率和优化。智能作业则是利用传感器技术和控制方法,实现机器人作业的高度柔性和对环境的适应性,同时降低操作人员参与的复杂性。目前,机器人的作业主要靠人的参与实现示教,缺乏自我学习和自我完善的能力。这方面的研究工作刚刚开始。

6.机器人网络化技术

网络化使机器人由独立的系统向群体系统发展,使远距离操作监控、维护及遥控脑型工厂成为可能,这是机器人技术发展的一个里程碑。目前,机器人仅仅实现了简单的网络通讯和控制,网络化机器人是目前机器人研究中的热点之一。

7.机器人灵巧化和智能化发展

机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。

范文五:机器人发展历史及未来发展趋势 投稿:许炙炚

机器人的发展历史及未来发展趋势

【摘要】随着科技的发展,机器人在越来越多的领域发挥着越来越重要的作用。机器人也已不是仅仅在科幻小说和科幻电影里出现,在很多领域里我们都可以看到机器人的身影。我们相信,随着科学技术的不断发展,在不远的将来,机器人会变得更加普遍。同时,它们所具有的功能也会越来越多。

接下来,本文将具体介绍机器人的发展历史,同时也会根据科技的最新发展分析机器人未来的发展趋势。

【关键词】机器人 发展历史 发展趋势

一、机器人的定义

机器人是在怎样的情况下产生的?

机器人形象和机器人一词,最早出现在科幻和文学作品中。1920年,一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本,剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场,让它充当劳动力代替人类劳动的故事。作者根据小说中Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人”这个词。

那机器人的定义到底是什么呢?

在科技界,科学家会给每一个科技术语一个明确的定义,机器人问世已有几十年,但对机器人的定义仍然仁者见仁,智者见智,没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展,新的机型,新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样,人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想像和创造空间。

在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上,人们提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的:“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发,森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象;另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人:

1.具有脑、手、脚等三要素的个体;

2.具有非接触传感器(用眼、耳接受远方信息)和接触传感器;

3.具有平衡觉和固有觉的传感器。该定义强调了机器人应当仿人的含义,即它靠手进行作业,靠脚实现移动,由脑来完成统一指挥的作用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官,使机器人能够识别外界环境,而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。

1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为:“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统,并以此系统的使用方法作为研究对象”

1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。”

目前关于对机器人行为的描述中,以科幻小说家以撒·艾西莫夫在小说《我,机器人》中所订立的“机器人三定律”最为著名。 艾西莫夫为机器人提出的三条“定律”(law),程序上规定所有机器人必须遵守:

1. 机器人不得伤害人类,且确保人类不受伤害;

2. 在不违背第一法则的前提下,机器人必须服从人类的命令;

3. 在不违背第一及第二法则的前提下,机器人必须保护自己。

“机器人三定律”的目的是为了保护人类不受伤害,但艾西莫夫在小说中也探讨了在不违反三定律的前提下伤害人类的可能性,甚至在小说中不断地挑战这三定律,在看起来完美的定律中找到许多漏洞。在现实中,“三定律”成为机械伦理学的基础,目前的机械制造业都遵循这三条定律。

二、机器人的发展历史

科技的发展带动着机器人技术的发展,可以说机器人的发展史也是世界科技发展史的体现。科学的前沿技术在机器人中都有应用。

机器人发展到目前为止共分为三个阶段。第一阶段的机器人只有“手”, 以固定程序工作, 不具有外界信息的反馈能力;第二阶段的机器人具有对外界信息的反馈能力, 即有了感觉, 如力觉、触觉、视觉等;第三阶段, 即所谓“智能机器人”阶段,这一阶段的机器人已经具有了自主性,有自行学习、推理、决策、 规划等能力。

第一代是可编程机器人(如下图),这类机器人一般可以根据操作员所编的程序,完成一些简单的重复性操作。这一带机器人从20世纪60年代后半期开始投入使用,目前他在工业界得到了广泛应用。

第一代机器人

第二代是感知机器人(如下图),即自适应机器人,它是在第一代机器人的基础上发展起来的,具有不同程度的“感知”能力。这类机器人在工业界已有应用。

第二代机器人

第三代机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定的环境下作业,故称之为智能机器人(如下图)。目前,这类机器人处于试验阶段,将向实用化方向发展。

第三代机器人

现在,让我们来具体看看机器人的发展历史。

工业机器人的最早研究可追溯到第二次大战后不久。在40年代后期,橡树岭和阿尔贡国家实验室就已开始实施计划,研制遥控式机械手,用于搬运放射性材料。这些系统是“主从”型的,用语准确地“模仿”操作员手和臂的动作。主机械手由使用者进行导引做一连串动作,而从机械手尽可能准确地模仿主机械手的动作,后来用机械耦合主

从机械手的动作加入力的反馈,使操作员能够感觉到从机械手及其环境之间产生的力。50年代中期,机械手中的机械耦合被液压装置所取代,如通用电气公司的“巧手人”机器人和通用制造厂的“怪物”I型机器人。1954年G.C.Devol提出了“通用重复操作机器人”的方案,并在1961年获得了专利。

1958年,被誉为“工业机器人之父”的Joseph F.Engel Berger创建了世界上第一个机器人公司——Unimation(Univeral Automation)公司,并参与设计了第一台

Unimate机器人。这是一台用于压铸的五轴液压驱动机器人,手臂的控制由一台计算机完成。它采用了分离式固体数控元件,并装有存储信息的磁鼓,能够记忆完成180个工作步骤。与此同时,另一家美国公司——AMF公司也开始研制工业机器人,即Versatran(Versatile Transfer)机器人。它主要用于机器之间的物料运输、采用液压驱动。该机器人的手臂可以绕底座回转,沿垂直方向升降,也可以沿半径方向伸缩。一般认为Unimate和Versatran机器人是世界上最早的工业机器人。

可以说,60年代和70年代是机器人发展最快、最好的时期,这期间的各项研究发明有效地推动了机器人技术的发展和推广。主要成就如下表。

1979年Unimation公司推出了PUMA系列工业机器人,他是全电动驱动、关节式结构、多CPU二级微机控制、采用VAL专用语言,可配置视觉、触觉的力觉感受器的,技术较为先进的机器人。同年日本山梨大学的牧野洋研制成具有平面关节的SCARA型机器人。整个70年代,出现了更多的机器人商品,并在工业生产中逐步推广应用。随着计算机科学技术、控制技术和人工智能的发展,机器人的研究开发,无论就水平和规模而言都得到迅速发展。据国外统计,到1980年全世界约有2万余台机器人在工业中应用。

在过去30~40年间,机器人学和机器人技术获得引人注目的发展,具体体现在:

1.机器人产业在全世界迅速发展;

2.机器人的应用范围遍及工业、科技和国防的各个领域;

