机器人控制器的现状及展望
机器人控制器的现状及展望概要
机器人控制器的现状及展望摘要机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一, 它从一定程度上影响着机器人的发展。
本文介绍了目前机器人控制器的现状, 分析了它们各自的优点和不足, 探讨了机器人控制器的发展方向和要着重解决的问题。
1引言从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有 50年了,在这短短的几年里,伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步,机器人的发展已经历了 3代:(1 可编程的示教再现型机器人; (2 基于传感器控制具有一定自主能力的机器人; (3 智能机器人。
作为机器人的核心部分, 机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一。
它从一定程度上影响着机器人的发展。
目前,由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步, 使得机器人的研究在高水平上进行, 同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求。
对于不同类型的机器人, 如有腿的步行机器人与关节型工业机器人, 控制系统的综合方法有较大差别,控制器的设计方案也不一样。
本文仅讨论工业机器人控制器问题。
2机器人控制器类型机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置, 它是机器人的心脏,决定了机器人性能的优劣。
从机器人控制算法的处理方式来看,可分为串行、并行两种结构类型。
2.1串行处理结构所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理。
对于这种类型的控制器, 从计算机结构、控制方式来划分,又可分为以下几种。
(1单 CPU 结构、集中控制方式用一台功能较强的计算机实现全部控制功能。
在早期的机器人中, 如 Hero-I, Robot-I等, 就采用这种结构, 但控制过程中需要许多计算 (如坐标变换 , 因此这种控制结构速度较慢。
(2二级 CPU 结构、主从式控制方式一级 CPU 为主机,担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能,同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补, 并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存, 供二级 CPU 读取;二级 CPU 完成全部关节位置数字控制。
智能机器人的发展现状及未来趋势
智能机器人的发展现状及未来趋势智能机器人近年来得到了越来越多人的关注和研究。
它们拥有智能化、自学习、自我调节等功能，可以在生产制造、服务等多个领域发挥巨大作用。
本文将从智能机器人的发展现状、应用领域、技术挑战和未来趋势等方面进行深入分析。
一、智能机器人的发展现状智能机器人起步于1961年，随着技术的不断进步和智能化凋求的发展，智能机器人的品种及应用领域也逐渐增加。
目前，智能机器人主要分为三个类别：工业机器人、服务机器人和特种机器人。
工业机器人主要应用于汽车、电子、冶金等工业领域，主要功能为搬运、装配、焊接等，以提高生产效率和降低成本。
近年来，随着工业机器人的智能化程度的不断提高，它们的应用范围也在不断扩大。
服务机器人主要应用于医疗、教育、餐饮等服务领域。
它们可以提供陪伴、照看、交互等服务，同时降低了劳动力成本，提高了服务质量。
目前，服务机器人虽然还面临着技术挑战和实用难题，但这个领域的未来发展前景十分广阔。
特种机器人主要是应用在危险场合、外太空、深海等环境中，以完成代替人类进行作业。
它们可以拆弹、搜索、勘察、采集等一系列任务，为人类安全和发展保驾护航，具有重要的社会意义和经济价值。
二、智能机器人的应用领域智能机器人应用领域广泛，可以涉及工业、医疗、教育、农业和家庭等多个领域。
以下将分别从这些应用领域进行阐述。
1.工业领域工业机器人的应用领域主要集中在汽车、电子、物流、冶金等制造及相关领域。
智能机器人在工业领域中，主要发挥着减少人力成本、提高生产效率、提高产品质量等方面的作用。
例如，利用工业机器人实现自动化生产，零件的设计、加工、成品检测全过程可以自动完成，生产效率提高了近十倍。
而自动化的生产厂家还大大降低了成本，缩短了生产周期和工艺流程，减少了人员的操作风险。
2.医疗领域智能机器人在医疗领域中主要用于手术和诊断。
从2000年开始，智能机器人在手术中的应用获得了长足的进展，其中Da Vinci机器人成为最受欢迎的机器人手术设备之一。
机器人技术的发展现状及未来发展趋势
机器人技术的发展现状及未来发展趋势近年来，随着科技的快速发展，机器人技术已经取得了长足的进步，并在许多领域展现出了巨大的潜力。
本文将探讨机器人技术当前的发展现状，以及未来的发展趋势。
一、机器人技术的当前发展现状机器人技术目前已经在诸多领域得到广泛应用，例如工业生产、医疗健康、农业和日常生活等。
在工业生产方面，机器人已经成为生产线上不可或缺的角色，能够高效地完成重复性工作，并取代人工劳动力，提高生产效率。
在医疗健康领域，机器人在手术操作、康复训练和老年护理等方面有着重要的应用，减轻了医护人员的负担，并提供了更加准确和安全的医疗服务。
在农业领域，机器人可以实现自动化的农田管理和植物种植，提高了农业生产的效益，减少了对农药和化肥的使用。
此外，机器人在家庭中也扮演着越来越重要的角色，例如智能家居、保洁和陪伴等方面。
不仅如此，机器人技术在人工智能、感知技术和运动控制等领域也取得了显著的突破。
人工智能的发展使得机器人能够具备自主学习和决策的能力，不再仅仅是机械设备的扩展。
感知技术的进步使得机器人能够感知和理解周围的环境，并作出相应的反应。
运动控制技术的提高使得机器人能够进行更加精细和准确的动作，逼真地模拟人类的行为。
这些技术的发展都推动了机器人技术的进步和广泛应用，为人类创造了更多的可能性。
二、机器人技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，机器人技术在未来有望取得更大的突破，并将进一步改变我们的生活和社会。
以下是机器人技术未来发展的几个趋势：1. 人机交互的改善：未来机器人技术将更加注重人机交互的流畅度和自然度。
随着人工智能和语音识别技术的不断发展，我们可以期待与机器人之间的交流变得更加亲切和智能化。
机器人将能够理解我们复杂的需求，并能够根据情境做出相应的回应和决策。
2. 社会服务的延伸：随着人口老龄化的加剧和社会需求的增加，机器人技术将在社会服务方面扮演越来越重要的角色。
未来的机器人将能够提供更加全面和个性化的服务，例如医疗护理、家庭陪护、社区服务等。
智能机器人的发展现状与未来趋势
智能机器人的发展现状与未来趋势近年来，随着科技的飞速发展，智能机器人逐渐从科幻电影中走进现实生活。
如今，智能机器人已经成为人类生活中不可或缺的一部分，而其发展的现状和未来的趋势也引起了广泛的关注。
一、发展现状智能机器人的发展可以追溯到20世纪70年代早期。
最初的机器人多用于工业生产领域，如汽车厂、电子厂等。
随着技术的不断进步，机器人逐渐具备了一定的感知和识别能力，能够完成简单的视觉和语音任务。
例如，在酒店或商场中，我们常见到的服务机器人，就可以根据顾客的需求给予相应的服务。
同时，智能机器人在医疗领域的应用也越来越广泛。
无论是手术辅助机器人，还是康复训练机器人，都极大地提高了医疗质量和效率。
