機(jī)器人 課程總結(jié)

機(jī)器人課程總結(jié)一、機(jī)器人產(chǎn)生的背景機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，它應(yīng)該說是一個(gè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展共同的一個(gè)綜合性的結(jié)果，也同時(shí)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一個(gè)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(guó)加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)的投入，就加強(qiáng)了本國(guó)的經(jīng)濟(jì)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)展的必然結(jié)果，那么人類的發(fā)展隨著人們這種社會(huì)發(fā)展的情況，人們?cè)絹碓讲粩嗵接懽匀贿^程中，在改造自然過程中，認(rèn)識(shí)自然過程中，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)不可達(dá)世界的認(rèn)識(shí)和改造，這也是人們?cè)诳萍及l(fā)展過程中的一個(gè)客觀需要。二、機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域研制機(jī)器人的最初目的是為了幫助人們擺脫繁重勞動(dòng)或簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)，以及替代人到有輻射等危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，因此機(jī)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(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域的焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配、鑄造等場(chǎng)合，己經(jīng)開始大量使用機(jī)器人。另外在軍事、海洋探測(cè)、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(jī)器人。從機(jī)器人的用途來分，可以分為兩大類：軍用機(jī)器人和民用機(jī)器人。軍用機(jī)器人主要用于軍事上代替或輔助軍隊(duì)進(jìn)行作戰(zhàn)、偵察、探險(xiǎn)等工作。根據(jù)不同的作戰(zhàn)空間可分為地面軍用機(jī)器人、空中軍用機(jī)器人(即無人飛行機(jī))、水下軍用機(jī)器人和空間軍用機(jī)器人等。軍用機(jī)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。

在民用機(jī)器人中，各種生產(chǎn)制造領(lǐng)域中的工業(yè)機(jī)器人在數(shù)量上占絕對(duì)多數(shù)，成為機(jī)器人家族中的主力軍；其它各種種類的機(jī)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(jī)器人可以分為以下幾個(gè)主要類別：工業(yè)機(jī)器人制造工業(yè)部門應(yīng)用機(jī)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(jī)器人無論是否與其它機(jī)器一起運(yùn)用，與傳統(tǒng)的機(jī)器相比，它具有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：1．生產(chǎn)過程的幾乎完全自動(dòng)化。

2．生產(chǎn)設(shè)備的高度適應(yīng)能力。

現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人主要用于汽車工業(yè)、機(jī)電工業(yè)（包括電訊工業(yè)）、通用機(jī)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。

機(jī)器人的工業(yè)應(yīng)用分為四個(gè)方面，即材料加工、零件制造、產(chǎn)品檢驗(yàn)和裝配。其中，材料加工往往是最簡(jiǎn)單的。零件制造包括鍛造、點(diǎn)焊、搗碎和鑄造等。檢驗(yàn)包括顯式檢驗(yàn)（在加工過程中或加工后檢驗(yàn)產(chǎn)品表面圖像和幾何形狀、零件和尺寸的完整性）和隱式檢驗(yàn)（在加工中檢驗(yàn)零件質(zhì)量上或表面上的完整性）兩種。裝配是最復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)樗赡馨牧霞庸?、在線檢驗(yàn)、零件供給、配套、劑壓和緊固等工序。在農(nóng)業(yè)方面，已把機(jī)器人用于水果和蔬菜嫁接、收獲、檢驗(yàn)與分類，剪羊毛和擠牛奶等。這是一個(gè)潛在的產(chǎn)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域。服務(wù)機(jī)器人在一些科幻影片、電視片或影碟中，多少具有外形的機(jī)器人常被用來協(xié)助或代替人去執(zhí)行人不樂意做或危險(xiǎn)和困難的任務(wù)。今天在現(xiàn)實(shí)生活中能夠看到的最接近于人類的機(jī)器人可能要算家用機(jī)器人了。家用機(jī)器人能夠清掃地板而不碰到家具。不過它的價(jià)格目前還較高，影響到它的推廣應(yīng)用。隨著家用機(jī)器人造價(jià)的大幅度降低，它將獲得日益廣泛的應(yīng)用。

服務(wù)機(jī)器人尚處于開發(fā)及普及的早期階段，目前國(guó)際上對(duì)它還沒有普遍承認(rèn)的嚴(yán)格定義，它的定義是由操作型工業(yè)機(jī)器人引伸而來的。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）采用的初步定義，所謂服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人，它完成的是有益于人類健康的服務(wù)工作，但不包括那些從事生產(chǎn)的設(shè)備。另一種定義把服務(wù)機(jī)器人看做一種可自由編程的移動(dòng)裝置，它至少有三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，可以部分地或全自動(dòng)地完成服務(wù)工作。這些服務(wù)工作為個(gè)人或單位完成的，不指工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

根據(jù)這個(gè)定義，操作型工業(yè)機(jī)器人也可以看作是服務(wù)機(jī)器人，如果它們裝備在非制造業(yè)的話。服務(wù)機(jī)器人往往是可以移動(dòng)的（并非總是移動(dòng)的）。在某些情況下，服務(wù)機(jī)器人是由一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)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(jī)器人手臂的控制方式相同。