3.形成了新的学科——机器人学;

4.机器人向智能化方向发展;

5.服务机器人成为机器人的新秀而迅猛发展。

我国在机器人研究方面相对西方国家和日本来说起步较晚。但我们所取得的成就仍是不容轻视的。

我国是从20世纪80年代开始涉足机器人领域的研究和应用的。1986年,我国开展了“七五”机器人攻关计划,1987年,我国的“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列入其中。目前我国从事机器人研究和应用开发的主要是高校及有关科研院所等。最初我国在机器人技术方面研究的主要目的是跟踪国际先进的机器人技术。随后,我国在机器人技术及应用方面取得了很大的成就,主要研究成果有:哈尔滨工业大学研制的两足步行机器人,北京自动化研究所1993年研制的喷涂机器人,1995年完成的高压水切割机器人,沈阳自动化研究所研制完成的有缆深潜300m机器人、无缆深潜机器人、遥控移动作业机器人。

我国在仿人形机器人方面,也取得很大的进展。例如,中国国防科学技术大学经过10年的努力,于2000年成功地研制出我国第一个仿人形机器人——“先行者”,其身高140厘米,重20公斤。它有与人类似的躯体、头部、眼睛、双臂和双足,可以步行,也有一定的语言功能。它每秒走一步到两步,但步行质量较高:既可在平地上稳步向前,还可自如地转弯、上坡;既可以在已知的环境中步行,还可以在小偏差、不确定的环境中行走。

可以说机器人技术的发展速度还是比较快的。原来只能在科幻小说和电影中看到的机器人现在可以说已经离我们越来越近了。那么在未来,机器人的发展趋势到底会是怎样的呢?

三、机器人未来的发展趋势

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。

对于未来意识化智能机器人很可能的几大发展趋势,在这里概括性地分析如下:

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。

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。

3. 外形越来越酷似人类

科学家们研制越来越高级的智能机器人,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. 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。

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。

机器人的产生是社会科学技术发展的必然阶段,是社会经济发展到一定程度的产物,在经历了从初级到现在的成长过程后,随着科学技术的进一步发展及各种技术进一步的相互融合,我们相信机器人技术的前景将更加光明。

范文六:机器人发展历史及未来发展趋势 投稿:何轭轮

机器人的发展历史及未来发展趋势

【摘要】随着科技的发展,机器人在越来越多的领域发挥着越来越重要的作用。机器人也已不是仅仅在科幻小说和科幻电影里出现,在很多领域里我们都可以看到机器人的身影。我们相信,随着科学技术的不断发展,在不远的将来,机器人会变得更加普遍。同时,它们所具有的功能也会越来越多。

接下来,本文将具体介绍机器人的发展历史,同时也会根据科技的最新发展分析机器人未来的发展趋势。

【关键词】机器人 发展历史 发展趋势

一、机器人的定义

机器人是在怎样的情况下产生的?

机器人形象和机器人一词,最早出现在科幻和文学作品中。1920年,一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本,剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场,让它充当劳动力代替人类劳动的故事。作者根据小说中Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人”这个词。

那机器人的定义到底是什么呢?

在科技界,科学家会给每一个科技术语一个明确的定义,机器人问世已有几十年,但对机器人的定义仍然仁者见仁,智者见智,没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展,新的机型,新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样,人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想像和创造空间。

在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上,人们提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的:“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发,森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象;另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人:

1.具有脑、手、脚等三要素的个体;

2.具有非接触传感器(用眼、耳接受远方信息)和接触传感器;

3.具有平衡觉和固有觉的传感器。该定义强调了机器人应当仿人的含义,即它靠手进行作业,靠脚实现移动,由脑来完成统一指挥的作用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官,使机器人能够识别外界环境,而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。

1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为:“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统,并以此系统的使用方法作为研究对象”

1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。”

目前关于对机器人行为的描述中,以科幻小说家以撒·艾西莫夫在小说《我,机器人》中所订立的“机器人三定律”最为著名。 艾西莫夫为机器人提出的三条“定律”(law),程序上规定所有机器人必须遵守:

1. 机器人不得伤害人类,且确保人类不受伤害;

2. 在不违背第一法则的前提下,机器人必须服从人类的命令;

3. 在不违背第一及第二法则的前提下,机器人必须保护自己。

“机器人三定律”的目的是为了保护人类不受伤害,但艾西莫夫在小说中也探讨了在不违反三定律的前提下伤害人类的可能性,甚至在小说中不断地挑战这三定律,在看起来完美的定律中找到许多漏洞。在现实中,“三定律”成为机械伦理学的基础,目前的机械制造业都遵循这三条定律。

二、机器人的发展历史

科技的发展带动着机器人技术的发展,可以说机器人的发展史也是世界科技发展史的体现。科学的前沿技术在机器人中都有应用。

机器人发展到目前为止共分为三个阶段。第一阶段的机器人只有“手”, 以固定程序工作, 不具有外界信息的反馈能力;第二阶段的机器人具有对外界信息的反馈能力, 即有了感觉, 如力觉、触觉、视觉等;第三阶段, 即所谓“智能机器人”阶段,这一阶段的机器人已经具有了自主性,有自行学习、推理、决策、 规划等能力。

第一代是可编程机器人(如下图),这类机器人一般可以根据操作员所编的程序,完成一些简单的重复性操作。这一带机器人从20世纪60年代后半期开始投入使用,目前他在工业界得到了广泛应用。

第一代机器人

第二代是感知机器人(如下图),即自适应机器人,它是在第一代机器人的基础上发展起来的,具有不同程度的“感知”能力。这类机器人在工业界已有应用。

第二代机器人

第三代机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定的环境下作业,故称之为智能机器人(如下图)。目前,这类机器人处于试验阶段,将向实用化方向发展。

第三代机器人

现在,让我们来具体看看机器人的发展历史。

工业机器人的最早研究可追溯到第二次大战后不久。在40年代后期,橡树岭和阿尔贡国家实验室就已开始实施计划,研制遥控式机械手,用于搬运放射性材料。这些系统是“主从”型的,用语准确地“模仿”操作员手和臂的动作。主机械手由使用者进行导引做一连串动作,而从机械手尽可能准确地模仿主机械手的动作,后来用机械耦合主

从机械手的动作加入力的反馈,使操作员能够感觉到从机械手及其环境之间产生的力。50年代中期,机械手中的机械耦合被液压装置所取代,如通用电气公司的“巧手人”机器人和通用制造厂的“怪物”I型机器人。1954年G.C.Devol提出了“通用重复操作机器人”的方案,并在1961年获得了专利。

1958年,被誉为“工业机器人之父”的Joseph F.Engel Berger创建了世界上第一个机器人公司——Unimation(Univeral Automation)公司,并参与设计了第一台

