人工智能技術(shù)與機(jī)器人

1、PAGE PAGE 16第十章 人人工智能技技術(shù)與機(jī)器器人本 章 導(dǎo) 讀人工智能技術(shù)是電子信息技術(shù)的重要組成部分。是20世紀(jì)對(duì)人類影響最為深遠(yuǎn)的三大前沿科學(xué)技術(shù)之一。機(jī)器人的研究與制作是人工智能技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域和前沿領(lǐng)域。本章將介紹人工智能技術(shù)的概念、人工智能技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景、機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展、智能機(jī)器人的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。 第一節(jié) 人工智智能技術(shù) 人人工智能產(chǎn)產(chǎn)生于200世紀(jì)500年代末期期，從學(xué)科科地位和發(fā)發(fā)展水平來(lái)來(lái)看，人工工智能是當(dāng)當(dāng)代科學(xué)技技術(shù)的前沿沿學(xué)科，也也是一門新新思想、新新理論、新新技術(shù)、新新成就不斷斷涌現(xiàn)的新新興學(xué)科。人們把人人工智能技技術(shù)同宇航航空間技術(shù)術(shù)、原子能能技

2、術(shù)一起起譽(yù)為200世紀(jì)對(duì)人人類影響最最為深遠(yuǎn)的的三大前沿沿科學(xué)技術(shù)術(shù)成就。一、什么是是人工智能能？ 11、人工智智能概念及及其學(xué)科特特性人工智能，英英譯名為AArtifficiaal Inntellligennce，簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱AI。人工智能，顧顧名思義，即即用人工制制造的方法法，實(shí)現(xiàn)智智能機(jī)器或或在機(jī)器上上實(shí)現(xiàn)智能能。是一門門研究構(gòu)造造智能機(jī)器器或?qū)崿F(xiàn)機(jī)機(jī)器智能的的學(xué)科，是是研究模擬擬、延伸和和擴(kuò)展人類類智能的科科學(xué)。人工工智能的研研究，是在在計(jì)算機(jī)科科學(xué)、控制制論、信息息論、心理理學(xué)、生理理學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)、物理學(xué)學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、哲哲學(xué)、語(yǔ)言言學(xué)、社會(huì)會(huì)學(xué)、數(shù)理理邏輯、工工程技術(shù)等等眾多學(xué)科科

3、的基礎(chǔ)上上發(fā)展起來(lái)來(lái)的，因此此，它又是是一門綜合合性極強(qiáng)的的邊緣學(xué)科科。 22、人工智智能的研究究目標(biāo)人工智能的的研究目標(biāo)標(biāo)分為遠(yuǎn)期期目標(biāo)和近近期目標(biāo)。遠(yuǎn)期目標(biāo)：從長(zhǎng)遠(yuǎn)的的角度，人人工智能的的研究就是是要設(shè)計(jì)并并制造一種種智能機(jī)器器系統(tǒng)。使使該系統(tǒng)能能夠代替人人去完成諸諸如感知、學(xué)習(xí)、聯(lián)聯(lián)想、推理理等活動(dòng)；能夠代替替人去理解解并解決各各種復(fù)雜困困難的問(wèn)題題；能夠代代替人去完完成各種具具有思維勞勞動(dòng)的任務(wù)務(wù)。也就是是說(shuō)，人工工智能的遠(yuǎn)遠(yuǎn)期目標(biāo)是是要制造出出完全具有有人腦智慧慧的人工智智能系統(tǒng)。當(dāng)然，這這還是非常常遙遠(yuǎn)的事事情。近期目標(biāo)：從當(dāng)前的的角度，人人工智能的的研究就是是要最大限限度地發(fā)揮揮

4、計(jì)算機(jī)的的功能，使使計(jì)算機(jī)能能夠模擬人人腦，在機(jī)機(jī)器上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)各種智能能。例如：讓計(jì)算機(jī)機(jī)能夠看、聽(tīng)、讀、說(shuō)、寫；使計(jì)算機(jī)機(jī)能夠想、學(xué)、模仿仿、執(zhí)行命命令甚至出出謀獻(xiàn)策等等。因此，計(jì)計(jì)算機(jī)是當(dāng)當(dāng)前實(shí)現(xiàn)人人工智能的的重要手段段，因?yàn)橛?jì)計(jì)算機(jī)在所所有機(jī)器和和人工系統(tǒng)統(tǒng)中“智商”最高，所所以，人工工智能的研研究都要通通過(guò)計(jì)算機(jī)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)解解決問(wèn)題需需依靠人工工事先編制制的軟件，它它所做的每每一件事情情都是程序序員事先在在程序代碼碼中規(guī)定好好的。也就就是說(shuō)，目目前人工智智能的研究究工作主要要是集中在在以計(jì)算機(jī)機(jī)的硬件系系統(tǒng)為基礎(chǔ)礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件件實(shí)現(xiàn)模擬擬人類的智智能活動(dòng)的的效果。事實(shí)上，人人

