對機器人的認識

機器人機器人的發(fā)展史：上個世紀60年代前后，隨著微電子學和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，自動化技術(shù)也取得了飛躍性的變化，開始出現(xiàn)了現(xiàn)在普遍意義上的機器人。1959年，美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機器人，取名“尤尼梅遜”，意為“萬能自動”。尤尼梅遜的樣子像一個坦克炮塔，炮塔上伸出一條大機械臂，大機械臂上又接著一條小機械臂，小機械臂再安裝著一個操作器。這三部分都可以相對轉(zhuǎn)動、伸縮，很像是人的手臂了。它的發(fā)明人專門研究了運動機構(gòu)與控制信號的關(guān)系，編制出程序讓機器記住并模仿、重復進行某種動作。英格伯格和德沃爾認為汽車制造過程比較固定，適合用這樣的機器人。于是，這臺世界上第一個真正意義上的機器人，就應用在了汽車制造生產(chǎn)中。經(jīng)過近百年來的發(fā)展，機器人已經(jīng)在很多領(lǐng)域中取得了巨大的應用成績，其種類也不勝枚舉，幾乎各個高精尖端的技術(shù)領(lǐng)域更是少不了它們的身影。在這期間，機器人的成長經(jīng)歷了三個階段。第一個階段中，機器人只能根據(jù)事先編好的程序來工作，這時它好像只有干活兒的手，不懂得如何處理外界的信息。打個比方，如果讓這樣的機器人去抓會損壞它的東西，它也一定會去做。第二個階段中，機器人好像有了感覺神經(jīng)，具有了觸覺、視覺、聽覺、力覺等功能，這使得它可以根據(jù)外界的不同信息做出相應的反饋。如果再讓它去抓某些東西，它可能就不干啦。第三個階段，機器就真正長大成人啦，這時它不僅具有多種技能，能夠感知外面的世界，而且它還能夠不斷自我學習，用自己的思維來決策該做什么和怎樣去做。第一階段的機器人，是小孩子，人們稱它為“示教再現(xiàn)型”；第二階段的機器人是一個青年，人們稱它為“感覺型”；第三階段的機器人則是成年人，稱為“智能型”。1968年，美國斯坦福研究所研制出世界上第一臺智能型機器人。這個機器人可以在一次性接受由計算機輸出的無線遙控指令后，自己找到目標物體并實施對該物體的某些動作。1969年，該研究所對機器人的智能進行測定。他們在房間中央放置了一個高臺，在臺上放一只箱子，同時在房間一個角落里放了一個斜面體?？茖W家命令機器人爬上高臺并將箱子推到地下去。開始，這個機器人繞著臺子轉(zhuǎn)了20分鐘，卻無法登上去。后來，它發(fā)現(xiàn)了角落里的斜面體，于是它走過去，把斜面體推到平臺前并沿著這個斜面體爬上了高臺將箱子推了下去。這個測試表明，機器人已經(jīng)具備了一定的發(fā)現(xiàn)、綜合判斷，決策等智能為了規(guī)范機器人，人們采用了美國著名科普作家艾薩克·阿西莫夫為機器人制定的三條原則，它們是：第一：機器人不得傷害人，或任人受到傷害而無所作為；第二：機器人應服從人的一切命令，但命令與第一定律相抵觸時例外；第三：機器人必須保護自身的安全，但不得與第一、第二定律相抵觸。到了80年代，日本建立了首座無人工廠。工廠有1010臺帶有視覺的機器人，它們與數(shù)控機床等配合，按照程序完成生產(chǎn)任務。1992年，日本研制出一臺光敏微型機器人，體積不到3立方厘米，重1.5于人的五官，使機器人能夠識別外界環(huán)境，而平衡覺和固有覺則是機器人感知本身狀態(tài)所不可缺少的傳感器。這里描述的不是工業(yè)機器人而是自主機器人。1988年法國的埃斯皮奧將機器人定義為：機器人學是指設計能根據(jù)傳感器信息實現(xiàn)預先規(guī)劃好的作業(yè)系統(tǒng)，并以此系統(tǒng)的使用方法作為研究對象。1987年國際標準化組織對工業(yè)機器人進行了定義：工業(yè)機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機。我國科學家對機器人的定義是：“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”。在研究和開發(fā)未知及不確定環(huán)境下作業(yè)的機器人的過程中，人們逐步認識到機器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動和交互技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對機器人技術(shù)智能化本質(zhì)認識的加深，機器人技術(shù)開始源源不斷地向人類活動的各個領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應用特點，人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機器人和各種智能機器，如移動機器人、微機器人、水下機器人、醫(yī)療機器人、軍用機器人、空中空間機器人、娛樂機器人等。