Unimate机器人。这是一台用于压铸的五轴液压驱动机器人,手臂的控制由一台计算机完成。它采用了分离式固体数控元件,并装有存储信息的磁鼓,能够记忆完成180个工作步骤。与此同时,另一家美国公司——AMF公司也开始研制工业机器人,即Versatran(Versatile Transfer)机器人。它主要用于机器之间的物料运输、采用液压驱动。该机器人的手臂可以绕底座回转,沿垂直方向升降,也可以沿半径方向伸缩。一般认为Unimate和Versatran机器人是世界上最早的工业机器人。

可以说,60年代和70年代是机器人发展最快、最好的时期,这期间的各项研究发明有效地推动了机器人技术的发展和推广。主要成就如下表。

1979年Unimation公司推出了PUMA系列工业机器人,他是全电动驱动、关节式结构、多CPU二级微机控制、采用VAL专用语言,可配置视觉、触觉的力觉感受器的,技术较为先进的机器人。同年日本山梨大学的牧野洋研制成具有平面关节的SCARA型机器人。整个70年代,出现了更多的机器人商品,并在工业生产中逐步推广应用。随着计算机科学技术、控制技术和人工智能的发展,机器人的研究开发,无论就水平和规模而言都得到迅速发展。据国外统计,到1980年全世界约有2万余台机器人在工业中应用。

在过去30~40年间,机器人学和机器人技术获得引人注目的发展,具体体现在:

1.机器人产业在全世界迅速发展;

2.机器人的应用范围遍及工业、科技和国防的各个领域;

3.形成了新的学科——机器人学;

4.机器人向智能化方向发展;

5.服务机器人成为机器人的新秀而迅猛发展。

我国在机器人研究方面相对西方国家和日本来说起步较晚。但我们所取得的成就仍是不容轻视的。

我国是从20世纪80年代开始涉足机器人领域的研究和应用的。1986年,我国开展了“七五”机器人攻关计划,1987年,我国的“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列入其中。目前我国从事机器人研究和应用开发的主要是高校及有关科研院所等。最初我国在机器人技术方面研究的主要目的是跟踪国际先进的机器人技术。随后,我国在机器人技术及应用方面取得了很大的成就,主要研究成果有:哈尔滨工业大学研制的两足步行机器人,北京自动化研究所1993年研制的喷涂机器人,1995年完成的高压水切割机器人,沈阳自动化研究所研制完成的有缆深潜300m机器人、无缆深潜机器人、遥控移动作业机器人。

我国在仿人形机器人方面,也取得很大的进展。例如,中国国防科学技术大学经过10年的努力,于2000年成功地研制出我国第一个仿人形机器人——“先行者”,其身高140厘米,重20公斤。它有与人类似的躯体、头部、眼睛、双臂和双足,可以步行,也有一定的语言功能。它每秒走一步到两步,但步行质量较高:既可在平地上稳步向前,还可自如地转弯、上坡;既可以在已知的环境中步行,还可以在小偏差、不确定的环境中行走。

可以说机器人技术的发展速度还是比较快的。原来只能在科幻小说和电影中看到的机器人现在可以说已经离我们越来越近了。那么在未来,机器人的发展趋势到底会是怎样的呢?

三、机器人未来的发展趋势

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。

对于未来意识化智能机器人很可能的几大发展趋势,在这里概括性地分析如下:

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。

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。

3. 外形越来越酷似人类

科学家们研制越来越高级的智能机器人,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. 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。

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。

机器人的产生是社会科学技术发展的必然阶段,是社会经济发展到一定程度的产物,在经历了从初级到现在的成长过程后,随着科学技术的进一步发展及各种技术进一步的相互融合,我们相信机器人技术的前景将更加光明。

范文七:激振器机械未来发展趋势! 投稿:万窟窠

激振器机械未来发展趋势! 河南振威重工有限提供优质激振器!现在分享激振器发展趋势! 激振器的技术水平与装备能力,是衡量一个企业实力的重要标志。改革开放 30 年来,激振 器行业有了突飞猛进的发展,从而带动了一个企业的发展。河南振威重工力求发展,用于创 新,使得激振器开发由仿制型向自主创新型转变,成功研制出新型的国家专利产品。 我国激振器的整体水平与国际先进水平相比尚有差距。 在迈向激振器制造强国的征途中, 机 遇和挑战并存。产品设计是激振器的灵魂,产品的结构、功能、质量、成本、交货时间及可 制造性、可维修性、报废后处理以及人、机和环境关系等,原则上都是在产品设计阶段决定 的。产品的创新设计能力已成为决定企业在全球化竞争中地位的首要因素。 激振器是技术含量和集成化很高的装备, 新设备的开发中不断将人类在各领域成果融合进来, 随着材料科学、制造工艺、信息技术、计算机技术的进步,每一轮产品都有新的技术注入, 零部件的更新周期越来越短、新设备换代越来越快,尤其是大型矿山机械的开发,无成熟的 经验可借鉴,而又不允许设计中出现任何失误,因此必须借助多学科技术的融合,提高设计 效率和设计质量,提升企业自主创新能力和市场竞争力。 随着社会进步和国民经济的发展, 人类对资源和能源的需求量越来越大, 而我国是一个资源 相对贫乏的国家。随着资源的开发,开采深度逐渐增加,由陆地向海洋延伸,资源开采条件 日益恶化,安全开采的形势日趋严重;我国的煤炭开采深度已达到 1000m,金属矿的浓度达 到 1380m,矿床开采深度增加,地下水、瓦斯、高地应力、地质构造使资源开采难度大大增 加, 从而使激振器的需求量也越来越多。 自动化无人工作面开采是井下或危险环境采矿的发 展方向,也是保障工作面安全开采的有效途径,所以,研制开发新型激振器也是各个企业的 重中之重。21 世纪的中国已经成为机械制造大国而让世人瞩目,然而我们并不是机械制造 强国,我国制造的有自主知识产权的激振器高端产品至今并不多。通过自主创新,发展数字 化、智能化,实现重大装备,高端成套,为我国的经济建设和社会发展做出更大贡献,我河 南振威重工有限将响应该趋势进行全方面发展,争当先锋!

gja0jbk1m

香港马会开奖结果 www.kv988.com


范文八:农业机器人的现状与未来发展趋势 投稿:朱札朮

第 42 第卷7 期  

oV I 4.  2N o  7

 时

农  

机2

0  1 5 年月7

 ulJ v. 2 1 0   5

  ITM s E  A G l Ru LC uTRA L M A C H | E NRY 

机器业 人现的与状未来展发势趋 

萍杨萍, 黄晓 诗, 晓边蓉

 ( 成 理都 工大 学旅游 与 城乡规 学划院 ,川 成都 6四1 0 0 5 9) 