研制用來為病人看病、護(hù)理病人和協(xié)助病殘人員康復(fù)的機(jī)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(jī)器人已應(yīng)用于下列幾方面：

（1）診斷機(jī)器人，即配備有醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)的機(jī)器人

（2）護(hù)理機(jī)器人，是一些具有豐富護(hù)理經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器人護(hù)士或護(hù)師。

（3）傷殘癱瘓康復(fù)機(jī)器人，包括假肢、矯形以及遙控等技術(shù)。

（4）家用機(jī)器人，機(jī)器人已開始進(jìn)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(jī)器人、炊事機(jī)器人和機(jī)器人保姆已不再是一種幻想。

（5）娛樂機(jī)器人，包括文娛歌舞和體育機(jī)器人。

（6）醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人近年來有所突破。

服務(wù)機(jī)器人還有送信機(jī)器人、導(dǎo)游機(jī)器人、加油機(jī)器人、建筑機(jī)器人、農(nóng)業(yè)及林業(yè)機(jī)器人等。其中，爬壁機(jī)器人既可用于清潔，又可用于建筑。中國(guó)作為亞洲第三大的工業(yè)機(jī)器人需求國(guó)，市場(chǎng)發(fā)展穩(wěn)定，汽車及其零部件制造仍然是工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域，隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)不斷深入和國(guó)際制造業(yè)中心向中國(guó)的轉(zhuǎn)移，我國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)會(huì)進(jìn)一步加大，市場(chǎng)擴(kuò)展的速度也會(huì)進(jìn)一步提高。近年來，我們?cè)谘芯课幕瘎?chuàng)造性產(chǎn)業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)國(guó)外正在興起一個(gè)與文化產(chǎn)業(yè)、科學(xué)技術(shù)有緊密關(guān)系的未來產(chǎn)業(yè)——機(jī)器人的研究、開發(fā)及制造，參與者除了傳統(tǒng)從事學(xué)術(shù)研究的科技工作者、大學(xué)研究梯隊(duì)、企業(yè)產(chǎn)品的專門研究人員之外，更有一大批的青少年積極加入此一新興的科學(xué)技術(shù)新潮流之中。中國(guó)工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過“七五”攻關(guān)計(jì)劃、“九五”攻關(guān)計(jì)劃和863計(jì)劃的支持已經(jīng)取得了較大三、機(jī)器人的發(fā)展前景從近幾年世界機(jī)器人推出的產(chǎn)品來看，工業(yè)機(jī)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(shì)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(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化；多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化；工作環(huán)境設(shè)計(jì)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(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是人造機(jī)器的“終極”形式。它涉及到機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)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)。當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)主要有：1工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價(jià)格不斷下降。2機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化；有關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人。3工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化，網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，采用模塊化結(jié)構(gòu)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。4機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，視覺、力覺、聲覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。5機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從94年美國(guó)開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來這種新型裝置已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。總體趨勢(shì)是，從狹義的機(jī)器人概念向廣義的機(jī)器人技術(shù)概念轉(zhuǎn)移，從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向解決方案業(yè)務(wù)的機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)涵已變?yōu)殪`活應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的、具有實(shí)際動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)。機(jī)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。在我國(guó)，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)份額大部分被國(guó)外工業(yè)機(jī)器人企業(yè)占據(jù)著。