5、工智能研研究的遠(yuǎn)期期目標(biāo)與近近期目標(biāo)是是相輔相成成的。遠(yuǎn)期期目標(biāo)是近近期目標(biāo)的的方向，近近期目標(biāo)的的研究為遠(yuǎn)遠(yuǎn)期目標(biāo)的的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備備著理論和和技術(shù)的基基本條件。隨著人工工智能的不不斷發(fā)展與與進(jìn)步，近近期目標(biāo)將將不斷調(diào)整整，最終完完全實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)期目標(biāo)。二、人工智智能研究的的三大學(xué)派派和四大技技術(shù)1、在人工工智能科學(xué)學(xué)的研究與與發(fā)展中，形形成了眾多多學(xué)派，其其中主要的的三大學(xué)派派是：功能派。這這是最早發(fā)發(fā)展起來(lái)的的傳統(tǒng)主流流學(xué)派，又又稱為邏輯輯學(xué)派或宏宏觀功能派派，采用功功能模擬的的觀點(diǎn)，使使用的是“黑箱”研究方法法。功能派派涉及邏輯輯學(xué)、心理理學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)、物理學(xué)學(xué)、工具學(xué)學(xué)、語(yǔ)言學(xué)學(xué)、計(jì)算機(jī)機(jī)、數(shù)理

6、邏邏輯等眾多多學(xué)科。結(jié)構(gòu)派。也也是最早發(fā)發(fā)展起來(lái)的的傳統(tǒng)學(xué)派派之一，又又稱為生物物學(xué)派或微微觀結(jié)構(gòu)派派，與功能能派不同，它它采用的是是結(jié)構(gòu)模擬擬的觀點(diǎn)，使使用的是“白箱”的研究方方法。結(jié)構(gòu)構(gòu)派涉及生生物學(xué)、微微結(jié)構(gòu)學(xué)、醫(yī)學(xué)、仿仿生學(xué)、神神經(jīng)生理學(xué)學(xué)等學(xué)科。行為派。又又被稱作實(shí)實(shí)用技術(shù)派派。與傳統(tǒng)統(tǒng)學(xué)派完全全不同，它它采用實(shí)用用行為模擬擬的觀點(diǎn)，使使用“能工巧匠匠”式的制造造方法，是是一種按照照“激勵(lì)響應(yīng)”的工作模模式來(lái)建立立實(shí)用工程程裝置的研研究方法。行為派涉涉及行為學(xué)學(xué)、工程學(xué)學(xué)、機(jī)械學(xué)學(xué)、電子學(xué)學(xué)等學(xué)科。各個(gè)學(xué)派學(xué)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)有有所不同，研研究思路各各有側(cè)重，對(duì)對(duì)人工智能能的理解定定義也不完完

7、全一致。因此，各各有所獲，各各有千秋，共共同形成了了人工智能能領(lǐng)域百家家爭(zhēng)鳴、百百花齊放、生動(dòng)活潑潑的研究氛氛圍。2、人工智智能的四大大基本技術(shù)術(shù)是：機(jī)器學(xué)習(xí)和和知識(shí)獲取取技術(shù)。包包括信息變變換技術(shù)、知識(shí)信息息的理解技技術(shù)、知識(shí)識(shí)的條理化化、規(guī)則化化技術(shù)、機(jī)機(jī)器的感知知與成長(zhǎng)技技術(shù)等。知識(shí)表示與與處理技術(shù)術(shù)。包括知知識(shí)模型的的建立與描描述技術(shù)、表示技術(shù)術(shù)及各種知知識(shí)模型處處理技術(shù)方方法等。知識(shí)推理和和搜索技術(shù)術(shù)。包括演演繹推理計(jì)計(jì)算和智能能搜索技術(shù)術(shù)。AI系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成技術(shù)。包括AII語(yǔ)言、硬硬件系統(tǒng)及及智能應(yīng)用用系統(tǒng)等方方面的構(gòu)成成技術(shù)等。人工智能的的三大學(xué)派派和四大技技術(shù)構(gòu)成了了AI體系系的基

8、礎(chǔ)與與框架。三、人工智智能研究的的基本內(nèi)容容根據(jù)人工智智能的遠(yuǎn)期期目標(biāo)和基基本技術(shù)，目目前研究的的基本內(nèi)容容包括：1、機(jī)器感感知。就是是使機(jī)器（計(jì)計(jì)算機(jī)）具具有類似于于人的感知知能力，包包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸觸覺(jué)、味覺(jué)覺(jué)、嗅覺(jué)、知覺(jué)、力力感等。其其中以機(jī)器器視覺(jué)和機(jī)機(jī)器聽(tīng)覺(jué)為為主。機(jī)器器視覺(jué)是指指讓機(jī)器能能夠識(shí)別并并理解文字字、圖像、景物等；機(jī)器聽(tīng)覺(jué)覺(jué)是指讓機(jī)機(jī)器能夠識(shí)識(shí)別并理解解人類語(yǔ)言言表達(dá)及語(yǔ)語(yǔ)聲、音響響等。從而而形成了人人工智能的的兩個(gè)專門門的研究領(lǐng)領(lǐng)域：模式式識(shí)別和自自然語(yǔ)言理理解技術(shù)。2、機(jī)器思思維。就是是使機(jī)器對(duì)對(duì)感知獲得得的外部信信息和機(jī)器器內(nèi)部的工工作信息進(jìn)進(jìn)行有目的的的處理。機(jī)