摘要 农:机 业器人普的及使用是农业械机化 发 展最的阶段高。 自2 0世 8 0年纪代开始 , 达 发国家已 始开发研  试及农业机用器 人我。国在 耘机耕人 、 除器机草器、人 施机肥器人 、 药机喷 器 人、苗类移 栽器人 、机 采机摘人器的等研 发 面取得方 了定一成 。果但农机业器 人由开发难于度大、 使用本成 、 高作环境业殊等原 因,特 不还能象工 业机器人 样 那

得到广 推 泛 。广  

关键词 : 农业机 人 ;器智 能化 农 机 :发展 前 景

中图 分类号 T: 2 4 2 P 

文献标

识 码 :A

 

章文号编 2 :09 5 — 98 X0(2 0 1 ) 05 7— 000 8 —0 2  

An An al y s is  o n P er s n e   tS it a t iuo n  an d  Fu t ru e  eDv elo p m n te  Tr ned  o f   Ag irc ul t ur al  Rob o t  s

Y NGA Pi n g - i pn ,g H UAG N i aoX s h- i B,IAN  i Xoa r -n og 

(I n s i tt u et   of   T uor si m  a nd t  he  U rb   a nn a   Rdu r al   Pl nn ian g, C h e g ndu   U n iv er s tiy   o f  

Tec h n l oo yg ,Ch e n g ud ,Si c h u n  a61 0 50 9 , hCi n a)  

Ab tsr a c t : hTe  p op u la i r az t ion   a n d   a pp l i c a t ion o  fa g ri uhu rca l   r o b to s i   s  th e  g r ae e st t d ve le o pe n mt   ofa g r i c ul t r a ul  em cahn zia tio ,  n

is n ce  1 98 0 , t hse   d ev e l o p ed  co u t n ire s   h a d   e gb n  ut o r  e esa c rh, ed v e olp   an

d   tr y a  r i gcu lt ur   l a rob o tS ̄ ome   c ha i e v me n tes   ha s   b e e n   amd e

 

i n t  h e   r e e as c rh  a n d   d e v elo p men   otf   p ol ug hi n g r ob o ts ,w ee di n g  r o b o t ,s ef tr i i lz ta oin   or bo s t, fo g g i ng  ro b t o s t, r an sp l an t in g  r o b t s , o  p luc ki n  g o rb o t s  n da  ot h e w ri es. s i n c   te h re e i   s g re a t   di f f ciu l t y  in  t h   d eev e l op men  to afg r c iuh u r la  ro bo ts   n d  a t is  hig h   ap l i pca i t no  c o ts  a n d  

s pe c i al p oe r ta o ne niv r i n oemn t a n do t he wi s e r , it si s   til l ca n 0n tb e w di e ly p a p lie das ot h e i n dru s t i r l a ro b t os  ̄  e Ky w or ds :a g ri c u tlu lr  ar o o b t;a g r i c u l utr l  as cie n ce  a d  nt ec hn o log y P; ro s p c te s  f o   r d vee lo p me nt 

国  外农内 机 业器人研 究现状 

达家国 比差相距明 ,显农 业 机 人 的器 用 和发 应展还面 临观 念 和技 术两 面 方的挑 战 。但随 着 中 科国 和技经 济快 的速 

  ( 1)发达 家国 农机 器业人 研的 发概况 。达 国发对家农  发,尤展是 其家国断不大加农机械业化发展扶力度 持,也 为 业农  业器人 的机制起研早 、 步投大资、 发快展 ,些这 国农业家规 国农 机 化 事业 进 入了 所前 未 有 良好的发 展 期 ,时农 业

机器 技 人 的术进 先和  模化 、 多样化性、 精 化确和施农业的设速快发展, 效地有促进  机器 人提供 了 良 发展 好机遇

,了农

业机人与其器智能化他业机农 的械发。自展 20 世 纪 先  导性 决定 了 其必 成 将为 未 来中 国农业 技术 装备研 发的  在耕耘前器机、 人除草器机人、 施肥

机  08 代年开始 , 发达 国家 根 据 国本实际 纷,纷 始开 农 机业器  重 要内之一。容 目 喷药 器人机、 蔬菜 嫁 接机 器人 、 收 机器 人 割、采摘 机 人的 研 发 ,相并研制继出嫁了机器接人、 插扦器机人、 移 栽 器 、人机

器 人和 采 摘器 人 机等 多农 种业生 产 机人 器如澳。 大利   机拣 器人, 本 和韩 日的国 秧 机插器 人 丹 麦, 的农 除 草田机 

人等 方 面均 研发有 此外。 , 北东林 大业研学 制出林 木 

人、 东球林北业 大研 制 学林木的 果球 采集机 人 器和根伐 理 清

亚的 羊剪毛机器 人 ,荷的挤奶机兰器人, 法 的耕地和国分  果 摘采 机器人 、中 农国 业 大 学研 制的果 蔬 秧 苗 嫁机 器接 

器 , 人西 班 的采摘柑 橘机 器牙 人 , 英 的采国蘑 菇机 人器等 。  机 器人 吉、林工 大业 与学林吉农 业研 究联 合所研 制的草 除

 总体 看 来,在 农机器业的研人方发面, 本居世日界先地 领机 器等人已取一得定成果。 位 , 现 研制出番已 、茄黄 瓜 、葡萄、 柑 等橘水果蔬和收获 菜2 农 机 业器 的人点  的多特 可种用 于农 业生 产 的 机器 。人是 但于由农业 产生环 (  )1 作业对 象 的娇 嫩 和性不确定 性 。 作农物基 本上 都  境 、 作 对业象及 使 用 者 等与工 业 产 领生 域 然 截 不 , 同达 发 在业过程作 中, 必须轻柔地对待 和国家 研已发成功的 农机业人器 目前 尚未实商品化现产  生具有软易伤的特柔性 ,处 理且农。作 物 类 种繁多 , 形状 复 , 杂生 发育长程 度 不一  ,和 大面积 普及  。(

) 2 内农 业 国机 人 器的 研究概 况。 2 O世纪 9 0 年 代中  期, 国我开始 农了业 机 器人 技 术研 发的, 由 起于 晚 ,与 发

 收稿 日 :期2 0 15 — 0 6 — 0 1  作者简 介 :杨 萍( 1 萍9 9 一 ) 1,女, 硕 研 士生 , 究主研 究要方 向: 休 农闲 

业。  

相 间差互异很 大 。

(  2 作业 )境环 的非结 性构。 作物 的农生 长着 时间随和 空 间 的化变而变 化,农业 机 器 人作的业环境 变 是化的 、  未 知 和的 放 的 。开作物 的生 环长 境除受 地条形 件制约 外的,   还 直 接受季 节 、天气等 自然 件 的条 影 响这。要就求 农机业 

 

