對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)

機(jī)器人機(jī)器人的發(fā)展史：上個(gè)世紀(jì)60年代前后，隨著微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)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(jī)器人。1959年，美國(guó)英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，取名“尤尼梅遜”，意為“萬能自動(dòng)”。尤尼梅遜的樣子像一個(gè)坦克炮塔，炮塔上伸出一條大機(jī)械臂，大機(jī)械臂上又接著一條小機(jī)械臂，小機(jī)械臂再安裝著一個(gè)操作器。這三部分都可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、伸縮，很像是人的手臂了。它的發(fā)明人專門研究了運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制信號(hào)的關(guān)系，編制出程序讓機(jī)器記住并模仿、重復(fù)進(jìn)行某種動(dòng)作。英格伯格和德沃爾認(rèn)為汽車制造過程比較固定，適合用這樣的機(jī)器人。于是，這臺(tái)世界上第一個(gè)真正意義上的機(jī)器人，就應(yīng)用在了汽車制造生產(chǎn)中。經(jīng)過近百年來的發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)在很多領(lǐng)域中取得了巨大的應(yīng)用成績(jī)，其種類也不勝枚舉，幾乎各個(gè)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(jī)器人的成長(zhǎng)經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一個(gè)階段中，機(jī)器人只能根據(jù)事先編好的程序來工作，這時(shí)它好像只有干活兒的手，不懂得如何處理外界的信息。打個(gè)比方，如果讓這樣的機(jī)器人去抓會(huì)損壞它的東西，它也一定會(huì)去做。第二個(gè)階段中，機(jī)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(yīng)的反饋。如果再讓它去抓某些東西，它可能就不干啦。第三個(gè)階段，機(jī)器就真正長(zhǎng)大成人啦，這時(shí)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(xué)習(xí)，用自己的思維來決策該做什么和怎樣去做。第一階段的機(jī)器人，是小孩子，人們稱它為“示教再現(xiàn)型”；第二階段的機(jī)器人是一個(gè)青年，人們稱它為“感覺型”；第三階段的機(jī)器人則是成年人，稱為“智能型”。1968年，美國(guó)斯坦福研究所研制出世界上第一臺(tái)智能型機(jī)器人。這個(gè)機(jī)器人可以在一次性接受由計(jì)算機(jī)輸出的無線遙控指令后，自己找到目標(biāo)物體并實(shí)施對(duì)該物體的某些動(dòng)作。1969年，該研究所對(duì)機(jī)器人的智能進(jìn)行測(cè)定。他們?cè)诜块g中央放置了一個(gè)高臺(tái)，在臺(tái)上放一只箱子，同時(shí)在房間一個(gè)角落里放了一個(gè)斜面體。科學(xué)家命令機(jī)器人爬上高臺(tái)并將箱子推到地下去。開始，這個(gè)機(jī)器人繞著臺(tái)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(tái)前并沿著這個(gè)斜面體爬上了高臺(tái)將箱子推了下去。這個(gè)測(cè)試表明，機(jī)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(jī)器人，人們采用了美國(guó)著名科普作家艾薩克·阿西莫夫?yàn)闄C(jī)器人制定的三條原則，它們是：第一：機(jī)器人不得傷害人，或任人受到傷害而無所作為；第二：機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但命令與第一定律相抵觸時(shí)例外；第三：機(jī)器人必須保護(hù)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(tái)帶有視覺的機(jī)器人，它們與數(shù)控機(jī)床等配合，按照程序完成生產(chǎn)任務(wù)。1992年，日本研制出一臺(tái)光敏微型機(jī)器人，體積不到3立方厘米，重1.5于人的五官，使機(jī)器人能夠識(shí)別外界環(huán)境，而平衡覺和固有覺則是機(jī)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(jī)器人而是自主機(jī)器人。1988年法國(guó)的埃斯皮奧將機(jī)器人定義為：機(jī)器人學(xué)是指設(shè)計(jì)能根據(jù)傳感器信息實(shí)現(xiàn)預(yù)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(duì)象。1987年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)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(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。