此外，智能机器人在警察、消防员等危险领域的应用也逐渐增多，可以替代人类完成一些危险任务，从而保障人们的安全。
二、未来趋势随着人工智能技术的突破和智能机器人的不断发展，智能机器人未来的趋势将更加多样化和智能化。
首先，智能机器人将会更好地适应人类日常生活的需求。
例如，智能家居机器人将能够通过语音指令完成打扫、烹饪等家务，提供更加便利的生活体验。
智能机器人的智能化程度将得到提升。
目前，主要通过预设程序或规则进行操作的机器人将会向更加具备自主决策能力的机器人转变。
它们能够根据环境和任务变化进行自我学习和优化，并且能够采取灵活的行动。
另外，智能机器人将不仅仅是机械结构，更加融合了人文关怀。
在医疗领域，智能机器人将能够给予病人更加温暖的陪伴和关怀。
在教育领域，智能机器人将扮演更为重要的角色，为学生提供更加个性化的辅导和教学。
三、挑战与未来展望当然，智能机器人的发展也面临着种种挑战。
首先是技术难题。
增加机器人的智能化程度需要更加强大的算法和计算能力支撑，同时还需要解决机器人自主决策中的伦理和安全问题。
其次是人机合作的挑战。
智能机器人的出现，使得人类和机器人的互动更加频繁。
然而，如何确保人机之间的顺畅沟通和合作仍然是一个亟需解决的问题。
2024年机器人控制器市场分析现状
2024年机器人控制器市场分析现状引言机器人在工业、医疗、家庭服务等领域的应用越来越广泛，而机器人控制器作为机器人系统的核心部件，对机器人的性能和功能起着重要的决定作用。
本文将对当前机器人控制器市场的现状进行分析，探讨市场的主要特点和发展趋势。
市场规模机器人控制器市场在过去几年呈现出高速增长的趋势。
根据市场研究公司的数据，2019年全球机器人市场规模达到了250亿美元，其中机器人控制器市场占据了约30%的份额。
预计到2025年，全球机器人控制器市场规模将达到400亿美元。
市场竞争格局目前，机器人控制器市场竞争激烈，主要的竞争对手包括ABB、SIEMENS、FANUC、YASKAWA等国际知名企业。
这些企业凭借其技术实力和品牌影响力，占据了市场的主要份额。
除了这些大型企业，还有一些专注于机器人控制器的创业公司涌现，它们在某些细分领域具有特殊的技术优势。
市场驱动因素机器人控制器市场的增长得益于多个因素的驱动。
首先，随着人工智能和机器学习等技术的发展，机器人控制器的功能不断增强，可以实现更复杂、智能的机器人操作。
其次，工业自动化的推进和劳动力成本的上升也促使企业采用机器人来代替人力，进一步推动了机器人控制器市场的增长。
此外，医疗、家庭服务等领域对机器人的需求也在不断增加，进一步拉动了机器人控制器市场的需求。
市场挑战与机会虽然机器人控制器市场面临巨大的机遇，但也存在一些挑战。
首先，技术创新和研发投入非常重要，企业需要不断提高机器人控制器的性能和功能，以满足市场需求。
此外，机器人控制器的价格问题也需要解决，特别是对于中小型企业来说，价格过高可能成为市场进入的障碍。
此外，一些国家在机器人控制器进口方面设有限制，这也对市场形成一定的制约。
然而，市场的挑战中也蕴含着机会。
随着机器人应用场景的不断扩大，市场对机器人控制器的需求将持续增长。
此外，随着技术的进步和成本的下降，机器人控制器有望进一步普及，推动市场的扩大。
机器人控制技术的发展趋势
机器人控制技术的发展趋势随着科技的飞速发展，机器人技术在各个领域得到了广泛应用，并不断的取得新的进步和突破，它已成为人们的生产与生活的利器。
而机器人控制技术的发展也是其取得成功的关键。
一、人类与机器人的互动随着机器人技术的发展，人类与机器人之间的互动也日趋紧密。
传统的机器人通常是单独工作，人类只能通过编程来控制它们的行动。
现在，机器人变得更加灵敏，它们能够感知周围环境，能够通过视觉、触觉、声音等传感器来感知人类的行为和语言，从而与人类进行有效的交互。
在未来，人机协同合作将成为一种趋势，更加便捷和互动的机器人与人类在生产、服务、娱乐等方面将会更加广泛地运用。
二、智能化控制新一代的机器人不再是简单的执行任务，而是越来越具备了人形化、智能化和可编程化的特点。
机器人控制技术得到了迅速的发展和提升，使其具备了更高的智能和自主性，能够根据不同的任务和环境来自主学习和执行任务。
此外，还能自动识别物体、处理数据和控制力度。
它们的智能化控制有望推动新型机器人领域的快速发展。
三、网络化控制近年来，机器人的网络化控制技术也经过了巨大的发展。
网络化控制使得机器人可以通过互联网与其他机器人或人类进行信息传输和共享，从而提高机器人的效率和可靠性，实现远程控制和协同作业。
这种技术现在已经被广泛应用于工业自动化、机器人应用、智能物流等领域。
四、模块化控制模块化控制是指利用模块化原理将机器人的控制板、传感器、电机等组成单个独立的模块，借助于模块化技术来完成对机器人的控制。
由于模块化控制技术将机器人的各个模块解耦，因此在维护、维修和升级方面具有很大优势，对于原先难以维修的故障部位，采用模块化技术可以轻松替换。
在未来，这种技术的应用将使得机器人的维修更加简单和灵活。
五、大数据控制数据对于现代机器人控制至关重要，因为它可以用来弥补机器人深度学习中缺失的知识，并辅助决策。
大数据控制将数据存储到云端，通过相应的算法和模型管理与应用这些数据，以帮助机器人更好的完成任务。
工业机器人的发展现状及发展趋势
工业机器人的发展现状及发展趋势引言概述：工业机器人是一种能够自主工作的机器人，广泛应用于生产线上的自动化生产中。
随着科技的发展，工业机器人的应用范围越来越广，性能也越来越强大。
本文将从工业机器人的发展现状和发展趋势两个方面进行详细介绍。
一、发展现状1.1 自动化水平不断提高随着工业机器人技术的不断进步，自动化水平在不断提高。
现代工业机器人可以完成更加复杂的操作，减少人工干预，提高生产效率。
1.2 应用领域不断扩大工业机器人的应用领域不断扩大，不仅在汽车制造、电子生产等传统领域有广泛应用，还在医疗、农业等领域开始发挥作用。
1.3 智能化程度逐渐提升随着人工智能技术的发展，工业机器人的智能化程度也在逐渐提升。
机器人可以通过学习和适应不同环境，更加灵活地应对各种工作场景。
二、发展趋势2.1 人机协作成为趋势未来工业机器人的发展趋势是人机协作，即机器人与人类共同工作。
机器人将更加智能化，能够与人类实现更加紧密的合作。
2.2 柔性制造技术逐渐成熟柔性制造技术是工业机器人的一个重要发展方向，未来工业机器人将更加灵活，能够适应不同的生产需求。
2.3 数据驱动的智能制造数据驱动的智能制造将成为未来工业机器人的发展方向。
通过大数据分析和人工智能技术，工业机器人可以更好地预测和优化生产过程。
三、发展挑战3.1 安全性问题随着工业机器人的普及，安全性问题成为一个重要挑战。
如何确保机器人与人类安全地共同工作是一个亟待解决的问题。
3.2 技术标准统一工业机器人的技术标准尚未完全统一，这给不同厂商的产品兼容性带来一定困难。
未来需要加强国际间的技术标准统一工作。
3.3 人才短缺随着工业机器人技术的不断发展，对高素质的人才需求也在增加。
如何培养更多的工业机器人专业人才是一个亟待解决的问题。
四、发展机遇4.1 产业升级需求随着产业升级的需求不断增加，工业机器人将有更广阔的应用空间。
机器人可以帮助企业提高生产效率，降低成本，提升竞争力。
机器人技术的研究现状及其应用前景
机器人技术的研究现状及其应用前景一、前言在现代社会，机器人技术的发展逐渐走向了成熟，不仅解决了许多人类无法完成的工作任务，还大大提升了生产效率和工作质量。
本文将从机器人技术研究现状入手，探讨其应用前景及发展方向。
二、研究现状1.机器人技术的发展概况人类梦寐以求的机器人，经过长期的技术发展和实践运用，现已逐步升华成为一种具有自主决策能力、自我修复和学习能力的智能体。