萍萍 , 黄 杨诗晓, 边 晓 : 农 蓉机业 人器的现状与未发来趋势 

器展 人 不仅 要具 有 生与物 体柔 相性 应 的处 理对功能 , 还要  

能够顺 应 化无 变 的 自常然 环境, 有具相 当高 智能的。

 言 ,农 生产业 的特征 之 一是 节季性

, 造 了成 业农 机器人   使的用效 率低 ,间接 地增加 了 农机 器业人 的 成本 其 。性 价 

步研比 究 用 应的颈 瓶题问 。  3 () 器机 对人环 和境 作业 象 的感知 能对力 很还差 。目  

(3 ) 作 动业作的复杂 性 。业农机器人般一是业 作 、移动  不满能 足场市的需 要, 成 为制 约业 农机器人 商 业化进 和 一同

时进行 ,且 其 行 走路 不线是连 接起 和 点 终点的 最 短距 离,  是 而具有狭 窄 范的 围, 较长 距的离 遍 及 及整 个田间 表 面 特 点等 。 ( 4 )操 作 对 象价格 的和 殊特 性 农。 机 业器人 操的 作者

 

前农 业机 器 对 人环 境识 别 的 技 术 方法和方 式 较比 一单 。  目 前广 泛研 究 是 基的于 计 算机 图 处 像理的 器 机 觉 视 技

而采多用种法并用方 、配多备种感器多传信息合融 的 农 民 ,不并具较高备的机 电械子识水知 平 ,此因农业器机  术, 人必还须具备非常的可靠高和性作操单的简特点。另 外农 业 境环感 知 的相 对 较少 。这 接直 致 了导在 自农然业 环

 农业 机器 是 以 个人体农 民经 营 为 主, 果如不 具 备价 格   优境 中工作的器人机集采息的时信间长, 断判的度差精 , 误判 漏判 率 高 , 而 对且作 物损伤的率 高也。因 此目前 外 国开 势 , 很就 难 到 得及应 普用 。

3 农  机业 人技 术器 展发存 在 主 要 的问题 

(1 ) 业农 机 人器的 智 问能 题。业农 生产 的 点 要求 农 特

发的 器机 人然仍 没有 到达普及 实和 用的阶 段  。

4结 语

农 机 业人器技 术 发的 展水 标 平着 志农 业的 发展水 平 ,

 

机器业人具有 相当智的能和性生柔产力 以适应复能 杂  

的非

构环境结。 例如识辨避和障力等能。 专家纷纷把研重究 也代 着表 一 国 个家或 地 区的科学 技 术和农 业 经 的济发展 心从机 部械分 转机器向视 觉、人 智工能方 ,面力 解图农 决 平水 应, 当 引重起视。中 国 与 发 达家 国的业化工差距 正在

 日 益小缩 而,业农现代的化差还距大 , 很快农业现加化 代 尤其是 加快 农 机 械化 发业展 已成为 国 当中和 前 后  今等面已有方成的熟决解案 , 但方总的来 , 讲能智统系的发  展 ,

发机业器的智能人题 问技术。在 自动上航导、 视觉辨定识位 

还 不 够展完 善, 农 机业器 人 智的 能 程度 不还 能满足农 业 

相当时期长内的重要 战略任 务,中和各级央政正在不  生府产需的 ,要很多 务任无 法农业机器人单独完成 由农业  断。 大加促 进 农业 机 化械发展 的

扶 力持度 。农 机 器业人 的 机器  没人有实 实 际意 现上 义的智 能 化 自主、 化 缺,学 乏习、  研 发,早 已成为 发达 国家科研 的 重要 组部成分 。随 着中 国  应 、 变推理、 决 策与外界信和息流的能交 , 仍力然按照人 的 农业 劳动 力 结 构短性 问缺 日题 严趋重 和国 不家断加 大对

指  和令程 序行 。 动 农 业 机械 化 展发 的持扶 力 ,度农业机 器 人技 术必将成  为

( 2 )农业机人的器成本高问过 题。 目研制前来出的农  中未来国农业技装术研备发的重要内。盘容 业机器人大都 只针 对业生产某一农环节的一项作某业 而

上接第3 页) 程过 ,中 高需度视进重土行壤 改良、土地 平 种植过 中还需不程断提高机对具农的艺应适性 。 整、 改造坡 耕 地 、机道耕修等建基设本建施 , 设为械化机收 ( 2 ) 进促地适度规模土经营 。目前, 地土度适模规营经 获

应的用 造更 创 的条件 。 好  ( ) 因2地 宜扬制长避 短 。花 生种 植的对土壤 、 水分 、 光 照 等均 有  相 的要应 求。 种植 在生 花过程 中,除 了对 需其生  产要 、求市场 需 求进行 充分 虑考外, 需对还机 化 生 械产 实 已 经 成 农 业 生产 实为 现机械 化 一 个的基 要求 。花本生种  植 田 面 块小积 、分 布散成 为 阻碍 械 化机 程进 一 的个 重要 原  因。此 ,因应 根 据 实际情 况 , 极 发积 形展 多样 的式 适 度规模 经 营 ,让 耕地 向 种田 能手 流转 此。 , 政外 部 府门 应 加

条进行充分考件虑。 因制地宜, 长扬避短 选择既,能  满足花生长生求 ,又要合适实施机械生产实化施区域进 的行大 模规植种 。过对通花产业布局进生合行调理整, 促进  资源势得优到加充更地发挥 分,进而 进花促生生产模 规、  械化程度机不扩大 断, 提其产业升经营化水平。  

多技术支持 促进花生,生产产业发展 , 化积建设花极生产

业  化基地 、花 生 生产 机械化 范 示基 , 以点地带 ,面推 动 生花  生产 机 械化 程 。进时同 需 积极 开 还办花 生 生 机产 械化 技   术训培 班, 大 加花生 获收 械机 的推广 化度力 。

4 加 强 政扶 持策 

花生 联 合收 机获 结构 复 杂 , 设计 制造难 度大 , 生 成产

3 创 建 配 套条  件

1) 规范 花 栽生培 制 度 花。生是 要 的重经 济物 作, 在花  本 也较 ,以致高 种 这机 械市的 价格 场相对昂贵 。因 ,此   生各的生 产程 过中, 了除 高将产 、高 油 作为生产 目标 外, 还   需级府 须政根据农 村 实际经济

条 件,在 民购农 买机械 设 备、   站在 机 械 化收获 度 角进 行 考 虑,培 果 育 强度柄 大、 株 型  使直用 机 械 设上 备给予更 的多政 策和资 金 扶 持如 ,提 高购

 

等适立使用机械化合获的品种 。收展花生种植开艺农  技补机额贴度 、 行实机作农补贴 、业给 予贷支持款贷及贴款  术 花与生 收 机 械获 化 技 术配 研 究套 在 花生,种 植过 中程  息补贴 等 。 通 补贴过 政 策的 导作向 用 , 进促花 生 生产机 械