在研究和開發(fā)未知及不確定環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人的過程中，人們逐步認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動(dòng)和交互技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深，機(jī)器人技術(shù)開始源源不斷地向人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決策、行動(dòng)和交互能力的特種機(jī)器人和各種智能機(jī)器，如移動(dòng)機(jī)器人、微機(jī)器人、水下機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、空中空間機(jī)器人、娛樂機(jī)器人等。對(duì)不同任務(wù)和特殊環(huán)境的適應(yīng)性，也是機(jī)器人與一般自動(dòng)化裝備的重要區(qū)別。這些機(jī)器人從外觀上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了最初仿人型機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人所具有的形狀，更加符合各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增強(qiáng)，從而為機(jī)器人技術(shù)開辟出更加廣闊的發(fā)展空間。機(jī)器人的分類：關(guān)于機(jī)器人如何分類，國(guó)際上沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有的按負(fù)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(yīng)用領(lǐng)域分。一般的分類方式見表：分類名稱簡(jiǎn)要解釋操作型機(jī)器人能自動(dòng)控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。程控型機(jī)器人按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。示教再現(xiàn)型機(jī)器人通過引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。數(shù)控型機(jī)器人不必使機(jī)器人動(dòng)作，通過數(shù)值、語言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。感覺控制型機(jī)器人利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。適應(yīng)控制型機(jī)器人機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動(dòng)。學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人機(jī)器人能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。智能機(jī)器人以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人。我國(guó)的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括：服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨(dú)立成體系的趨勢(shì)，如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。對(duì)機(jī)器人的一些淺見：記得早些年看過關(guān)于機(jī)器人的影片是斯皮爾伯格的《人工智能》，之后還有《變?nèi)恕贰ⅰ段磥響?zhàn)士》、《機(jī)器人總動(dòng)員》等。其中很明顯的一點(diǎn)，影片是描述的機(jī)器人都是人形機(jī)器人，并且他們都擁有人類一樣的情感，作為我們學(xué)習(xí)自動(dòng)化的學(xué)生不應(yīng)把機(jī)器人理解為長(zhǎng)相和人類似那才叫機(jī)器人，那樣就狹隘了。之前所述了機(jī)器人的定義就不再重復(fù)，對(duì)于我們將來可能在工作遇到的機(jī)器人我想是不會(huì)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(jī)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(jī)器，使他們不出錯(cuò)的完成好設(shè)定的工作任務(wù)。但在科技如此迅速的今天，我們也因考慮到我們與機(jī)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(duì)機(jī)器人作戰(zhàn)的場(chǎng)面已不陌生。機(jī)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(zāi)禍。教授凱文·渥維克是控制論領(lǐng)域知名專家，他在《機(jī)器的征途》一書中描寫了機(jī)器人對(duì)未來社會(huì)的影響。他認(rèn)為50年內(nèi)機(jī)器人將擁有高于人類的智能。機(jī)器人在某些方面確實(shí)比人類強(qiáng)，比如：速度比人快，力量比人大等，但機(jī)器人的綜合智能較人類還相去甚遠(yuǎn)，還沒有對(duì)人類形成任何威脅。但這是否說明人類永遠(yuǎn)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(yù)見從另一個(gè)角度給人們敲響了警鐘，不要給自己創(chuàng)造敵人?？寺〖夹g(shù)的出現(xiàn)，在社會(huì)上引起了很大的爭(zhēng)議，大多數(shù)國(guó)家禁止克隆人。對(duì)于機(jī)器人還沒有到這種地步，因?yàn)楝F(xiàn)在的機(jī)器人不僅未對(duì)我們構(gòu)成威脅，而且給社會(huì)帶來了巨大的裨益。對(duì)于一些對(duì)人類有害，如帶攻擊武器的軍用機(jī)器人應(yīng)