家用机器人的应用及发展前景

机器人技术论文

家用机器人的应用

及发展趋势

院系：工学院机械系

专业：机械设计制造及其自动化班级：

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家用机器人的应用及发展趋势

随着科技发展,机器人慢慢出现在我们的生活当中,有些已经进入了我们的家庭,比如智能轮椅机器人、智能穿戴机器人、智能玩具机器人等。我国相对于国外的机器人研究起步较晚,一些核心技术和重要的零部件等都不能自主研发,所以长期以来都处于相对落后的水平。

家用机器人的发展仍受到了许多技术的限制。家用机器人生产厂商iRobot的最高行政长官科林·安格尔说：“我们处于这样一个时期，机器人价格逐渐为人们接受，它们中的一部分确实能够完成现实工作……我们目前最大的阻碍就是怀疑。”家用机器人作为机器人产业的一个分支,它的技术集成需要多方面领域同步发展。

自主移动技术。家用机器人要想在室内环境中可以自由自主移动,就需要对应的自主移动技术及其机构。或许由于各自功能不同需要其他的辅助技术,但是作为需要移动的功能模块来说,有一些共同问题,比如如何使自主移动所需要的方向控制、行动驱动和位置传感能够标准化、机器人在移动过程中对问题的实时处理、整体机构的通信集成如何处理等。

移动和作业机构。不同的家用机器人功能作用不同,其工作环境也不一样,这样就需要有适应其工作环境的移动和作业机构。当机器人想要完成一件事情的时候,它可能需要的不只是单独的一种机构,而是需要将移动和作业机构顺畅有序的相互结合。所以家用机器人的执行和驱动机构应该满足多功能和一体化的要求。所以要研发出真正

能够做事情的家庭机器人,就必须使其一定能够和作业机构能够适应家庭的环境及作业任务需求。

感知技术。机器人全身上下不具备人体所特有的神经系统和感觉系统。但是作为家庭机器人,它需要在家庭环境中对周围能够准确及时的反映出相关信息并处理。所以,它就需要具备相当的感知能力,而传感器则相当于机器人的“神经系统”。通过传感器,家用机器人在环境中进行作业的时候,可以及时的获取周围环境所传递出的感知信息,这样机器人就能够及时的做出反映。要想提高家用机器人的智能化水平,我们就需要开发出多种传感系统和元器件,以便于对多种信息进行综合处理。这也会是在家用机器人中感知技术的一个发展方向。

交互技术。要想使交互技术领域能够持久发展,则需要注意对视觉和听觉综合的交互结合需求。之所以适用交互技术,就是要把机器人看成是朋友,赋予其独特的情感,就好比人与人之间能够依靠语言来交流一样。所以我们要突破当前语言技术和视觉技术的水平限制,要能逐步建立起人于家用机器人之间的交互平台。

自主技术。家用机器人要想提高其实用性,就需要使其能够适应变化不同的环境,而且其所应用能够的环境基本上是半模块化的。这就要求机器人对于不同任务也要能够很好适应并处理。但是问题就在于机器人的设计者不可能会跟在机器人身边来发布指令,这就需要机器人能够具有自我技术,自主技术的目标是赋予机器人以思维。

网络通信技术。当今时代,网络技术比较发达。人们对家用机器

人的功能不仅仅满足于在现场的发布指令,更需要通过网络通信的技术进行远程操控。而网络通信和机器人的结合给机器人技术的发展提供了更为广阔的空间。通过网络操作,使人能够对机器人进行遥控操作,这能够弥补当前机器人发展中存在的不成熟之处。尤其是对于家用机器人来说,主人要想进行什么事情,只需要远程遥控发射出一个信号,机器人就能够独立自主的完成,而这些就需要导航和定位等技术进行支持。