  强加 培制 度建设栽, 进促栽培 制 度 断不向规 范化 展 发。 

化将发 展 固。 

花生栽

逐培向渐宽窄 、行垄 作培栽向发展 ; 方同在时花生 

9 

范文九:国内工业机器人国产化是未来发展趋势 投稿:廖鄥鄦

目前,中国机器人市场正在呈现出爆发式增长趋势,民族机器人企业正如雨后春笋般出现。据相关数据显示,中国是世界上机器人需求增长率最高的国家之一,但是目前中国从事机器人企业生产的企业中,规模大、品牌响的企业还不多。不少本土机器人厂商的零配件依赖国外进口,这些零配件的成本占总成本的一半以上,限制了本土机器人厂商的竞争力。

机器人市场的快速增长

全球制造业自动化转型需求,极大的带动自动化装备市场的发展,在第三次工业革命推动下,全球或将引爆机器人市场需求。OFweek行业研究中心发布的《2013-2017年全球与中国机器人市场研究及预测分析报告》(下简称《报告》)显示,2012年全球机器人销量创出历史第二高,超过15.9万台;截至2012年末,全球机器人累计安装量达118.7万台,同比增长5.9%。《报告》进一步预计,2017年全球机器人销量将达到22万以上,年均增长率达6%。

从全球机器人存量分布来看,2012年日本机器人存量全球占比进一步下降,由2011年的25%下降至2012年的22%。OFweek行业研究中心分析师认为,尽管2012年日本机器人购买量继续小幅上升,但早期投放市场的部分机器人使用寿命到期后逐渐退役,导致近年来日本机器人存量连续下滑。而受益于工业自动化进程的加速,2012年美国机器人的购买量创出历史新高,达到2.2万多台,机器人存量全球占比保持不变。

作为机器人增长最快的市场,2012年中国已成为仅次于日本的全球第二大机器人市场。在存量方面,《报告》显示,2002-2012年中国机器人年累计安装量几乎都以超过30%的速度增长,从2002年的2152台发展到2012年的96387台,即便是受金融危机影响的2009年,中国机器人累计安装量增长率也达到17.38%。截至2012年,中国占全世界正在服役机器人总量达8.12%。

我国十二五期间将重点发展公共安全机器人、医疗康复机器人、仿生机器人平台和模块化核心部件等四大方向。在政策扶持下,以机器人为核心的智能装备制造业将迎来前所未有的市场机遇。机器人市场的巨大需求也引得国际自动化巨头为此垂涎,对于国内企业来说,这将会是一个机遇和挑战同存的时代。

截至目前,机器人行业四大巨头瑞士ABB、日本发那科及安川电机、德国库卡都在中国设立了分公司及合资公司,四大企业已占国内市场比重高达70%左右。虽然我国大学生能够获得全球智能机器人比赛冠军的殊荣,但在制造领域,依然是瑞士、日本、德国等海外企业的天下。

我国企业的诸多劣势:

第一,低端技术水平有待改善。机器人制造包括整机制造、控制系统、伺服电机及驱动器以及减速器等方面,控制系统及减速器的核心技术仍由国外企业掌握,国内企业只能发挥“组装”优势,将已接近成品的各部分模块组合到一起。并且许多零部件的缺失使得国内企业在拓展产业链条方面颇受挚肘,而高昂的进口费用也极易威胁企业的生存状况。

第二,产业链条亟待充实与规范。与其他高端装备制造领域的情况不同,机器人制造主

要集中在民营范围,产能规模自然不能比拟航空航天等产业,研发成果也无法在有利平台得到展现。可想而知,国资不足是国产制造的最大劣势,而缺乏国企的规模管理导致产业链条过于松散,从而无法集群式发展。而主流的机器人领域,配套产业及设备的集群效应才是机器人制造的关键。只有具备完善的产业链条,盈利空间才能得到提升。

我国已经在机器人领域失掉“数城”,今后对领先水平的追赶必是漫长的过程。资金投入、联盟高校、培养人才,缺一不可。重点是,相关部门对该产业的引导应从产业特点进行考虑,尽早形成企业集群,或以产业园的方式将优秀企业聚拢起来,为进军高端技术奠定基础。

我国机器人需求于近年以30%的速度增加,与市场成熟的国家相比,潜力巨大。预计到2015年,我国在役机器人数量将达3万台。

市场前景广阔,现实的困境并不乐观,中国的机器人生产企业并未在市场中占得先机。数据显示,目前我国机器人的拥有量不到全球总量的1%,其中国产的机器人约占30%,其余皆是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进。

中国真正有规模、实现大批量生产的机器人企业几乎没有,主要是生产机器人的关键性零部件如高精度减速器、伺服电机等受制于人。而采用国外关键零部件生产的国产机器人,价格上并没有多少优势,所以客户大多选择国外的机器人。

同时,对于机器人产业,国家并没有出台专门的扶持政策,而更多的是将其等同于高科技产业。这是一大遗憾。

深圳市欧铠机器人有限公司

范文十:机器人未来发展趋势之十大关键技术盘点 投稿:陈琈琉

机器人未来发展趋势之十大关键技术盘点

当前各个国家对机器人技术都是非常的重视,人们生活对智能化要求的提高也促进了机器人的发展,在这样的背景下,机器人技术的发展可以说是一日千里,未来机器人将在以下技术的基础上飞速发展。

人机交互技术

东芝在本周举办的 Cutting-EdgeIT& Electronics Comprehensive Exhibition (CEATEC)展会上发布了一款全新人形交互机器人,而其最大特色就是可以通过手语与人交流。

据悉,多亏了关节中内置的43个电动机,这个名叫 AikoChihira 的女性角色机器人的肢体运动相当自然流畅,这也让手语表达成为了可能。不过,机器人动作模拟技术目前还存在诸多限制,东芝计划在2020年以前推出更为全面智能的手语交互机器人,而实现这个目标就必须将语言表达、语音识别、动作控制等多个系统完美结合在一起。值得一提的是,AikoChihira 计划的最终目标是为老人以及老年痴呆症患者提供服务,在陪伴他们的同时还能帮助医护人员或者其亲人进行实时监护。

除了东芝以外,很多科研机构也参与了AikoChihira 计划。东芝已经和大阪大学展开了深入合作,而后者则一直致力于人形机器人的设计和开发工作,所以AikoChihira 才会看起来如此真实。另外,芝浦科技学院和湘南工科大学在运动传感器技术和机器人驱动技术方面也给予该项目很大帮助,而东芝则创建了AikoChihira 的运动控制与协调算法。 有感情的机器人:读懂表情

许多机器人的存在只是为了完成某些工作或特定的任务,有“情感”的机器人相信大家都只在电影中才会见到。来自东南大学机器人传感控制实验室的吴涓教授透露说,该实验室的研究团队已完成了情感交互机器人的初步设计。