對不同任務和特殊環(huán)境的適應性，也是機器人與一般自動化裝備的重要區(qū)別。這些機器人從外觀上已遠遠脫離了最初仿人型機器人和工業(yè)機器人所具有的形狀，更加符合各種不同應用領(lǐng)域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增強，從而為機器人技術(shù)開辟出更加廣闊的發(fā)展空間。機器人的分類：關(guān)于機器人如何分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標準，有的按負載重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按結(jié)構(gòu)分，有的按應用領(lǐng)域分。一般的分類方式見表：分類名稱簡要解釋操作型機器人能自動控制，可重復編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。程控型機器人按預先要求的順序及條件，依次控制機器人的機械動作。示教再現(xiàn)型機器人通過引導或其它方式，先教會機器人動作，輸入工作程序，機器人則自動重復進行作業(yè)。數(shù)控型機器人不必使機器人動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教，機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。感覺控制型機器人利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。適應控制型機器人機器人能適應環(huán)境的變化，控制其自身的行動。學習控制型機器人機器人能“體會”工作的經(jīng)驗，具有一定的學習功能，并將所“學”的經(jīng)驗用于工作中。智能機器人以人工智能決定其行動的機器人。我國的機器人專家從應用環(huán)境出發(fā)，將機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。所謂工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務于人類的各種先進機器人，包括：服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等。在特種機器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨立成體系的趨勢，如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。對機器人的一些淺見：記得早些年看過關(guān)于機器人的影片是斯皮爾伯格的《人工智能》，之后還有《變?nèi)恕?、《未來?zhàn)士》、《機器人總動員》等。其中很明顯的一點，影片是描述的機器人都是人形機器人，并且他們都擁有人類一樣的情感，作為我們學習自動化的學生不應把機器人理解為長相和人類似那才叫機器人，那樣就狹隘了。之前所述了機器人的定義就不再重復，對于我們將來可能在工作遇到的機器人我想是不會出現(xiàn)以上電影所描述的那一類的，我們將遇到的是大量的工業(yè)機器人，而我們大多數(shù)的本科畢業(yè)生如果從事相關(guān)專業(yè)的工作的話，干的將是”照顧好”這些機器，使他們不出錯的完成好設定的工作任務。但在科技如此迅速的今天，我們也因考慮到我們與機器人的關(guān)系，是敵是友，是奴主關(guān)系，還是朋友關(guān)系。在科幻小說和電影電視中，我們對機器人作戰(zhàn)的場面已不陌生。機器人不外乎分為兩種，一種是人類的朋友，協(xié)助正義戰(zhàn)勝邪惡；另一種則是人類的敵人，給世界帶來災禍。教授凱文·渥維克是控制論領(lǐng)域知名專家，他在《機器的征途》一書中描寫了機器人對未來社會的影響。他認為50年內(nèi)機器人將擁有高于人類的智能。機器人在某些方面確實比人類強，比如：速度比人快，力量比人大等，但機器人的綜合智能較人類還相去甚遠，還沒有對人類形成任何威脅。但這是否說明人類永遠能控制或戰(zhàn)勝自己的創(chuàng)造物呢？現(xiàn)在還不得而知。這些預見從另一個角度給人們敲響了警鐘，不要給自己創(chuàng)造敵人。克隆技術(shù)的出現(xiàn)，在社會上引起了很大的爭議，大多數(shù)國家禁止克隆人。對于機器人還沒有到這種地步，因為現(xiàn)在的機器人不僅未對我們構(gòu)成威脅，而且給社會帶來了巨大的裨益。對于一些對人類有害，如帶攻擊武器的軍用機器人應