机器人技术发展的根本目的是让机器人能够与人类实现更加多样、深入的交互，从而更好地服务人类社会。
当前机器人技术已覆盖制造业、家居服务、医疗、教育及环保等多个领域，并在未来将会有更多的应用场景，为人类创造更多的利益和附加值。
2.机器人技术的研究方向随着市场需求的增长和技术水平的提高，机器人技术也在不断地升级和迭代。
未来的机器人将不再只是单一的执行者，而是更具备交互、学习、适应和创新能力的多功能、复合型工具。
机器人技术的发展方向如下：（1）智能机器人：研究如何让机器人通过自身的学习和积累，具备更高的人类智能水平，从而更好地执行复杂的任务。
（2）可穿戴机器人：研究如何将机器人融合进入日常生活，消除掉对人类的许多限制，如疲劳、老化等。
（3）模块化机器人：研究如何通过模块化的设计，让机器人成为一种可操作的组合式机器人，给予用户更大的灵活度。
（4）仿生机器人：研究如何模仿动物的姿态和习性，使机器人具备更优秀的运动和执行能力。
三、应用前景1.工业应用工业机器人是机器人技术最早而成熟的应用领域之一，目前已广泛应用于汽车、电子、机械制造和轻工业等多个领域。
随着国家对智能制造的大力发展推广，工业机器人逐步走向智能化、灵活化、自动化的方向。
2.家居服务在未来，家居服务机器人将成为家庭助手的重要组成部分，可在家庭生活中完成多个任务，如打扫卫生、照顾老人、帮助孩子学习等。
这些机器人将成为现代家庭中从事家务、陪伴老人和教育孩子的好帮手，从而大大提高家庭生产力和生活质量。
中国机器人发展现状及趋势
中国机器人发展现状及趋势中国机器人发展现状及趋势如下：一、发展现状持续壮大：中国已连续11年成为全球最大工业机器人市场，近三年新增装机量占全球一半以上。
2022年，中国机器人全行业营业收入超过1700亿元，工业机器人产量为44.3万套，服务机器人产量达到645.8万台。
2023年上半年，工业机器人产量达到了22.2万套，同比增长5.4%，服务机器人产量353万套，同比增长9.6%。
到2024年7月，中国持有的机器人相关有效专利超过19万项，占全球比重约三分之二。
应用领域不断拓展：工业机器人广泛应用于汽车、电子、机械等制造业，且在新能源汽车、光伏产业光伏产业应用增长迅速，成为行业发展主引擎。
服务机器人在家庭服务、医疗康养、物流、餐饮等领域实现规模化应用，特种机器人在空海探索、应急救援等领域发挥重要作用。
例如，物流领域使用仓储机器人提高分拣效率；医疗领域有手术机器人协助进行高精度手术。
技术水平逐步提升：中国在机器人模块化与重构、多任务规划与智能控制、信息感知与导航等技术方向积累了一批专利成果，部分国产机器人已达到世界领先水平。
同时，人工智能、物联网和 5G 技术的深度融合，赋予机器人更高的智能化、灵活性与效率。
例如，国内首台单孔腔镜机器人能在难度更大的手术中发挥作用；列车智能巡检机器人可替代技术工人采集车底、车侧高清图像和 3D 数据。
产业集群效应显现：中国形成了以京津冀、长三角、珠三角地区为代表的机器人产业集群，拥有北京、深圳、上海、东莞、杭州、天津、苏州、佛山、广州、青岛等产业集聚地，并涌现出一批在细分领域具有较强竞争力的新锐企业和和专精特新“小巨人”企业。
企业竞争力增强：虽然我国的工业机器人市场仍以外资品牌机器人为主，但内资品牌的市场份额逐年增加，国产替代进程显著加速。
一些国内企业在机器人研发、生产和市场拓展方面取得了显著成绩，如埃斯顿等国产工业机器人领军企业。
二、发展趋势技术创新融合加速：机器人产业技术将加快融合创新突破，人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术与机器人技术的融合将不断深化，推动机器人向更加智能化、自主化、灵活化方向发展。
机器人技术的现状及前景展望
机器人技术的现状及前景展望随着科技的快速发展，机器人技术也愈加成熟，开始在不同的领域发挥越来越重要的作用，如工业制造，医疗卫生，交通运输等。
机器人技术不仅在工业生产上提高生产能力，而且在服务业的普及和发展方面也逐渐受到了广泛的关注和追捧。
一、目前机器人技术的状况机器人是一种为人工设计，可重复执行任务的自动化系统。
现在已有成千上万种不同类型的机器人在世界各地的厂房、医院和各种机构中被广泛使用。
以制造和工业领域为例，机器人技术的应用已成为推动制造业不断升级的重要力量。
大型汽车制造商采用机器人替代人工完成车身和底盘的焊接和喷涂工作，机器人在生产中比人力操作更加精准和高效。
此外，机器人技术在协助废弃物处理、建筑设计、农业劳动力等领域也已经有所应用。
在医疗卫生领域，机器人便可用于手术和救援等重要任务。
假如地震等灾难发生后，如何迅速救援被困者的生命成为一项非常困难的任务，这时机器人恰好弥补了这一缺陷，可以通过随时的监测，迅速搜索并救助被困民众。
不仅如此，医薬科技的发展也利用了机器人技术，比如运用画中人工智能机器人来深读和感知肺部图像数据，以便进行临床辅助诊断。
机器人技术不断渗透到日常生活的方方面面，能为人们带来更便利高效的服务。
二、机器人技术的前景机器人技术的进一步发展将在未来的生活中扮演重要的角色。
一些研究者预测，未来的生活将会有很多机器人协助人们完成日常事务和工作，这些机器人将会在家庭、商店和办公室等不同场合得到应用。
机器人技术的发展也意味着在一些原来不可能完成的任务现在也有新的机会。
比如在天文学和空间航天探索等领域，机器人技术开始扮演重要的角色，完成人类无法完成的任务。
机器人是未来的趋势，也是未来的发展方向。
随着社会进步，机器人技术的应用越来越广泛，不断提高生产效率和劳动生产率的同时，也在不断创造新的就业机会。
机器人应用在生产制造和服务领域，不仅减轻了人力的压力，而且极大地提高了人们的生活品质，如保洁机器人、餐厅服务机器人、康复护理机器人等等。
我国机器人技术发展现状及未来趋势展望
我国机器人技术发展现状及未来趋势展望机器人技术是现代科技领域的一个重要研究方向。
随着科技的进步和人工智能的发展，机器人技术在我国取得了长足的进展，并呈现出蓬勃的发展势头。
本文将就我国机器人技术的现状和未来趋势进行论述。
一、机器人技术的发展现状近年来，我国机器人技术得到了广泛应用和迅猛发展。
首先，在制造业领域，机器人技术的应用逐渐取代了传统的人力。
无论在汽车制造、电子设备生产还是生活电器制造方面，机器人都具备高效率、高精度、高稳定性的特点，大大提高了生产效率和产品质量。
其次，在服务业领域，机器人技术的应用不断拓展。
在医疗领域，机器人可以辅助医生进行手术，提高手术的精确度和安全性。
在餐饮业和酒店业，机器人可以代替人工从事接待、送餐等工作，提升服务质量和效率。
同时，在物流和仓储行业，机器人也扮演着重要的角色，可以实现自动化的搬运和分拣，提高仓储物流的效率。
此外，在军事和安防领域，机器人技术的应用也显示出巨大潜力。
机器人可以在危险的环境下执行任务，减少人员伤亡风险。
例如，在巡逻、排雷和侦察方面，机器人可以发挥重要作用。
二、我国机器人技术发展的优势和挑战我国在机器人技术领域有着优势和潜力。
首先，我国具备庞大的劳动力和人才资源，为机器人技术的发展提供了坚实的基础。
其次，我国在制造业方面拥有丰富的经验和市场需求，有利于机器人技术的落地和应用。
再次，我国政府对机器人技术的支持力度不断增加，通过政策引导和资金投入，促进了机器人技术的发展。
然而，我国在机器人技术发展方面也面临一些挑战。
首先，机器人技术的核心关键技术仍然受制于人外企业，我国自主创新能力相对较弱，需要加强基础研究和核心技术研发。
其次，机器人技术的高成本和长周期也是制约发展的因素之一。
此外，机器人的安全性和隐私问题也亟待解决。
三、未来机器人技术的发展趋势展望未来，机器人技术将继续迎来新的发展机遇。
首先，随着人工智能、大数据和物联网技术的不断进步，机器人将具备更高的智能化水平。