一般来说,当人和机器人接触的时候,由于机器缺乏可辨认的性格,因此和人没有情感的互动。吴涓表示,其实只要把人的表情、动作的特定的信号提取出来,再交给机器人,那么它就会识别人的表情,辨别别人对它的动作到底是粗暴还是友好,从而做出相应的反应,可以与人的情感形成互动。

经初步设计,这个机器人通过提取人的嘴部、眼睛的几十个甚至数百个关键点的数据信号,从而能够非常准确地读懂人的高兴、愤怒、忧伤等种种表情,并将它们模拟出来。通过感觉、触觉的设计,该机器人也能够分辨对它进行的是抚摸还是按压、打击等动作,如果对它抚摸,它会开心地笑,如果对它打压,它则会表现出很忧伤,是个有感情的机器人。

吴涓分析说,由于目前对于人的情感的科学基础研究还不够,因此目前研究出来的情感交互机器人其实和真人的情感交互还有很大的距离,它只是能够识别一些简单的表情,对于动作的识别也局 限于一些固定的动作,但是未来随着人机交互技术的进一步发展,我们和机器人的“情感”交流将会越来越顺畅。

软体机器人控制技术

机器人在大部分人眼里一直都是像擎天柱一样的钢筋铁骨,不过事实并不总是这个样子的。最近,来自美国普渡大学的研究人员就发明了一种由轻质惰性泡沫材料制成的软体机器人,为了让它像机器手臂一样可以自由弯曲,研究人员还在在泡沫材料的表面覆盖了一层特殊的“衣服”,而这层聚合物纤维在受热的情况下可以自由改变形状和坚硬度,作用就如同附着在骨骼上的肌肉一般。

该项目的负责人称,这种能够变形收缩的机械纤维将被广泛用于机器人领域,而他们也有计划以此为基础研制新型飞行机器人。另外,由于成本低重量轻,机械纤维机器人十分适合用于太空探索,要知道每多将一克物质送上太空,整个发射成本都会显著增加,而美国航空航天局也已经开始着手研究这类软体机器人。不仅如此,对于医疗领域来说机械纤维也是一种极好的材料,比如可以制成骨折病人的外固定支架,在提高固定效果的基础上又减轻了患者的负担。

液态金属控制技术

据英国《每日邮报》9月23日报道,美国北卡罗来纳州一个科研团队日前研发出一种可进行自我修复的变形液态金属,距离打造“终结者”变形机器人的目标更进一步。

科学家们使用镓和铟合金合成液态金属,形成一种固溶合金,在室温下就可以成为液态,表面张力为每米500毫牛顿。这意味着,在不受外力情况下,当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。当通过少量电流刺激后,球体表面张力会降低,金属会在桌面上伸展。这一过程是可逆的:如果电荷从负转正,液态金属就会重新成为球状。更改电压大小还可以调整金属表面张力和金属块粘度,从而令其变为不同结构。

北卡罗来纳州立大学副教授迈克尔·迪基(MichaelDickey )说:“只需要不到一伏特的电压就可改变金属表面张力,这种改变是相当了不起的。我们可以利用这种技术控制液态金属的活动,从而改变天线形状、连接或断开电路等。”

此外,这项研究还可以用于帮助修复人类切断的神经,以避免长期残疾。研究人员宣称,该突破有助于建造更好的电路、自我修复式结构,甚至有一天可用来制造《终结者》中的T-1000机器人。

机器人生物行走技术

新一代微型生物机器人能收缩肌肉。美国伊利诺斯大学厄本那香槟分校工程师展示了一类行走“生物机器人”(bio-bots ),由肌肉细胞推动、电脉冲控制,研究人员能对其发号施令。相关论文在线发表于最近的美国《国家科学院学报》上。

“不管你想制造任何种类的生物机器人,由细胞驱动的生物刺激都是一项基本要求。”负责这项研究的伊利诺斯大学厄本那香槟分校生物工程主管拉什德·巴什尔说,“我们正在把工程原理与生物学整合在一起,设计开发生物机器人和用于环境、医疗方面的系统。生物学非常强大,如果我们能学习利用其优势,将带来许多好东西。”

巴什尔小组用3D打印技术造出一种柔韧的水凝胶和活细胞组成的生物机器人。以前,他们也曾用跳动的小鼠心脏细胞造出一种能自己“行走”的生物机器人,但心脏细胞不停地收缩,让他们无法控制机器人的运动。因此要用心脏细胞来设计生物机器人是很困难的,它不能随意开关、加快或减慢速度。

新设计的生物机器人受自然的肌腱骨骼启发。据物理学家组织网近日报道,他们用3D打印水凝胶制成主骨,既能支持生物结构,又能像关节一样弯曲。再把一条肌肉锚在主骨上,就像肌腱把肌肉附着在骨骼上。生物机器人的速度由电脉冲频率来控制,频率越高,肌肉收缩越快,生物机器人也就走得越快。

“骨骼肌细胞很有吸引力,你可以用外部信号来调整它的步调。”巴什尔说,“比如设计一种设备,让它能在感觉到某种化学物质或接到某个信号时开始工作,可以使用骨骼肌。我们把它作为设计工具之一,工程师在设计时,还有不同的方案。”

“这完全是自然的,我们的研究基于仿生设计原则,如肌肉骨骼系统的自组织。”论文第一作者、研究生卡洛琳·茨威特科维奇说,“本成果代表了生物机器开发与控制方面的重要一步,能够刺激、训练或培养它们来工作。这种系统最终可能发展成一代生物器,用于药物递送、手术机器人、

下一步,研究人员将加强对生物器运动的控制,像集成神经元那样,用光或化学物质控制生物器向不同方向运动。“我们的目标是把这些设备用作

机器人透视技术

据国外媒体报道,目前,美国加州大学最新研制一款具有“透视眼”能力的机器人,在两个机器人之间释放无线信号,通过测量信号强度的变化,将观察发现墙壁内部的物体。该技术可用于寻找困陷在建筑物中的伤员,或者监控家中的老年人。

该系统是由美国加州大学科学家YasaminMostofi 博士最新研制的,这两个机器人装配着轮子,一个释放无线信号,另一个探测接收信号强度。

当机器人环绕正方形混凝土建筑物时,彼此离开视线范围之内,它们能够计算出建筑物内部的事物,甚至可以识别出人类。其工作原理是当途经墙壁和其它物体时,测量信号强度的衰减程度。