9、器智能能主要是通通過(guò)機(jī)器思思維實(shí)現(xiàn)的的。因此，機(jī)機(jī)器思維是是人工智能能研究中最最重要也是是最關(guān)鍵的的部分。3、機(jī)器學(xué)學(xué)習(xí)。就是是使機(jī)器具具有獲取新新知識(shí)、學(xué)學(xué)習(xí)新技巧巧，并在實(shí)實(shí)踐中不斷斷完善、改改進(jìn)的能力力。使它能能夠通過(guò)向向書本、與與人談話、對(duì)環(huán)境觀觀察等方式式自動(dòng)地獲獲取知識(shí)。4、機(jī)器行行為。就是是使機(jī)器具具有說(shuō)、寫寫、畫等表表達(dá)能力和和行走、取取物、操作作等四肢功功能。5、人工智智能系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成。為了了實(shí)現(xiàn)人工工智能的目目標(biāo)，需要要建立智能能系統(tǒng)及智智能機(jī)器。因此，還還需要開發(fā)發(fā)對(duì)模型、系統(tǒng)分析析與構(gòu)造技技術(shù)、建造造工具及語(yǔ)語(yǔ)言等的研研究。第二節(jié) 人工智能能技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用與發(fā)展展人類智能是

10、是涉及信息息描述和信信息處理的的復(fù)雜過(guò)程程，因而實(shí)實(shí)現(xiàn)人工智智能是一項(xiàng)項(xiàng)艱巨的任任務(wù)。但是是，隨著計(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)和技術(shù)的的飛速發(fā)展展，人工智智能已經(jīng)取取得了一系系列的研究究成果。一、人工智智能的應(yīng)用用下面介紹人人工智能的的幾個(gè)主要要應(yīng)用領(lǐng)域域。1、專家系系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是是早期人工工智能研究究中最活躍躍也是最有有成效的領(lǐng)領(lǐng)域。自11968年年第一個(gè)專專家系統(tǒng)問(wèn)問(wèn)世以來(lái)，已已獲得迅速速發(fā)展。專家系統(tǒng)是是一種基于于知識(shí)的系系統(tǒng)，它從從人類專家家那里獲得得知識(shí)并用用來(lái)解決只只有專家才才能解決的的困難問(wèn)題題，其水平平可以達(dá)到到甚至超過(guò)過(guò)人類個(gè)體體專家的水水平。目前，專家家系統(tǒng)已廣廣泛應(yīng)用于于醫(yī)療診斷斷、

11、地質(zhì)勘勘探、石油油化工、教教育、軍事事等各個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域，并產(chǎn)產(chǎn)生了巨大大的社會(huì)效效益和經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益。例例如：地質(zhì)質(zhì)勘探專家家系統(tǒng)PRROSPEECTORR擁有155種礦藏知知識(shí)，能根根據(jù)巖石標(biāo)標(biāo)本及地質(zhì)質(zhì)勘探數(shù)據(jù)據(jù)對(duì)礦藏資資源進(jìn)行估估計(jì)和預(yù)測(cè)測(cè)，并制定定合理的開開采方案，成成功地找到到了超億美美元的銅礦礦；專家系系統(tǒng)MYCCIN能識(shí)識(shí)別51種種病菌，正正確使用223種抗菌菌素，可協(xié)協(xié)助醫(yī)生診診斷、治療療細(xì)菌感染染性血液病病，為患者者提供最佳佳處方，成成功地處理理了數(shù)百病病例；內(nèi)科科診斷專家家系統(tǒng)CAADUCEEUS正確確地診斷出出了許多疑疑難病癥；美國(guó)DEEC公司的的專家系統(tǒng)統(tǒng)XCODD能根據(jù)用用戶

