機器人的發(fā)展及其應(yīng)用(修改)

1、機器人的發(fā)展及其應(yīng)用系 院 _數(shù)理學(xué)院_ 課 程 _機器人概論_ 班 級 _金融1111_ 學(xué) 號 _ 姓 名 _丁天杰_機器人的發(fā)展及其應(yīng)用摘 要：本文介紹了機器人的定義、機器人產(chǎn)生的背景，具體闡述了機器人的應(yīng)用領(lǐng)域，通過多個方面的考慮，結(jié)合我國國內(nèi)的市場情況，預(yù)測了未來機器人的未來發(fā)展前景。摘 要：本文介紹了機器人的定義、機器人產(chǎn)生的背景，具體闡述了機器人的應(yīng)用領(lǐng)域，通過多個方面的考慮，結(jié)合我國國內(nèi)的市場情況，預(yù)測了未來機器人的未來發(fā)展前景。Abstract: This paper introduces the definition of robots, robot background,

2、 describes the application areas of robot, through a number of considerations, combined with Chinas domestic market, forecasts the future development prospects of future robot.關(guān)鍵詞：機器人 定義 產(chǎn)生背景 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展前景0、 引言 機器人技術(shù)的發(fā)展，它應(yīng)該說是一個科學(xué)技術(shù)發(fā)展共同的一個綜合性的結(jié)果，也同時，為社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了一個重大影響的一門科學(xué)技術(shù)。另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展的必

3、然結(jié)果，那么人類的發(fā)展隨著人們這種社會發(fā)展的情況，人們越來越不斷探討自然過程中，在改造自然過程中，認識自然過程中，實現(xiàn)人們對不可達世界的認識和改造，這也是人們在科技發(fā)展過程中的一個客觀需要。一、 機器人的定義上世紀60年代，可實用機械的機器人被稱為工業(yè)機器人；上世紀80年代到現(xiàn)在，正越來越向智能化方向發(fā)展；機器人學(xué)是一門不斷發(fā)展的科學(xué)，對機器人的定義也隨其發(fā)展而變化。國際上，關(guān)于機器人的定義主要有以下幾種：（1）美國機器人協(xié)會(RIA)的定義：機器人是“一種用于移動各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過可編程序動作來執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機械手(manipulator)”。（2

4、）日本工業(yè)機器人協(xié)會(JIRA)的定義：工業(yè)機器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器(end effector)的，能夠轉(zhuǎn)動并通過自動完成各種移動來代替人類勞動的通用機器”。（3） 美國國家標準局(NBS)的定義：機器人是“一種能夠進行編程并在自動控制下執(zhí)行某些操作和移動作業(yè)任務(wù)的機械裝置”。（4） 國際標準化組織(ISO)的定義：“機器人是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。（5）我國對機器人的定義。蔣新松院士曾建議把機器人定義為“一種擬人功能的機械電子裝置”(a mechan

5、tronic device to imitate some human functions)。結(jié)合各國關(guān)于機器人的定義，對機器人給出以下定義：機器人是一種計算機控制的可以編程的自動機械電子裝置，能感知環(huán)境，識別對象，理解指示命令，有記憶和學(xué)習功能，具有情感和邏輯判斷思維，能自身進化，能計劃其操作程序來完成任務(wù)。二、 機器人產(chǎn)生的背景 機器人技術(shù)的發(fā)展，它應(yīng)該說是一個科學(xué)技術(shù)發(fā)展共同的一個綜合性的結(jié)果，也同時，為社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了一個重大影響的一門科學(xué)技術(shù)，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中，各國加強了經(jīng)濟的投入，就加強了本國的經(jīng)濟的發(fā)展。另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展

6、的必然結(jié)果，那么人類的發(fā)展隨著人們這種社會發(fā)展的情況，人們越來越不斷探討自然過程中，在改造自然過程中，認識自然過程中，實現(xiàn)人們對不可達世界的認識和改造，這也是人們在科技發(fā)展過程中的一個客觀需要。1、 古代機器人西周時期，出現(xiàn)了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機器人。春秋后期，魯班曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”。漢代大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車，每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”，用其運送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭。19世紀中葉出現(xiàn)了科學(xué)幻想派和機械制作派 。1927年美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個

7、機器人“電報箱”。可以回答一些問題。 2、 現(xiàn)代機器人 1952年，第一臺數(shù)控機床的誕生，為機器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機器人的概念，并申請了專利。1962年美國AMF公司推出的“VERSATRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”是機器人產(chǎn)品最早的實用機型。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(tǒng) 。1970年在美國召開了第一屆國際工業(yè)機器人學(xué)術(shù)會議。1980年后，日本贏得了“機器人王國”的美稱 。三、 機器人的應(yīng)用 研制機器人的最初目的是為了幫助人們擺脫繁重勞動或簡單的重復(fù)勞動，以及替代人

8、到有輻射等危險環(huán)境中進行作業(yè)，因此機器人最早在汽車制造業(yè)和核工業(yè)領(lǐng)域得以應(yīng)用。隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域的焊接、噴漆、搬運、裝配、鑄造等場合，己經(jīng)開始大量使用機器人。另外在軍事、海洋探測、航天、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、林業(yè)甚到服務(wù)娛樂行業(yè)，也都開始使用機器人。從機器人的用途來分，可以分為兩大類：軍用機器人和民用機器人。軍用機器人主要用于軍事上代替或輔助軍隊進行作戰(zhàn)、偵察、探險等工作。根據(jù)不同的作戰(zhàn)空間可分為地面軍用機器人、空中軍用機器人(即無人飛行機)、水下軍用機器人和空間軍用機器人等。軍用機器人的控制方式一般有自主操控式、半自主操控式、遙控式等多種方式。軍用機器人可以分為以下幾個主要類別：（1）