2023年机器人控制器行业市场发展现状
2023年机器人控制器行业市场发展现状
机器人控制器是机器人运动控制和数据处理的核心部件，是机器人技术的重要组成部分之一。
随着机器人技术的快速发展和应用场景的不断拓展，机器人控制器行业市场呈现出以下发展现状：
一、市场规模大幅扩大
机器人控制器市场规模不断扩大，根据市场研究公司的统计数据显示，预计到2025年，全球机器人控制器市场将达到89亿美元，增长率为10.6％。
从国内市场来看，在“机器换人”政策的支持下，国内机器人市场呈现井喷式发展，机器人控制器市场也得到了快速发展，数据显示，国内机器人控制市场规模在2020年达到58亿元。
二、应用场景更加多样化
随着技术的提升和成本的降低，机器人控制器技术得到了更广泛的应用。
目前，机器人控制器已不仅仅应用于工业制造领域，还涵盖了医疗、服务、农业、环保等多个领域。
例如，手术机器人、无人驾驶汽车、智能家居清洁机器人等，都是机器人控制器技术的应用。
三、关键技术不断创新
机器人控制器行业的关键技术不断创新。
例如，通过深度学习、计算机视觉、自然语言处理等人工智能技术的加入，使得机器人能够更好地识别和理解环境和任务。
同时，新的控制算法的研究也提高了机器人运动的精度和效率。
四、企业竞争加剧
机器人控制器行业市场竞争不断加剧。
市场上出现了众多的机器人控制器制造商，这也加剧了市场的竞争。
各家企业通过技术创新、产品差异化、品牌营销等方面，以占据更大的市场份额。
总的来看，机器人控制器技术在市场需求的推动下不断发展创新，在重要应用场景中得到广泛应用。
随着各种技术的不断普及与创新，机器人控制器行业市场前景依旧广阔，将继续呈现出稳步增长的态势。
智能机器人技术发展现状及未来发展趋势
智能机器人技术发展现状及未来发展趋势近年来，随着科技的发展，智能机器人已经渐渐成为了人们眼中的新宠儿。
无论是在工业生产、医疗行业还是家庭生活中，它们都扮演了越来越重要的角色。
本文将会探讨智能机器人技术的发展现状以及未来的发展趋势。
一、发展现状智能机器人的技术已经在全球范围内享有了广泛的应用。
根据统计数据，截至2021年，全球机器人的销售量已经达到了80万台以上，而智能机器人的销售额已经超过了1.4亿美元。
这足以证明智能机器人技术正处于快速发展的阶段。
在工业生产领域，智能机器人的普及可以大大提高生产效率并降低劳动力成本。
尤其是在汽车制造、电子工业、医药制造、物流等大规模、重复性工作环境下，机器人几乎可以完全替代人工。
在医疗行业，智能机器人也被广泛运用。
例如，手术机器人可以使手术更加准确安全，而可穿戴设备和智能床垫则可以监测病人的健康状况，为医生提供更好的诊治经验。
在家庭生活领域，智能机器人的普及已经成为了趋势。
智能家居、智能家电等产品已经流行起来，而智能助手、智能扫地机器人也成为了现代家庭的必备之物。
智能机器人为人们的日常生活带来了诸多便利，这也进一步推动了智能机器人的发展和普及。
二、未来发展趋势智能机器人作为新兴技术，其未来发展潜力巨大。
可以预见的是，未来智能机器人的趋势将会越来越多样化和普及化。
具体来说，未来智能机器人的发展趋势将分为以下几个方向：1. 人工智能与机器人技术相结合人工智能技术正快速发展，机器人技术也在不断提高。
未来，机器人将会成为人工智能技术的重要载体之一。
机器人通过人工智能技术的支持，可以拥有更强大的自主判断和学习能力，与人类的交互性越来越多。
2. 智能化越来越普及随着智能家居、智能助手等消费市场的持续发展，智能化将会越来越普及，从而成为智能机器人应用的重要领域。
智能机器人将根据用户的真实需求进行开发应用，助力人们的生活更加便捷。
3. 开放性平台与软件生态的发展未来，智能机器人产品将会呈现开放性的趋势，硬件将会向标准化、集成化等方向发展，而更多关注点将放在开放API、平台、系统深度整合和开发等方面，从而极大地降低应用开发门槛且拓展更加丰富的应用场景，推动各类行业的智能化和数字化发展。
机器人智能控制技术的发展趋势
机器人智能控制技术的发展趋势自从机器人横空出世，人们就一直在探索如何让机器人拥有更智能的控制能力。
如今，随着人工智能技术的不断发展，机器人智能控制技术也得到了巨大的提升。
本文将从多个方面来探讨机器人智能控制技术的发展趋势。
一、机器人智能控制技术的现状在今天的市场中，人们可以看到各种各样的机器人，从工业机器人、服务机器人、家庭机器人，到军事机器人等等。
机器人的智能控制技术已经开始得到了广泛的应用，并在许多领域产生了深远的影响。
首先，机器人的智能控制技术已经实现了协作与交互。
例如，在自动化工厂中，多个机器人可以协作完成一个任务，不仅提高了生产效率，还缩短了生产周期。
在家庭机器人领域，机器人可以和人类进行语言交互，完成人们的各种需求，从而大大方便了现代人类的生活。
其次，机器人的智能控制技术也已经开始运用一些新的感知技术。
例如，在工业自动化中，机器人实现了对环境的自适应感知，从而使机器人可以更加合理地处理诸多复杂的环境变化。
在医疗服务领域，机器人使用激光感应技术进行手术，在确保手术准确性的同时，也能保护患者的安全。
总体来看，机器人的智能控制技术正在不断地进步，并得到广泛的应用和推广。
二、机器人智能控制技术的未来发展趋势1、人工智能技术的融合随着人工智能技术的发展，越来越多的机器人开始拥有自我学习和自我调节的能力。
未来的机器人智能控制技术将借鉴人类的自主控制理论，在机器人手臂、机器人头部等关节处做出一些重要的改变，从而使机器人的移动能力和灵活度得到进一步提高。
2、感知技术的提升从传感器网络、机器视觉到激光扫描，多种多样的感知技术正在被引入到机器人智能控制技术中。
未来，这些感知技术有望更好地发挥自身优势，从而使机器人更加高效、精准、灵敏地感知周围环境。
3、多层次的控制系统未来机器人智能控制技术将会建立更加多层次的控制系统，从而更好地管理机器人的动作和行为。
在此基础上，机器人可以更好地符合人们的需求，自我学习，自我调节，并能更好地重复执行特定的工作。
机器人发展现状及未来趋势
机器人发展现状及未来趋势一、机器人现状及国内外发展趋势国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。
2．机械结构向模块化、可重构化发展。
例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。
3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
5．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。
6．当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。
美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。
7．机器人化机械开始兴起。
从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一探索开拓其实际应用的领域。
我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。
机器人技术的发展现状与未来趋势
机器人技术的发展现状与未来趋势随着科技的不断进步和人工智能的迅速发展，机器人技术成为当前最受关注的话题之一。
从早期的简单程序控制到现在的自主化、交互式智能机器人，机器人技术的发展取得了巨大突破。
本文将探讨机器人技术的发展现状以及未来的发展趋势。
一、机器人技术的发展现状1. 机器人在制造业的应用在制造业领域，机器人技术被广泛应用于生产线上的重复性劳动。
机器人可以提高生产效率和质量，并降低了人力成本。