12、需求確確定計(jì)算機(jī)機(jī)的配置，專專家完成這這項(xiàng)工作一一般需要33個(gè)小時(shí)，而而該系統(tǒng)只只需要半分分鐘等等。2、自然語(yǔ)語(yǔ)言處理與與理解自然語(yǔ)言是是人類的交交互語(yǔ)言，自自然語(yǔ)言處處理與理解解研究的是是如何讓計(jì)計(jì)算機(jī)理解解人類自然然語(yǔ)言和所所表達(dá)的思思想。一般般來(lái)說(shuō)，自自然語(yǔ)言處處理系統(tǒng)至至少需要達(dá)達(dá)到以下的的三個(gè)目標(biāo)標(biāo)之一：（1）能正正確理解人人們用自然然語(yǔ)言輸入入的信息，并并能正確回回答輸入信信息中的有有關(guān)問(wèn)題。（2）能對(duì)對(duì)輸入信息息進(jìn)行概括括綜合，能能產(chǎn)生相應(yīng)應(yīng)的摘要，能能用不同詞詞語(yǔ)復(fù)述輸輸入信息的的內(nèi)容。（3）能把把某種自然然語(yǔ)言表示示的信息自自動(dòng)地翻譯譯為另一種種自然語(yǔ)言言，即機(jī)器器翻譯系統(tǒng)統(tǒng)

13、。可以設(shè)設(shè)想，這種種擬人的同同步翻譯系系統(tǒng)一旦完完全研制成成功，全世世界擁有不不同母語(yǔ)的的人們就能能夠自由交交流，語(yǔ)言言就不再成成為人們思思想交流的的障礙了。3、機(jī)器自自動(dòng)定理證證明機(jī)器定理證證明是人工工智能中最最早進(jìn)行探探索并得到到成功應(yīng)用用的一個(gè)經(jīng)經(jīng)典領(lǐng)域。要讓計(jì)算算機(jī)能夠進(jìn)進(jìn)行定理的的證明，就就要弄清人人進(jìn)行邏輯輯推理的內(nèi)內(nèi)部機(jī)制或或提供一種種適合于計(jì)計(jì)算機(jī)使用用的推理模模式。因此此對(duì)機(jī)器定定理證明的的研究，對(duì)對(duì)最終制造造出具有人人的智能程程度的機(jī)器器或系統(tǒng)具具有非常重重大的意義義。目前，人工工智能在機(jī)機(jī)器定理證證明方面已已經(jīng)取得了了不少成就就。19559年，美美籍華人數(shù)數(shù)學(xué)家王浩浩用計(jì)

14、算機(jī)機(jī)證明了羅羅素等人所所著的數(shù)數(shù)學(xué)原理中的幾百百條定理，時(shí)時(shí)間僅用了了不到100分鐘；11976年年，科學(xué)家家用計(jì)算機(jī)機(jī)證明了困困擾人類一一個(gè)多世紀(jì)紀(jì)的著名的的四色猜想想；我國(guó)著著名數(shù)學(xué)家家吳文俊院院士從700年代末開開始致力于于數(shù)學(xué)定理理的計(jì)算機(jī)機(jī)證明，提提出了以構(gòu)構(gòu)造性為核核心的算法法，證明了了幾何中一一類高難度度的定理。并且在用用吳院士的的算法對(duì)微分幾何何的定理理進(jìn)行證明明時(shí)，計(jì)算算機(jī)還發(fā)現(xiàn)現(xiàn)了一個(gè)定定理的不唯唯一性。4、模式識(shí)識(shí)別模式識(shí)別是是研究如何何使機(jī)器（計(jì)計(jì)算機(jī)）具具有類似于于人的感知知能力，包包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸觸覺(jué)、味覺(jué)覺(jué)、嗅覺(jué)、知覺(jué)、力力感等。模模式識(shí)別以以機(jī)器視覺(jué)覺(jué)識(shí)別和

15、機(jī)機(jī)器語(yǔ)言識(shí)識(shí)別為主。它是計(jì)算算機(jī)和微電電子技術(shù)領(lǐng)領(lǐng)域中最先先進(jìn)、最復(fù)復(fù)雜技術(shù)的的綜合，具具有非常廣廣泛的應(yīng)用用前景。模式識(shí)別已已經(jīng)應(yīng)用到到文字識(shí)別別、自然語(yǔ)語(yǔ)言的識(shí)別別和理解、圖像分析析、遙感、人的面孔孔和指紋的的辨別、生生物和醫(yī)學(xué)學(xué)信號(hào)的識(shí)識(shí)別、醫(yī)療療診斷等領(lǐng)領(lǐng)域，甚至至在社會(huì)經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)、考考古學(xué)等領(lǐng)領(lǐng)域中也有有應(yīng)用。目目前，文字字識(shí)別中的的手寫體識(shí)識(shí)別技術(shù)和和印刷體識(shí)識(shí)別技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別別技術(shù)、語(yǔ)語(yǔ)言識(shí)別技技術(shù)都已進(jìn)進(jìn)入實(shí)用階階段。如：手寫輸入入的計(jì)算機(jī)機(jī)、印刷體體輸入到計(jì)計(jì)算機(jī)、IIBM公司司的漢語(yǔ)語(yǔ)語(yǔ)音識(shí)別系系統(tǒng)、能將將一種語(yǔ)言言翻譯成其其它語(yǔ)言的的機(jī)器輔助助翻譯系統(tǒng)統(tǒng)等。5、人工神神經(jīng)