9、地面軍用機器人地面機器人主要是指智能或遙控的輪式和履帶式車輛.地面軍用機器人又可分為自主車輛和半自主車輛。自主車輛依靠自身的智能自主導(dǎo)航,躲避障礙物,獨立完成各種戰(zhàn)斗任務(wù);半自主車輛可在人的監(jiān)視下自主行使,在遇到困難時操作人員可以進行遙控干預(yù)。（2）無人機被稱為空中機器人的無人機是軍用機器人中發(fā)展最快的家族，從1913年第一臺自動駕駛儀問世以來，無人機的基本類型已達到300多種，目前在世界市場上銷售的無人機有40多種。美國幾乎參加了世界上所有重要的戰(zhàn)爭。由于它的科學(xué)技術(shù)先進，國力較強，因而80多年來，世界無人機的發(fā)展基本上是以美國為主線向前推進的。美國是研究無人機最早的國家之一，今天無論從技術(shù)

10、水平還是無人機的種類和數(shù)量來看，美國均居世界首位。綜觀無人機發(fā)展的歷史，可以說現(xiàn)代戰(zhàn)爭是無人機發(fā)展的動力，高新技術(shù)的發(fā)展是它不斷進步的基礎(chǔ)。在民用機器人中，各種生產(chǎn)制造領(lǐng)域中的工業(yè)機器人在數(shù)量上占絕對多數(shù)，成為機器人家族中的主力軍；其它各種種類的機器人也開始在不同的領(lǐng)域得到研究開發(fā)和應(yīng)用?？傮w看來，若按用途分，民用機器人可以分為以下幾個主要類別：1、工業(yè)機器人制造工業(yè)部門應(yīng)用機器人的主要目的在于削減人員編制和提高產(chǎn)品質(zhì)量。機器人無論是否與其它機器一起運用，與傳統(tǒng)的機器相比，它具有兩個主要優(yōu)點：（1）生產(chǎn)過程的幾乎完全自動化。（2）生產(chǎn)設(shè)備的高度適應(yīng)能力?，F(xiàn)在工業(yè)機器人主要用于汽車工業(yè)、機電工業(yè)

11、（包括電訊工業(yè)）、通用機械工業(yè)、建筑業(yè)、金屬加工、鑄造以及其它重型工業(yè)和輕工業(yè)部門。 服務(wù)機器人 根據(jù)這個定義，操作型工業(yè)機器人也可以看作是服務(wù)機器人，如果它們裝備在非制造業(yè)的話。服務(wù)機器人往往是可以移動的（并非總是移動的）。在某些情況下，服務(wù)機器人是由一個移動平臺構(gòu)成，在它上面裝有一只或幾只手臂，其控制方式與工業(yè)機器人手臂的控制方式相同。 研制用來為病人看病、護理病人和協(xié)助病殘人員康復(fù)的機器人能夠極大地改善傷殘疾病人員的狀態(tài)，以及改善癱瘓者（包括下肢及四肢癱瘓者）和被截肢者的生活條件。醫(yī)用機器人已應(yīng)用于下列幾方面： （1）診斷機器人，即配備有醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)的機器人 （2）護理機器人，是一些

12、具有豐富護理經(jīng)驗的機器人護士或護師。 （3）傷殘癱瘓康復(fù)機器人，包括假肢、矯形以及遙控等技術(shù)。 （4）家用機器人，機器人已開始進入家庭和辦公室，用于代替人從事清掃、洗刷、守衛(wèi)、煮飯、照料小孩、接待、接電話、打印文件等。酒店售貨和餐廳服務(wù)機器人、炊事機器人和機器人保姆已不再是一種幻想。 我國機器人技術(shù)主題發(fā)展的戰(zhàn)略目標是：根據(jù)21世紀初我國國民經(jīng)濟對先進制造及自動化技術(shù)的需求，瞄準國際前沿高技術(shù)發(fā)展方向創(chuàng)新性地研究和開發(fā)工業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)品技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。未來工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展的重點有：第一，危險、惡劣環(huán)境作業(yè)機器人：主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人；第二，醫(yī)用

13、機器人：主要有腦外科手術(shù)輔助機器人，遙控操作輔助正骨等；第三，仿生機器人：主要有移動機器人，網(wǎng)絡(luò)遙控操作機器人等。其發(fā)展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。四、 機器人的發(fā)展前景從近幾年世界機器人推出的產(chǎn)品來看，工業(yè)機器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢主要為：結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化；控制技術(shù)的開放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化；伺服驅(qū)動技術(shù)的數(shù)字化和分散化；多傳感器融合技術(shù)的實用化；工作環(huán)境設(shè)計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。機器人是先進制造技術(shù)和自動化裝備的典型代表，是人造機器的“終極”形式。它涉及到機械、電子、自動控制、計算機、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個學(xué)科和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)?？傮w趨勢是，從狹義的機器人概念向廣義的機器人技術(shù)概念轉(zhuǎn)移，從工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)向解決方案業(yè)務(wù)的機器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。機器人技術(shù)的內(nèi)涵已變?yōu)殪`活應(yīng)用機器人技術(shù)的、具有實際動作功能的智能化系統(tǒng)。機器人結(jié)構(gòu)越來越靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小，其智能也越來越高，并正朝著一體化方向發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國工業(yè)機器人的