家用机器人有了各方面的技术支持后，将会满足人们对其的要求，进而人们会产生新的需求，因此家用机器人的发展必将是多元化、多功能化、普遍化的。家用机器人的最终发展将会是智能化，逐步接近于人的思想，能够和人互动，甚至具有一定的学习能力；家用机器人的外观会向人的外貌靠近，越来越逼真，甚至有像人一样的面目表情。我国的机器人发展较晚，家用机器人的发展还有很大的发展空间。下面说一下家用机器人未来的发展趋势。

老龄化社会和残疾人需要家用机器人服务。当今中国,需要面对的新挑战是人口的老龄化加剧,以及残疾人的比重越来越高。我们可以预想的到,随着时间推移,在未来我们需要投入大量的人力物理财力来护理老年人和残疾人,而这也会成为我国的重要负担。如果我们能够提供许多专门做护理工作的家用机器人,来照料老年人和残疾人的饮食起居,这不仅可以使他们生活的质量得到提高,也可以缓解目前国家和社会的压力。

日常生活娱乐的需求。我们目前的娱乐生活中,采用的大都是比

较传统,比较单一的方式。随着时代发展,机器人慢慢进入我们生活,此时在家用机器人中就可以出现专门提供我们娱乐的智能机器人。

新的生活方式的需求。家用机器人不同于其他机器人之处就在于其能够为广大普通家庭所服务,所以它能够成为大众化的消费产品。而且家用机器人也有望推动国民经济进一步发展,而这也是美国等发达国家发展家用机器人的原因所在。

不动机器人。顾名思义，这是安装在固定地点的家用机器人。它通过嵌入式软件进行操作，通过传感器感知，通过网络与你交流。三星、LG已经开始销售可上网的电冰箱：当冰箱里的储备变低时，它可以自动向食品零售店发去订单。

类人机器人它们是孩子们和科技迷梦寐以求的东西。科学家和艺术家也在这方面不断努力，试图给机器人一个人的外形，但“类人机器人”也是开发难度最高的机器人之一，因为大家希望从它身上看到人的表情和反应。

机器人的发展目标将是“简单化”、“集成化”和“全能化”，既机器人的构造越简单越好，内部结构趋于简单化，制造的工艺简单化，降低制造成本，给家用机器人的普及奠定基础。“集成化”则是机器人的内部“集成化”，将复杂的内部结构集中制造于一体，软件和硬件的更好结合，为机器人减小体积，减轻质量提供可行的依靠，以方便其在家中的行走于应用。“全能化”，顾名思义就是一个机器人具有多个功能，集各个功能于一身，满足家中的各个需求，以减少家中的“人口”节省空间。

发展家用机器人，是社会和人们的需求，也是机器人发展的必然趋势，但其发展不是一帆风顺的，需要各个学科间的配合，各个方向的共同发展。

进行模块化结构的研究。我国机器人产业起步较晚,一些从事家用服务机器人制造生产的企业单位基本上还是处于发展初期。一些技术只是处于研发阶段或者进行试验,并没有能够独立自主的生产出有鲜明特色的家用机器人,为了能够提高企业的竞争力和机器人的科技含量,我们需要对家用机器人进行整体模块化的研究。

关注家用机器人产业市场。家用机器人产业要发展就需要相关的产业链。在这个产业链中,主要有软件市场和传感器市场。要想在这个市场上占据一席之地,把握好家用机器人的产业方向,就需要对软件市场的方向把握准确。而在家用机器人的元器件中,核心的传感器大部门依赖进口,而且价格不菲,而且核心技术发达国家不会传授给我们,这也制约了我们的发展。

加强产学研之间的结合。要想提高我国机器人的技术水平,就要促进大学的学术研究和企业的生产相结合,双方技术共享,信息互通。共同开发各功能模块部件,国家要鼓励大学或研究单位将科技成果产业化,加强产学研结合,共同促进我国家用机器人的发展。

随着家用机器人技术的革新与突破,其正成为一个新兴发展的产业。而要想使家用机器人能够得到更多人的承认,得到更广泛的使用,就需要生产厂家与科研机构共同努力。本文对家用机器人的技术分析和发展趋势进行研究。我们可以结合当前的社会环境和技术水平,先