16、網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)個(gè)用大量簡(jiǎn)簡(jiǎn)單處理單單元經(jīng)廣泛泛連接組成成的、可用用來(lái)模擬人人類大腦神神經(jīng)系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)和功功能的人工工網(wǎng)絡(luò)。其其特點(diǎn)是：具有自學(xué)學(xué)功能、聯(lián)聯(lián)想式存儲(chǔ)儲(chǔ)功能和高高速尋找最最優(yōu)解的能能力。近年來(lái)，由由于計(jì)算機(jī)機(jī)并行處理理技術(shù)的進(jìn)進(jìn)展，使人人工神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的研究究進(jìn)入了新新的發(fā)展時(shí)時(shí)期，取得得了許多研研究成果。并行處理理技術(shù)突破破了傳統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)對(duì)信信息只能串串行處理的的局限，可可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)統(tǒng)的人工智智能程序無(wú)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的的功能。例例如：美國(guó)國(guó)麻省理工工學(xué)院采用用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和并行程程序，已經(jīng)經(jīng)能夠做到到對(duì)面孔的的識(shí)別。人工智能的的應(yīng)用領(lǐng)域域還有許多多，例如：機(jī)器人、智能軟件件工程、智

17、智能決策支支持系統(tǒng)、博弈、現(xiàn)現(xiàn)代智能通通信等，隨隨著科學(xué)技技術(shù)的快速速發(fā)展，人人工智能的的應(yīng)用領(lǐng)域域?qū)⒏訉拰拸V。二、21世世紀(jì)人工智智能的展望望目前人工智智能的研究究有三個(gè)熱熱點(diǎn)：智能能接口、數(shù)數(shù)據(jù)挖掘、主體和主主體系統(tǒng)，并并可能向模模糊處理、并行化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和機(jī)器情情感等方向向發(fā)展。 當(dāng)前前，人工智智能的推理理功能已獲獲突破，學(xué)學(xué)習(xí)及聯(lián)想想功能正在在研究之中中，下一步步就是模仿仿人類右腦腦的模糊處處理以及整整個(gè)大腦的的并行化處處理的功能能。未來(lái)智智能計(jì)算機(jī)機(jī)的可能構(gòu)構(gòu)成形式之之一，是以以馮諾依曼機(jī)機(jī)作為主機(jī)機(jī)與以人工工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)作為智能能外圍的結(jié)結(jié)合。一個(gè)個(gè)重要的研研究方向是是：要賦予予

18、計(jì)算機(jī)的的情感能力力。最新的研究究表明：情情感是智能能的一部分分。事實(shí)上上，無(wú)論對(duì)對(duì)于計(jì)算機(jī)機(jī)及其人工工生命的發(fā)發(fā)展研究，還還是對(duì)于人人與機(jī)器的的未來(lái)交往往的研究，情情感能力都都是至關(guān)重重要的指標(biāo)標(biāo)。因此，人人工智能領(lǐng)領(lǐng)域的下一一個(gè)突破可可能就在于于賦予計(jì)算算機(jī)的情感感能力?？傊斯すぶ悄苁且灰粋€(gè)充滿挑挑戰(zhàn)和機(jī)遇遇的領(lǐng)域。人工智能能研究的進(jìn)進(jìn)展，將在在很大程度度上影響著著人類社會(huì)會(huì)與發(fā)展。目前，已已經(jīng)有很多多人工智能能的成果進(jìn)進(jìn)入了我們們的日常生生活。未來(lái)來(lái)，人工智智能技術(shù)的的發(fā)展將會(huì)會(huì)更加造福福于人類社社會(huì)，為人人類的各個(gè)個(gè)方面帶來(lái)來(lái)巨大的變變化。 第三節(jié) 智能機(jī)器器人技術(shù)機(jī)器人是人人工智

19、能技技術(shù)的重要要組成部分分，對(duì)智能能機(jī)器人的的研究和制制造是當(dāng)前前人工智能能最前沿的的領(lǐng)域，在在很大程度度上代表著著一個(gè)國(guó)家家的高科技技發(fā)展水平平。在這里里我們將介介紹機(jī)器人人的發(fā)展、智能機(jī)器器人的概念念及其發(fā)展展趨勢(shì)，以以及智能機(jī)機(jī)器人在各各個(gè)領(lǐng)域的的應(yīng)用。一、機(jī)器人人的發(fā)展與與智能機(jī)器器人機(jī)器人是一一種自動(dòng)機(jī)機(jī)器，除了了有目的的的擬人化外外，絕大多多數(shù)情況下下它的外形形與人毫無(wú)無(wú)共同之處處。機(jī)器人人與一般的的自動(dòng)機(jī)器器又有很大大的差別，其其一，機(jī)器器人利用計(jì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行行控制，只只要改變程程序，便可可以做不同同的工作；其二，機(jī)機(jī)器人能夠夠進(jìn)行靈巧巧的運(yùn)動(dòng)，能能像人一樣樣做一般機(jī)機(jī)器無(wú)法完完成