例如，汽车制造领域的焊接、喷涂等工序，已经由机器人代替了传统的人工操作。
随着机器人的智能化和灵活性的增强，它们还可以适应不同的生产需求，实现多种任务的联合完成。
2. 机器人在医疗领域的应用机器人技术在医疗领域也有广泛的应用。
例如，手术机器人可以实现微创手术，提高手术的精确性和安全性。
机器人还可以扮演护理助手的角色，协助病人进行疗养和日常生活的照料。
通过机器人技术，医疗资源得到更好的利用，进一步提高了医疗水平。
3. 机器人在家庭服务领域的应用随着家庭结构的变化和老龄化问题的日益突出，机器人在家庭服务领域的应用也成为了研究的热点。
智能家居系统、家庭清扫机器人、陪伴机器人等为家庭提供了更多的便利和舒适。
然而，目前家庭服务机器人的智能程度和适应性仍有待提高，需要进一步改进技术和算法。
二、机器人技术的未来趋势1. 机器人智能化的发展随着人工智能的不断进步，机器人的智能化程度将得到进一步提高。
未来的机器人不仅能够实现简单的交互和响应，还能够进行深度学习和自主决策。
通过不断与人类互动和学习，机器人将具备更高的智能和适应性，能够更好地融入人类生活和工作。
2. 机器人与人类的协作未来的机器人将更加注重与人类的协作，而不是简单地取代人类的工作。
机器人将扮演助手的角色，与人类共同完成任务。
例如，在工业领域，机器人可以与工人协同作业，提高工作效率和安全性。
在家庭服务领域，机器人可以成为家庭成员的伙伴，提供更好的生活质量。
3. 机器人的个性化定制未来的机器人将更加注重个性化定制，满足不同用户的需求。
机器人技术的现状与未来发展趋势
机器人技术的现状与未来发展趋势一、引言人类历史上的每一个重大技术革新都会带来巨大的社会和经济影响，机器人技术则是当今世界最具有前瞻性和广泛性的新兴技术。
随着人工智能和机器人技术的不断进步和逐渐成熟，机器人在各领域的应用逐渐扩大，机器人已经成为21世纪重要的技术创新方向之一。
本文将基于机器人技术的现状与未来发展趋势进行阐述。
二、机器人技术的现状作为高科技的缩影，机器人技术在过去几年里有了长足的进步发展。
智能化、网络化、模块化、人格化成为机器人技术发展的重要趋势，使得机器人在行业和生活中的应用逐渐丰富。
此外，机器人技术的推广和应用也带动了相关领域的创新发展。
1. 工业机器人的应用工业机器人是指专用于工业生产或者其他工作场所的计算机程序控制的操作设备，工业机器人现在已广泛应用于制造业、汽车制造业等工业领域。
其中的生产线、组装线自动化等生产方式已在很大程度上提高了生产效率和生产质量。
2. 农业机器人的应用农业机器人是一种可以在农业生产中使用的机器人，拥有自主导航、自动摘取农作物、行进控制等功能，而且比人工收割更加准确和更加高效。
目前，农业机器人有助于农业生产的自动化和现代化。
3. 服务型机器人的应用服务型机器人指的是可以提供服务、活动、娱乐等功能的机器人，包括但不限于家庭服务机器人、社区服务机器人、餐厅服务机器人等。
服务型机器人能够为人类生活提供更多样的选择，减少人们沉重的家务工作，提供更安全、更便捷、更好玩的服务。
三、机器人技术的未来发展趋势1. 机器人与人类更加融合未来的机器人将不再是简单的执行任务的机器人，而是更加智能、更加灵活的机器人。
机器人将与人类更加融合，与人类的交互将更加友好和自然。
2. 机器人将更多用于危险领域由于机器人拥有较强的操作能力和安全性，所以在一些危险场合如探索、矿山、危险清理等领域将有更广泛的应用。
3. 生产领域将更多应用机器人由于机器人的自动化生产能力越来越强，之后将更多应用于各个产业链的生产领域。
国内外机器人发展的现状及发展动向
国内外机器人发展的现状及发展动向引言概述：随着科技的不断发展，机器人技术在全球范围内得到了广泛应用和推广。
机器人已经成为人们生活中不可或者缺的一部份，其在工业、医疗、农业等领域的应用越来越广泛。
本文将从国内外机器人发展的现状和发展动向两个方面进行详细探讨。
一、国内机器人发展现状：1.1 产业规模扩大：近年来，中国机器人产业规模不断扩大，成为全球最大的机器人市场之一。
中国机器人企业数量增加，技术水平和产品质量也在不断提高。
1.2 应用领域广泛：中国机器人在工业创造、物流仓储、服务业等领域得到广泛应用。
例如，工业机器人在汽车创造、电子创造等行业的应用非常普遍。
1.3 技术创新推动发展：中国机器人领域的技术创新不断推动行业的发展。
人工智能、机器视觉、自主导航等新技术的应用为机器人的智能化和自动化发展提供了强大的支持。
二、国内机器人发展动向：2.1 人工智能技术的应用：人工智能是未来机器人发展的重要趋势。
国内机器人企业积极研发人工智能技术，将其应用于机器人的感知、决策和控制等方面，提升机器人的智能化水平。
2.2 服务机器人的兴起：随着人口老龄化问题的加剧，服务机器人的需求不断增加。
国内机器人企业加大对服务机器人的研发力度，开辟出了多款适合于医疗、养老、餐饮等领域的服务机器人。
2.3 产业升级与智能创造：中国创造业正面临转型升级的挑战，机器人技术的应用成为推动传统创造业转型的重要手段。
国内机器人企业致力于研发智能创造系统，提高生产效率和产品质量。
三、国外机器人发展现状：3.1 技术率先的国家：美国、日本、德国等国家向来处于机器人技术的率先地位。
这些国家在机器人感知、运动控制、人机交互等方面取得了重要突破，推动了机器人技术的发展。
3.2 应用领域广泛：国外机器人在军事、航天、医疗等领域的应用非常广泛。
例如，军事机器人在侦查、救援等任务中发挥重要作用。
3.3 机器人与人类协作：国外机器人技术的一个重要发展方向是机器人与人类的协作。
工业机器人的应用现状及发展趋势
工业机器人的应用现状及发展趋势工业机器人是指由计算机控制、具有程序控制执行功能的可重复使用、多功能的自动化设备。
目前，工业机器人广泛应用于汽车制造、电子电器、食品饮料、化工、医疗器械等行业。
本文将简要介绍工业机器人的应用现状及发展趋势。
一、应用现状1.1 汽车制造业工业机器人广泛应用于汽车制造业，包括车身动态传送、下线排序、焊接装置、组装线等，这些过程均可以通过工业机器人实现自动化。
当前，福特、通用、丰田等汽车厂商，均已在生产线上使用工业机器人，其应用已经成为汽车制造业中的必备设备。
1.2 电子电器在电子电器行业中，工业机器人的应用范围也非常广泛。
主要包括贴片、焊接、包装、零件组装等过程。
在电子电器制造过程中，工业机器人的应用可以实现高精度、高效率、高质量的生产，因此已得到广泛的应用和推广。
1.3 食品饮料在食品饮料行业中，工业机器人的应用范围也非常广泛。
主要包括包装、分拣、搬运、喷涂等过程。
工业机器人在食品饮料行业中的应用，可以提高生产效率，降低生产成本，同时也可以保障食品的卫生安全。
1.4 化工1.5 医疗器械二、发展趋势工业机器人的发展需要应用人工智能技术，丰富机器人的智能。
未来，随着物联网技术的发展，工业机器人将可以获得更多的数据，使得机器人可以实现自主决策和动作，实现高度智能化的生产过程。
2.2 灵敏化工业机器人需要更灵敏的触觉和机械机能，以便更好地感知周围环境，做出更加精确的动作和决策。
未来，工业机器人的研发将更加注重机器人的灵敏度，使其更适应于复杂和灵活的生产环境。
2.3 协作化近年来，人机协作领域得到了广泛的应用和研究。
未来，工业机器人将更加注重与人类的协作，实现智能协作式生产。
这种协作式生产，将会大大提高生产效率和生产活力，同时也可以减少人工错误。
工业机器人需要获取更多的数据，以便更好地完成任务。
未来，工业机器人需要集成大量的传感器、控制器、处理器等设备，从而获得更多的数据。
数据化的生产过程将更加适应于未来生产的需求。
国内外机器人发展的现状及发展动向
国内外机器人发展的现状及发展动向标题：国内外机器人发展的现状及发展动向引言概述：随着科技的不断发展，机器人技术正逐渐成为各个领域的重要组成部份。