通过测量无线信号的衰减情况,机器人可以绘制一张视觉地图,呈现观测大约100秒的透视景象。研究人员指出,这项研究结果非常令人满意,误差不超过5厘米。

研究小组表示,我们的目标仅是使用无线信号透视厚墙壁观察完全未知区域。这项技术可由任何无线激活装置实现,目前我们赋予机器人“透视眼”功能。

虽然一些现代无人操控机器人使用激光扫描器观察前方的物体,但却不能透视邻近的物体或者墙壁。研究人员指出,这项最新技术将是机器人运动设计的革命性创新,赋予无人操控机器人一些新的功能。

他们认为这项技术潜在广泛应用,其中包括:地震灾难之后的搜寻和营救工作。“透视眼机器人”无需挖掘便能检测探索考古遗址。

敏感触控技术

不要以为机器人的敏感度很差。美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology, MIT )视觉科学学科联合波士顿东北大学研究团队近日成功研制了一种触觉传感器GelSight ,比人类的手指更加灵活敏感。

此次麻省理工学院及东北大学联合研究团队开发的“机器人手指传感器”突破了此前机器人手部关节不灵敏等限制,甚至比人类手指更加灵活敏感,因此受到了各界瞩目。该传感器不是以机器来辨识触觉,而是以3D视觉实时定位物体的方位,以实现对物体的识别和传感。

据悉这种技术比人类的手部触觉灵敏约100倍。 GelSight 内置有红色、黄色、白色、蓝色等照明设备, GelSight 可根据指示的信号迅速做出反应,根据麻省理工学院方面公开的演示视频更可直观的感受到 GelSight 的强大功能。装置了 GelSight 传感器的机器人可轻松拔出装置在电脑上的USB,但未装置 GelSight 的机器人则无法完成该动作。

据悉, GelSight 最大的特征在于,最快的辨识物体的视觉信号,并马上将其转化为触觉信号。

机器人用可伸缩电线

日本综合型化学企业旭化成将于9月1日发售可以像橡皮筋那样伸缩的电线。《日本经济新闻》8月26日报道说,通过在具有弹性的聚氨酯纤维(中国称:氨纶) 中以螺旋状嵌入可通电的导线,使得电线可以伸缩,且不易出现松弛。与容易松弛的以往电线相比,自由自在的变形将成为可能。旭化成力争将这种电线应用于实现复杂动作的拟人机器人和穿戴型辅助机器人。

该电线由旭化成其旗下子公司、从事纺织业务的旭化成纺织公司开发。在拉伸时可以伸长至1.4倍,同时在反复弯曲直至断线的耐久性方面也是以往产品的10-100倍。

以树脂材料作为保护的一般电线在用于机器人时,在手腕做弯曲动作等的情形下,容易形成松弛或缠绕。而旭化成开发的这种伸缩性电线将可以依照其实施的拟人动作合理布线。 首先,面向弯曲部分使用电线的工业机器人,旭化成将开拓以往产品的替代性需求。该公司将以“ROBODEN” (意为机器人电线)的产品名,通过米思米集团总部的电子商务网站销售。在价格方面,1米以内长度为3万日元(约合人民币1772元)左右。旭化成计划向电子企业和精密机械企业等销售,力争3年内实现3亿日元左右的销售额。

机器人可自行组队技术

相信对于有密集恐惧症的人来说,看到1000只排得密密麻麻的小机器人在桌面上一起移动绝对不会感到好受。不过这仍无法阻碍哈佛大学的工程师们打造这样的系统。据悉,研究团队使用了1000只组装简易的小型机器人,每个造价20美元。 据介绍,每组装一个这样的机器人需要5分钟的时间,也就是,他们花费了83多个小时完成了这项艰巨的任务。 之后,他们为这些小小的机器人提供了多套算法,这样它们就能移动形成多种形状。 团队负责人、哈佛大学电子工程师Michael Rubestein 介绍道:“我们打造了一群机器人版的 蜂群 ,它专门以大部队的形式工作。不过(这套系统)也存有一个缺陷,那就是机器人的功能性并不强大,并且还有诸如噪音距离传感及移动困难等多个可变因素。”Rubenstein 表示,他们希望打造一套可以完成复杂全局任务的机器人“蜂群”。

目前,这套系统面临的最大问题并不是组装所需花费的时间,而是如何开发出一套可以精准控制这群小机器人的算法。

就目前来看,现在这套系统更多的像是机器人对自己的编程控制,而不是执行一个可让人类受益的任务。另外,Rubenstein 表示,他们未来将可能用更小的机器人打造一个更大的“蜂群”,进而了解控制体积更小机器人的方法。

造房子机器人:或成为未来主流

一个被称为Minibuilders的全新3D打印建筑机器人套件,可以像建筑工人那样3D打印出一间房屋,其快速、低价、安全让建筑机器人将有可能成为下一代强大的建筑必备工具。 其运作方式基本上和同类型的无人建筑机器人一样,逐层浇筑流体建筑材料。但是它最大的不同,就是可以打印的建筑体积更大,而且设计方法也与众不同。

这套系统的核心是一个庞大的主部件,有两个装有液化合成大理石的大型圆筒,大理石经独特的配方制成。气胎注射筒会通过长长的管子推动材料,那些管子将被安置在一个建筑工地上,与三个敏捷的专业附属机器人协同工作。有些研究人员会觉得自己就像是一个建筑师,把自己的建筑构想通过一个巨大的独立机器变成现 实,而Minibuilders的团队扮演角色就像是一个“包工头”,在建设过程中“招募”各相关领域里的建筑专业资源。

和构建传统建筑物一样,建筑流程需要从一个坚实的地基开始。“地基机器人”是一台装配了传感器的设备,可以沿着地上标记的线进行工作。建筑师可以在建筑台上面先勾勒出建筑的轮廓,然后地基机器人就开始进行连续螺旋式循环,浇筑好前20层建筑材料。基本上,我们可以把这个地基机器人看作是一个从底层开始堆积建筑材料的“建筑师”。

一旦地基铺好,建筑工人可以把一个“抓握机器人”紧夹在地基上面,它和地基紧密的黏合在一起,瞬间就能变成从世界上最先进的 “小铲刀”。

抓握机器人的喷嘴可以水平移动,使用更多材料在地基基础上来创造建筑,它还可以在建筑物上面增加动态纹理。在浇筑一层全新材料的时候,为了加速材料的干燥固化速度,抓握机器人还配置了一对加热器,这对加热器可以吹出热风,热固大理石混合。由于材料坚硬,支持在水平方向进行扩展,因而机器人可以打印屋顶或其他悬臂结构。

可以肯定的是,Minibuilders将在未来建筑机器人领域里扮演一个非常重要的角色。

字典词典剑侠情缘峨眉攻略剑侠情缘峨眉攻略【范文精选】剑侠情缘峨眉攻略【专家解析】小鱼的谜语小鱼的谜语【范文精选】小鱼的谜语【专家解析】防震减灾的资料防震减灾的资料【范文精选】防震减灾的资料【专家解析】