20、的工作作。自從20世世紀(jì)50年年代末，世世界上第一一個(gè)機(jī)器人人誕生以來(lái)來(lái)，機(jī)器人人技術(shù)的發(fā)發(fā)展速度驚驚人，從技技術(shù)角度來(lái)來(lái)看，機(jī)器器人的發(fā)展展經(jīng)歷了三三個(gè)階段： 1、第一代代機(jī)器人工業(yè)機(jī)機(jī)器人第一代機(jī)器器人是工業(yè)業(yè)機(jī)器人，這這種機(jī)器人人只能按照照預(yù)先設(shè)計(jì)計(jì)好的程序序完成規(guī)定定的重復(fù)動(dòng)動(dòng)作。程序序一經(jīng)裝入入，它就只只能死板地地照此工作作，不管外外界條件有有什么變化化，它都不不能做相應(yīng)應(yīng)的調(diào)整。要改變機(jī)機(jī)器人的工工作，只有有由人去改改變機(jī)器人人的程序。通常一個(gè)個(gè)機(jī)器人可可以存放上上百種作業(yè)業(yè)的動(dòng)作和和編寫程序序。這種機(jī)機(jī)器人最重重要的特點(diǎn)點(diǎn)是：具有有記憶功能能，經(jīng)過(guò)一一次示教，便便可以無(wú)限限地重復(fù)

21、這這個(gè)動(dòng)作，準(zhǔn)準(zhǔn)確、可靠靠、不走樣樣。目前世世界上廣泛泛應(yīng)用于工工業(yè)生產(chǎn)的的大部分機(jī)機(jī)器人，都都是這一類類的機(jī)器人人。2、第二代代機(jī)器人初級(jí)智智能機(jī)器人人第二代機(jī)器器人是基于于傳感器信信息的離散散編程工業(yè)業(yè)機(jī)器人，又又稱為初級(jí)級(jí)智能機(jī)器器人。傳感感器是人工工制造的能能夠感知外外界信息的的裝置，因因此，這種種機(jī)器人可可以根據(jù)外外界條件的的變化，在在一定范圍圍內(nèi)自行修修改程序，但但修改程序序的原則是是由人事先先規(guī)定好的的。由于這這類機(jī)器人人可通過(guò)傳傳感器感知知外部的信信息，因此此增加了對(duì)對(duì)工作環(huán)境境的適應(yīng)能能力。但它它傳感的信信息還很少少，不能滿滿足各種需需求。在工工業(yè)生產(chǎn)中中的許多組組裝機(jī)器人人

22、便是這一一類機(jī)器人人。3、第三代代機(jī)器人智能機(jī)機(jī)器人第三代機(jī)器器人是智能能機(jī)器人。智能機(jī)器器人是指可可模擬人類類智能行為為的機(jī)器。智能機(jī)器器人一般裝裝有多種傳傳感器，能能識(shí)別作用用環(huán)境，能能自主決策策，具有人人類大腦的的部分功能能，且動(dòng)作作更加靈活活準(zhǔn)確。是是接收指令令后能自行行編程的自自主式機(jī)器器人。這類類機(jī)器人有有感覺(jué)、有有判斷或認(rèn)認(rèn)識(shí)功能，能能決定自身身的行為。它可以不不需要人的的照料，完完全獨(dú)立地地工作。目目前，這種種機(jī)器人還還在不斷開開發(fā)中，要要達(dá)到真正正實(shí)用，還還需要一段段時(shí)間。人工智能的的所有技術(shù)術(shù)在智能機(jī)機(jī)器人的開開發(fā)中幾乎乎都有應(yīng)用用，因此，智智能機(jī)器人人的研制被被當(dāng)作人工工

23、智能理論論、方法、技術(shù)的試試驗(yàn)場(chǎng)地；反過(guò)來(lái)，對(duì)對(duì)智能機(jī)器器人的研制制又可大力力推動(dòng)人工工智能研究究的發(fā)展。二、智能機(jī)機(jī)器人的應(yīng)應(yīng)用目前，機(jī)器器人在世界界上許多國(guó)國(guó)家都得到到了廣泛的的應(yīng)用。隨隨著機(jī)器人人技術(shù)的不不斷發(fā)展和和進(jìn)步，現(xiàn)現(xiàn)在已有1150萬(wàn)機(jī)機(jī)器人遍布布在世界各各地，從事事清潔、勘勘探甚至星星球探測(cè)的的工作。在在汽車工業(yè)業(yè)中，日本本每萬(wàn)名工工人占有機(jī)機(jī)器人9009臺(tái)，意意大利為4400臺(tái)，美美國(guó)3700臺(tái)，德國(guó)國(guó)340臺(tái)臺(tái)，瑞典為為300臺(tái)臺(tái)，法國(guó)為為220臺(tái)臺(tái)，英國(guó)為為150臺(tái)臺(tái)。此外還還有：太空空機(jī)器人、警衛(wèi)和保保潔機(jī)器人人、家庭服服務(wù)機(jī)器人人、消防機(jī)機(jī)器人等。1、類人型型機(jī)器人研