国内外机器人发展的现状和发展动向备受关注，本文将就此进行深入探讨。
一、国内机器人发展现状及趋势1.1 产业规模不断扩大国内机器人产业规模不断扩大，成为国家重点支持的战略性新兴产业之一。
1.2 技术水平持续提升国内机器人技术水平不断提升，涵盖工业机器人、服务机器人、农业机器人等多个领域。
1.3 创新能力不断增强国内机器人企业创新能力不断增强，推动着整个行业的发展。
二、国外机器人发展现状及趋势2.1 率先技术优势明显国外发达国家在机器人技术领域拥有明显的率先优势，涉及到人工智能、自动驾驶等前沿技术。
2.2 应用场景多样化国外机器人应用场景多样化，包括工业创造、医疗保健、农业等多个领域。
2.3 国际合作日益密切国外机器人企业之间的国际合作日益密切，共同推动着全球机器人技术的发展。
三、国内外机器人发展的共同挑战3.1 人材短缺机器人行业对高素质人材的需求日益增加，但人材供给仍然不足。
3.2 安全性问题机器人在工作中存在一定的安全隐患，如何确保机器人的安全性成为一个共同挑战。
3.3 法律法规不完善机器人技术的发展迅猛，但相关法律法规跟不上步伐，如何完善法律法规成为亟待解决的问题。
四、国内外机器人发展的未来趋势4.1 智能化发展未来机器人将更加智能化，具备更强的学习、适应和创新能力。
4.2 人机协作未来机器人将更多地与人类进行协作，实现更高效的生产和服务。
4.3 跨界融合未来机器人技术将与人工智能、大数据等技术跨界融合，创造出更多的应用场景。
五、国内外机器人发展的建议5.1 加强人材培养加强机器人领域的人材培养，培养更多高素质的机器人专业人材。
5.2 完善法律法规加快完善机器人相关的法律法规，确保机器人技术的安全和可持续发展。
5.3 推动产学研合作加强产学研合作，促进机器人技术的创新与应用，推动国内外机器人发展的持续进步。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第21卷第1期1999年1月机器人 ROBO T V o l.21,N o.1 Jan.,1999机器人控制器的现状及展望α范 永 谭 民(中国科学院自动化研究所 北京 100080)摘 要 机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一,它从一定程度上影响着机器人的发展.本文介绍了目前机器人控制器的现状,分析了它们各自的优点和不足,探讨了机器人控制器的发展方向和要着重解决的问题.关键词 机器人控制器,开放式结构,模块化1 引言从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有50年了,在这短短的几年里,伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步,机器人的发展已经历了3代[1]: (1)可编程的示教再现型机器人;(2)基于传感器控制具有一定自主能力的机器人;(3)智能机器人.作为机器人的核心部分,机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一.它从一定程度上影响着机器人的发展.目前,由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步,使得机器人的研究在高水平上进行,同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求.对于不同类型的机器人,如有腿的步行机器人与关节型工业机器人,控制系统的综合方法有较大差别,控制器的设计方案也不一样.本文仅讨论工业机器人控制器问题.2 机器人控制器类型机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置,它是机器人的心脏,决定了机器人性能的优劣.从机器人控制算法的处理方式来看,可分为串行、并行两种结构类型.211 串行处理结构所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理.对于这种类型的控制器,从计算机结构、控制方式来划分,又可分为以下几种[2].(1)单CPU结构、集中控制方式用一台功能较强的计算机实现全部控制功能.在早期的机器人中,如H ero2I,Robo t2I等,就采用这种结构,但控制过程中需要许多计算(如坐标变换),因此这种控制结构速度较慢.(2)二级CPU结构、主从式控制方式一级CPU为主机,担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能,同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补,并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存,供二级CPU读取;二级CPU完成全部关节位置数字控制.这类系统的两个CPU总线之间基本没有联系,仅通过公用内存交换数据,是一个松耦合的关系.对采用更多的CPU进一步分散α1998-09-03收稿67 机 器 人1999年1月功能是很困难的.日本于70年代生产的M o tom an机器人(5关节,直流电机驱动)的计算机系统就属于这种主从式结构.(3)多CPU结构、分布式控制方式目前,普遍采用这种上、下位机二级分布式结构,上位机负责整个系统管理以及运动学计算、轨迹规划等.下位机由多CPU组成,每个CPU控制一个关节运动,这些CPU和主控机联系是通过总线形式的紧耦合.这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高.但这些多CPU系统共有的特征都是针对具体问题而采用的功能分布式结构,即每个处理器承担固定任务.目前世界上大多数商品化机器人控制器都是这种结构.控制器计算机控制系统中的位置控制部分,几乎无例外地采用数字式位置控制.以上几种类型的控制器都是采用串行机来计算机器人控制算法.它们存在一个共同的弱点:计算负担重、实时性差.所以大多采用离线规划和前馈补偿解耦等方法来减轻实时控制中的计算负担.当机器人在运行中受到干扰时其性能将受到影响,更难以保证高速运动中所要求的精度指标.由于机器人控制算法的复杂性以及机器人控制性能的亟待提高,许多学者从建模、算法等多方面进行了减少计算量的努力,但仍难以在串行结构控制器上满足实时计算的要求.因此,必须从控制器本身寻求解决办法.方法之一是选用高档次微机或小型机;另一种方法就是采用多处理器作并行计算,提高控制器的计算能力.212 并行处理结构并行处理技术是提高计算速度的一个重要而有效的手段,能满足机器人控制的实时性要求.从文献来看,关于机器人控制器并行处理技术,人们研究较多的是机器人运动学和动力学的并行算法及其实现.1982年J.Y.S.L uh[3]首次提出机器人动力学并行处理问题,这是因为关节型机器人的动力学方程是一组非线性强耦合的二阶微分方程,计算十分复杂.提高机器人动力学算法计算速度也为实现复杂的控制算法如:计算力矩法、非线性前馈法、自适应控制法等打下基础.开发并行算法的途径之一就是改造串行算法,使之并行化,然后将算法映射到并行结构.一般有两种方式,一是考虑给定的并行处理器结构,根据处理器结构所支持的计算模型,开发算法的并行性;二是首先开发算法的并行性,然后设计支持该算法的并行处理器结构,以达到最佳并行效率.构造并行处理结构的机器人控制器的计算机系统一般采用以下方式:(1)开发机器人控制专用VL S I[4,5]设计专用VL S I能充分利用机器人控制算法的并行性,依靠芯片内的并行体系结构易于解决机器人控制算法中大量出现的计算,能大大提高运动学、动力学方程的计算速度.