在國(guó)際強(qiáng)手面前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)面臨著相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。如今我國(guó)正從一個(gè)“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，中國(guó)制造業(yè)面臨著與國(guó)際接軌、參與國(guó)際分工的巨大挑戰(zhàn)，對(duì)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的提高迫在眉睫，政府務(wù)必會(huì)加大對(duì)機(jī)器人的資金投入和政策支持，將會(huì)給工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動(dòng)力。隨著新技術(shù)不斷被提出以及現(xiàn)有技術(shù)的高度發(fā)展，機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)方面的難題將會(huì)得到妥善的解決。那個(gè)時(shí)候的機(jī)器人將能夠很好的行走和跳躍，很好的模擬生物的運(yùn)動(dòng)，從而大大解決因機(jī)器人運(yùn)動(dòng)不便所帶來的種種問題。同時(shí)經(jīng)過不懈的探索，人類必將在新材料的領(lǐng)域取得巨大突破，因此，未來的機(jī)器人會(huì)擁有和人一樣的身材及重量，在最大程度上模仿人的外形及運(yùn)動(dòng)。這種機(jī)器人更加接近電影中的機(jī)器人，這個(gè)時(shí)候的機(jī)器人可以說已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)很成熟的地步，機(jī)器人可以在更大的程度上代替人的工作，這時(shí)候，人類社會(huì)可以很好的從機(jī)器人身上得到想要的回報(bào)，會(huì)緩解很多社會(huì)問題。機(jī)器人可以走進(jìn)家庭，走進(jìn)工廠，走進(jìn)醫(yī)院。而由于運(yùn)動(dòng)學(xué)，仿生學(xué)和新材料的發(fā)展，我們將研制出更加完美的身體器官替代品。因此未來人的生命質(zhì)量將大大提高，現(xiàn)在很多無法解決的醫(yī)學(xué)問題也會(huì)得到很好的解決，這對(duì)于人類社會(huì)來講無疑是很有意義的一件事。機(jī)器人發(fā)展的另一個(gè)重要方面——傳感器也將得到極大的飛躍式發(fā)展。因此未來機(jī)器人是可以模仿人類的感覺的。這一點(diǎn)對(duì)于醫(yī)學(xué)方面極為重要。首先，通過機(jī)器人來模仿人在生病時(shí)的感覺變化以及在手術(shù)等醫(yī)療過程中的感覺變化對(duì)于我們以后更好的的改進(jìn)醫(yī)療手段具有十分重要的意義。同時(shí)，在身體器官的替代品中裝入合適的傳感器可以幫助患者更好的適應(yīng)與使用，使得殘疾人在身體感官上恢復(fù)到和正常人差不多的水平，將會(huì)大大方便患者的生活。第三，一些手術(shù)通過機(jī)器人來輔助或替代人的工作，會(huì)大大提高手術(shù)的準(zhǔn)確性和成功率。同時(shí)，由于機(jī)器人的自身的材料優(yōu)勢(shì)，他們可以抵擋嚴(yán)寒酷暑，不用呼吸，不怕輻射，因此在人類的空間探索方面將會(huì)給人類帶來極大的幫助。因此，好好利用這些機(jī)器人對(duì)人類來講是一比巨大的財(cái)富。機(jī)器人領(lǐng)域更加成熟的發(fā)展，這時(shí)候的人工智能也已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)新的高度。人類可以很好的模擬自身大腦的特點(diǎn)，將機(jī)器人的高運(yùn)算能力與人的思考決策能力完美的結(jié)合到一起，機(jī)器人將具有“智慧”。由于計(jì)算機(jī)業(yè)的巨大發(fā)展，電腦的智商將會(huì)大大超過人類。當(dāng)然，人類也可以通過植入輔助芯片等方式對(duì)自身大腦進(jìn)行深入開發(fā)，使我們的智力水平始終處于機(jī)器人之上。但是這是一個(gè)如何把握的問題，如果把握不好，將會(huì)給人類帶來滅頂之災(zāi)。于是，這個(gè)時(shí)候的社會(huì)已經(jīng)不只有人類一種智慧“生命”。面對(duì)這樣的一種情況，機(jī)器人是否甘愿作為人類的“奴仆”將會(huì)成為我們最擔(dān)心的問題。當(dāng)然，我們的科學(xué)家已經(jīng)提出了一種規(guī)則。但是這種規(guī)則在未來能否得到廣泛的應(yīng)用，還有就是這種規(guī)則是否適應(yīng)未來的發(fā)展，對(duì)于“智慧”機(jī)器人是否矛盾等等，這一系列的問題將會(huì)困擾人類。而這種“智慧”機(jī)器人的技術(shù)一旦被不懷好意的人所利用的話，那么對(duì)于人類社會(huì)將是毀滅性的打擊。就如好多電影中所描繪的，一旦機(jī)器人與人類開戰(zhàn)，不論誰(shuí)勝誰(shuí)敗，對(duì)于人類生命以及社會(huì)發(fā)展都是一場(chǎng)浩劫。我們?nèi)祟悺叭崛酢钡纳碥|無法與機(jī)器人的鋼鐵之軀相抗衡，而智力水平又不相上下，因此在這場(chǎng)能夠戰(zhàn)爭(zhēng)中，人類注定會(huì)處于下風(fēng)。于是在思考中，人類開始改造自己的身體，使用材料性能等于或優(yōu)于機(jī)器人的材料來替代身體上的器官。而現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)研究證明，人類的意識(shí)是可以復(fù)制的，只要人類意識(shí)不滅，人的“生命”就可以延續(xù)。因此，生活在水深火熱生活中的人類，開始將自己的意識(shí)存儲(chǔ)到容量極大的芯片上，然后植入一具機(jī)器人的身體中，這樣，相當(dāng)于復(fù)制了一個(gè)“自己”。隨著人類改造自身技術(shù)的日趨完善，人類的“壽命”將大大提高。起初，人類只是在一部分戰(zhàn)士身上進(jìn)行改造，同時(shí)還有那些由于肉身老化或者因?yàn)榧膊∪馍硪呀?jīng)無法繼續(xù)使用的人身上。但是隨著時(shí)間的推移，由于地球環(huán)境惡化以及資源緊缺，人類開始放棄自己的肉身，那個(gè)時(shí)候，我們將不再是傳統(tǒng)意義上的“人”，而應(yīng)該叫做“機(jī)器”人。于是，人類又開始了新一輪的迷茫。在這種情況下，由于機(jī)器身體所無法突破的局限性，我們將無法享受到很多普通人類的快樂以及痛苦。而在此情況下人類的性別也失去了意義，人類可以任意變換自己的外形。而