24、制具有人人類外觀特特征、可以以模擬人類類行走和基基本操作功功能的類人人型機(jī)器人人，一直是是人類機(jī)器器人研究的的夢(mèng)想之一一。類人型型機(jī)器人的的研究，涉涉及的領(lǐng)域域?qū)拸V綜合合性很強(qiáng)，是是機(jī)器人研研究的尖端端。世界上第一一個(gè)可以進(jìn)進(jìn)行自我控控制、依靠靠?jī)赏刃凶咦叩念惾诵托蜋C(jī)器人出出現(xiàn)在19996年112月。它它身高1.820米米，體重2210公斤斤。采用無(wú)無(wú)線電技術(shù)術(shù)，該機(jī)器器人的軀干干內(nèi)安裝有有計(jì)算機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)器、電池池、無(wú)線接接受器等裝裝置在不需需要導(dǎo)線控控制的情況況下，該機(jī)機(jī)器人可以以獨(dú)立行走走、上下臺(tái)臺(tái)階、推車車等，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了獨(dú)立地地操作。第一個(gè)完全全獨(dú)立，依依靠?jī)蓷l腿腿行走的類類人型機(jī)器器

25、人誕生于于19977年9月。 身高：11.6000米， 體體重：1330公斤 。通過(guò)改換換部件材料料，以及將將控制系統(tǒng)統(tǒng)分散布置置，降低了了身高，減減輕了體重重。較小的的尺寸更適適宜在人們們的生活環(huán)環(huán)境中使用用。2000年年，日本本本田公司研研制開發(fā)的的類人型機(jī)機(jī)器人“阿斯莫”（ASIIMO）誕誕生（見(jiàn)彩彩圖3和彩彩圖4）。從20000年到現(xiàn)現(xiàn)在，“ASIMMO”不斷更新新?lián)Q代裝備備新技術(shù)，使使機(jī)器人越越來(lái)越靈活活，越來(lái)越越聰明。22000年年的第一個(gè)個(gè)“阿斯莫”只能根據(jù)據(jù)事先設(shè)計(jì)計(jì)的程序行行事，走起起路來(lái)步履履蹣跚，有有時(shí)需要操操作員扶持持。 圖10-1 機(jī)器人ASIMO與人共舞2002年年

26、12月經(jīng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)的的“阿斯莫”裝備了智智能軟件，使使它變得聰聰明起來(lái)，能能夠辨貌喊喊人，人伸伸出手時(shí)，它它會(huì)上前和和你握手，并并能與人流流利地對(duì)話話。20004年本田田公司推出出了新一代代“ASIMMO”，可以與與人共舞，這這種機(jī)器人人重52公公斤，高11.2米，能能與人對(duì)話話，會(huì)爬樓樓梯，還會(huì)會(huì)向觀眾討討掌聲。22005年年12月，本本田公司又又推出了最最新一代“ASIMMO”機(jī)器人，它它身高1.3米、體體重54公公斤，行走走速度為每每小時(shí)6公公里，行動(dòng)動(dòng)靈活，能能夠從工作作人員手中中接過(guò)茶杯杯，端茶送送水，目前前，這種機(jī)機(jī)器人共有有40個(gè)。本田公司司計(jì)劃通過(guò)過(guò)租賃的方方式，讓“ASIMMO

27、”到一些公公共事業(yè)或或企業(yè)去“打工”，估計(jì)每每年可為公公司帶來(lái)22000萬(wàn)萬(wàn)日元的收收益。2000年年11月，日日本開發(fā)成成功模仿一一歲嬰兒行行走的機(jī)器器人“皮諾”。它全身身有26個(gè)個(gè)關(guān)節(jié)，腳腳心裝有一一個(gè)傳感器器，可測(cè)量量重心，眼眼睛可分辯辯顏色，可可自測(cè)距離離，并能跚跚跚行走。2005年年6月，在在日本“20055世界博覽覽會(huì)”上，日本本大阪大學(xué)學(xué)科學(xué)家石石黑浩教授授展示了他他發(fā)明的一一種完全具具有人類女女性外貌的的“女機(jī)器人人”“雷普莉QQ1號(hào)”（見(jiàn)彩圖圖5）。這這個(gè)機(jī)器人人不僅擁有有柔軟的硅硅樹脂仿真真肌膚，體體內(nèi)還裝有有大量傳感感器和電動(dòng)動(dòng)機(jī)，可以以使她像人人類一樣運(yùn)運(yùn)動(dòng)，如轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)身、