但由于芯片是根据具体的算法来设计的,当算法改变时,芯片则不能使用,因此采用这种方式构造的控制器不通用,更不利于系统的维护与开发.(2)利用有并行处理能力的芯片式计算机(如:T ran sp u ter,D SP等)构成并行处理网络T ran spu ter是英国Inm o s公司研制并生产的一种并行处理用的芯片式计算机.利用T ran spu ter芯片的4对位串通信的link对,易于构造不同的拓扑结构,且T ran spu ter具有极强的计算能力.利用T ran spu ter并行处理器,人们构造了各种机器人并行处理器,如流水线型、树型等.文献[6]利用T ran spu ter网络实现逆运动学计算,而文献[7]以实时控制为目的,分别实现了前馈补偿及计算力矩两种基于固定模型的控制方案.随着数字信号芯片速度的不断提高,高速数字信号处理器(D SP )在信息处理的各个方面得到广泛应用.D SP 以极快的数字运算速度见长,并易于构成并行处理网络[8].文献[9]介绍了一种基于D SP 的机器人控制器,采用并行 流水线的设计方案,提高控制器性能.(3)利用通用的微处理器利用通用微处理器构成并行处理结构,支持计算,实现复杂控制策略在线实时计算.如文献[10,11]中设计的系统.3 机器人控制器存在的问题随着现代科学技术的飞速发展和社会的进步,对机器人的性能提出更高的要求.智能机器人技术的研究已成为机器人领域的主要发展方向,如各种精密装配机器人,力 位置混合控制机器人,多肢体协调控制系统以及先进制造系统中的机器人的研究等.相应的,对机器人控制器的性能也提出了更高的要求.但是,机器人自诞生以来,特别是工业机器人所采用的控制器基本上都是开发者基于自己的独立结构进行开发的,采用专用计算机、专用机器人语言、专用操作系统、专用微处理器.这样的机器人控制器已不能满足现代工业发展的要求.从前面提到的两类机器人控制器来看,串行处理结构控制器的结构封闭,功能单一,且计算能力差,难以保证实时控制的要求,所以目前绝大多数商用机器人都是采用单轴P I D 控制,难以满足机器人控制的高速、高精度的要求.虽然分布式结构在一定层次上是开放的,可以根据需要增加更多的处理器,以满足传感器处理和通讯的需要,但它只是在有限范围内开放.所采用的如文献[12]所说的“专用计算机(如PUM A 机器人采用PD P 211作为上层主控计算机)、专用机器人语言(如VAL )、专用微处理器并将控制算法固定在EPROM 中”结构限制了它的可扩展性和灵活性,因此说它的结构是封闭的.并行处理结构控制器虽然能从计算速度上有了很大突破,能保证实时控制的需要,但我们必须看到还存在许多问题.目前的并行处理控制器研究一般集中于机器人运动学、动力学模型的并行处理方面,基于并行算法和多处理器结构的映射特征来设计,即通过分解给定任务,得到若干子任务,列出数据相关流图,实现各子任务在对应处理器上的并行处理.由于并行算法中通讯、同步等内在特点,如程序设计不当则易出现锁死与通讯堵塞等现象.综合起来,现有机器人控制器存在很多问题,如:(1)开放性差局限于“专用计算机、专用机器人语言、专用微处理器”的封闭式结构.封闭的控制器结构使其具有特定的功能、适应于特定的环境,不便于对系统进行扩展和改进.(2)软件独立性差软件结构及其逻辑结构依赖于处理器硬件,难以在不同的系统间移植.(3)容错性差由于并行计算中的数据相关性、通讯及同步等内在特点,控制器的容错性能变差,其中一个处理器出故障可能导致整个系统的瘫痪.(4)扩展性差目前,机器人控制器的研究着重于从关节这一级来改善和提高系统的性能.由于结构的封闭性,难以根据需要对系统进行扩展,如增加传感器控制等功能模块.77第21卷第1期范 永等: 机器人控制器的现状及展望87 机 器 人1999年1月(5)缺少网络功能现在几乎所有的机器人控制器都没有网络功能.总起来看,前面提到的无论串行结构还是并行结构的机器人控制器都不是开放式结构,无论从软件还是硬件都难以扩充和更改.例如,商品化的M o tom an机器人的控制器是不开放的,用户难以根据自己需要对其修改、扩充功能,通常的做法是对其详细解剖分析,然后对其改造.4 机器人控制器的展望随着机器人控制技术的发展,针对结构封闭的机器人控制器的缺陷,开发“具有开放式结构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器的一个发展方向.近几年,日本、美国和欧洲一些国家都在开发具有开放式结构的机器人控制器,如日本安川公司基于PC开发的具有开放式结构、网络功能的机器人控制器[13].我国863计划智能机器人主题也已对这方面的研究立项[14].开放式结构机器人控制器是指:控制器设计的各个层次对用户开放,用户可以方便的扩展和改进其性能.其主要思想[15]是:(1)利用基于非封闭式计算机平台的开发系统,如Sun,SG I,PC’s.有效利用标准计算机平台的软、硬件资源为控制器扩展创造条件.(2)利用标准的操作系统,如U n ix,V xw o rk和标准的控制语言,如C,C++.采用标准操作系统和控制语言,从而可以改变各种专用机器人语言并存且互不兼容的局面.(3)采用标准总线结构,使得为扩展控制器性能而必须的硬件,如各种传感器,I O板、运动控制板可以很容易的集成到原系统.(4)利用网络通讯,实现资源共享或远程通讯.目前,几乎所有的控制器都没有网络功能,利用网络通讯功能可以提高系统变化的柔性.我们可以根据上述思想设计具有开放式结构的机器人控制器.而且设计过程中要尽可能做到模块化.模块化是系统设计和建立的一种现代方法,按模块化方法设计,系统由多种功能模块组成,各模块完整而单一.这样建立起来的系统,不仅性能好、开发周期短而且成本较低.模块化还使系统开放,易于修改、重构和添加配置功能.文献[16]基于多自主体概念设计的新型控制器就是按模块化方法设计的,系统由数据库模块、通讯模块、传感器信息模块、人机接口模块、调度模块、规划模块、伺服控制模块等7个模块构成.新型的机器人控制器应有以下特色:(1)开放式系统结构采用开放式软件、硬件结构,可以根据需要方便的扩充功能,使其适用不同类型机器人或机器人化自动生产线.(2)合理的模块化设计对硬件来说,根据系统要求和电气特性,按模块化设计,这不仅方便安装和维护,而且提高了系统的可靠性,系统结构也更为紧凑.(3)有效的任务划分不同的子任务由不同的功能模块实现,以利于修改、添加、配置功能.(4)实时性、多任务要求机器人控制器必须能在确定的时间内完成对外部中断的处理,并且可以使多个任务同时进行.(5)网络通讯功能利用网络通讯的功能,以便于实现资源共享或多台机器人协同工作.(6)形象直观的人机接口另外,机器人控制器中,运动控制板是必不可少的.由于机器人性能的不同,对运动控制板的要求也不同.美国D elta T au 公司推出的PM A C (P rogramm ab le M u lti 2ax ies Con tro ller )在国内外引起重视.PM A C 是一种功能强大的运动控制器,它全面地开发了D SP 技术的强大功能,为用户提供了很强的功能和很大的灵活性.借助于M o to ro la 公司的D SP 56001数字信号处理器,PM A C 可以同时操纵1～8轴,比起其他运动控制板来说,有很多可取之处.由于适用于机器人控制的软、硬件种类繁多和现代技术的飞速发展,开发一个结构完全开放的标准化机器人控制器存在一定困难,但应用现有技术,如工业PC 良好的开放性、安全性和联网性,标准的实时多任务操作系统,标准的总线结构,标准接口等,打破现有机器人控制器结构封闭的局面,开发结构开放性、功能模块化的标准化机器人控制器是完全可行的.5 结束语随着机器人技术的发展,机器人应用领域的不断扩大,对机器人的性能提出了更高的要求,因此,如何有效地将其他领域(如图像处理、声音识别、最优控制、人工智能等)的研究成果应用到机器人控制系统的实时操作中,是一项富有挑战性的研究工作.