28、做手手勢(shì)、向參參觀者說(shuō)話話，甚至?xí)?huì)眨眼睛和和“呼吸”?！八边€不是很很完美，目目前只能坐坐著，無(wú)法法直立行走走，有時(shí)會(huì)會(huì)無(wú)預(yù)兆地地“痙攣”。但許多多機(jī)器人專專家認(rèn)為，在在制造機(jī)器器人時(shí)應(yīng)盡盡量避免機(jī)機(jī)器人的外外表太過(guò)人人格化，以以免觸犯機(jī)機(jī)器人研究究的禁忌“恐怖怖谷理論”。2、微型機(jī)機(jī)器人在醫(yī)醫(yī)學(xué)上的應(yīng)應(yīng)用微型機(jī)器人人在醫(yī)學(xué)上上的應(yīng)用正正愈來(lái)愈受受到科學(xué)家家們的重視視。在20000年德德國(guó)漢諾威威世界博覽覽會(huì)上，展展出了一種種潛艇式微微型機(jī)器人人，它小得得幾乎看不不見(jiàn)：長(zhǎng)不不到4毫米米，寬小于于0.5毫毫米，螺旋旋槳曲軸直直徑只有百百分之一毫毫米，也就就是一根頭頭發(fā)絲的十十分之一。它可以很很

29、輕松地穿穿過(guò)普通注注射器的針針頭而注入入生物體內(nèi)內(nèi)。科學(xué)家家們?cè)O(shè)想利利用微型或或極微機(jī)器器人將特效效藥物迅速速送到人體體的關(guān)鍵部部位；或在在病灶處進(jìn)進(jìn)行手術(shù)操操作，清除除癌細(xì)胞、清除血栓栓；或攜帶帶儀器、設(shè)設(shè)備和傳感感器，對(duì)人人體進(jìn)行各各種檢查并并將數(shù)據(jù)傳傳遞出來(lái)等等等。3、太空機(jī)機(jī)器人的研研制太空機(jī)器人人，在探測(cè)測(cè)星球方面面具有獨(dú)特特的優(yōu)越性性，正發(fā)揮揮越來(lái)越重重要的作用用。它不需需要吃喝、不需要受受訓(xùn)，不會(huì)會(huì)生病，不不受惡劣環(huán)環(huán)境的影響響，并且工工作效率高高。美國(guó)“探測(cè)測(cè)者”登月艙堪堪稱是世界界上第一個(gè)個(gè)真正的太太空機(jī)器人人，它有一一個(gè)可伸縮縮的機(jī)械臂臂，既能在在太空作業(yè)業(yè)，也能在在月球表

30、面面采集標(biāo)本本。最近，美國(guó)國(guó)研制了一一種稱為“蛇”的機(jī)器人人，這種“蛇”可以在行行星表面高高低不平的的地帶進(jìn)行行探測(cè)活動(dòng)動(dòng)。它的身身體由166段組成，每每段長(zhǎng)6.4厘米，可可以像昆蟲蟲一樣向前前爬行。它它不怕翻倒倒，遇到障障礙物時(shí)，會(huì)會(huì)不斷嘗試試翻越。據(jù)據(jù)估計(jì)再過(guò)過(guò)10年左左右，它就就可用于執(zhí)執(zhí)行行星探探測(cè)任務(wù)。目前，美國(guó)國(guó)正準(zhǔn)備投投入3000萬(wàn)美元研研制一種太太空機(jī)器人人，取名為為“機(jī)器宇航航員”。它不僅僅能熟練地地使用宇航航員經(jīng)常使使用的各種種工具，還還擁有一個(gè)個(gè)樹形中樞樞神經(jīng)，是是由傳感器器組成的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，它可可以代替宇宇航員在星星球上收集集各種資料料。三、我國(guó)智智能機(jī)器人人的研究我國(guó)較早進(jìn)進(jìn)行機(jī)器人人研究的國(guó)國(guó)防科技大大學(xué)，在國(guó)國(guó)家8633計(jì)劃和國(guó)國(guó)家自然科科學(xué)基金的的支持下，一一直從事兩兩足步行機(jī)機(jī)器人、類類人型機(jī)器器人的研究究開發(fā)，11990年年成功研制制出我國(guó)第第一臺(tái)兩足足步行機(jī)器器人。在此此基礎(chǔ)上，經(jīng)經(jīng)過(guò)十年攻攻關(guān)，又于于20000年11月月研制成功功我國(guó)第一一臺(tái)類人型型機(jī)器人“先行行者”。這臺(tái)類類人型機(jī)器器人可以前前進(jìn)、后退退、左、右右側(cè)行，左左、右轉(zhuǎn)彎彎、前后擺擺動(dòng)手臂，并并可快速行行走，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了機(jī)