而具有开放式结构的模块化、标准化机器人控制器的研究无疑对提高机器人性能和自主能力、推动机器人技术的发展具有重大意义.参 考 文 献1 王树国等.智能机器人的现状及未来.机器人技术与应用,19982 孙迪生,王炎著.机器人控制技术.机械工业出版社,19973 L uh J Y S .Scheduling of Parallel Computati on fo r a Computer Contro lled M echanicalM ani pulato r .IEEE T rans on Syst M an Cyber,1982,S M C -12(2)4 L ing Y L C ,et a l .A VL S I Robo tic V ecto r P rocesso r fo r R eal 2ti m e Contro l .IEEE Int Conf on Robo tics and A utom a 2ti on ,19885 Sadayappan P ,et a l .A R estructurable VL S I Robo tics V ecto r P rocesso r A rch itecture fo r R eal 2ti m e Contro l .IEEE T rans on Robo tics and A utom ati on ,1989,l 5(5)6 Fatanch H ,D avid A F .T ransputer 2based I mp lem eti on of R eal 2ti m e Robo t Po siti on Contro l.M icrop rocesso rs and M i 2cro system s ,1989,13(10)7 H ash i m o to K et a l .A n I mp lem entati on ParallelA lgo rithm fo r R eal 2ti m eM odel 2based Contro l on a N etwo rk ofM icrop ro 2cesso rs .J of Robo tics R esearch ,1990,9(6)8 张 亮,马莉波.一种基于D SP 的通用互连网络设计方法.微处理机,1997,49 方 滨.基于多数字信号处理器系统的机器人控制器.机器人,1990,12(6)10 H irono ri Kasahara,Seino suke N arita .Parallel P rocessing of Robo t 2ar m Contro l Computati on on a M ulti m icro 2 p rocesso r System .IEEE J of Robo tics and A utom ati on ,1985,RA -1(2)11 陈文刚,常文森等.GKD 21通用机器人多微处理机控制方法.机器人,1992,14(4)12 周学才等.开放式机器人通用控制系统.机器人,1998,20(1)97第21卷第1期范 永等: 机器人控制器的现状及展望08 机 器 人1999年1月13 W indow s2based PC Robo t Contro ller.YA SKAW A N ew s R elease,1997,1014 国家863计划智能机器人主题课题申请指南(199821999年度).智能机器人主题专家组,1998,315 W illian E Fo rd.W hat is an Open A rch itecture Robo t Contro ller?IEEE Internati onal Sympo sium on Intelligent Contro l.199416 黄 闪,王越超,谈大龙.先进制造技术与新型控制器的研究.机器人,1996,18(增刊)CURRENT STATE AND TEND ENC IES IN THE D EVELOP M ENTOF ROB OT CONTROLL ERFAN Yong TAN M in(Institu te of A u to m a tion,Ch inese A cad e my of S cience,B eij ing 100080) Abstract Robo t contro ller is the key component of a robo t.It has a great effect on the developm ent of robo t.T h is paper gives a brief overview of the current state of the robo t contro llers.T he advantages and dis2 advantages are analyzed.In the fo llow ing it is to exp lo re the key p roblem s and treands of robo t contro ller. Key words Robo t contro ller,open arch itecture,modularity作者简介 范 永:男,27岁,博士生.研究领域:机器人控制器开发,多机器人协调. 谭 民:男,36岁,研究员,博导.研究领域:机器人可靠性设计,机器人控制等. (上接第39页)AN EVOL UT I ONARY COM PUTAT I ON APPROACH T O GROUP BEHAV I OR ACQU ISIT I ON IN AUT ONOMOUS ROB OTSYAN G J ie3W U J ianb ing33W U Yuehua3L I U J i m ing333H E D uohu i33(3D ep t.of P recision M ach inery,U n iversity of S cience and T echnology of Ch ina,H ef ei230026)(33N a tiona l S y nch rotron R ad ia tion L ab;333H ong K ong B ap tist U n iversity) Abstract T h is paper attemp ts to show the interrelati onsh i p betw een the autonom y of individual mobile robo ts and the evo luti on of their group behavi o r.Tow ards th is end,w e demonstrate how a genetic algo rithm can be app lied to evo lve som e globally op ti m al group behavi o r among autonomous robo ts,by w ay of selecting the app rop riate senso ry and behavi o ral param eters as w ell as specific task configurati ons. Key words A utonomous robo ts,learning,evo luti onary computati on,group behavi o r作者简介 杨 杰:男,51岁,教授.研究领域:微型机器人,医学机器人. 吴建兵:男,30岁,博士.研究领域:智能机器人,进化计算. 刘际明:男,39岁,博士,香港浸会大学副教授.研究领域:进化计算,人工智能.。