机器人的发展及应用

机器人的发展及应用
一、机器人的定义
机器人是自动控制器的俗称。

自动控制器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。

狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人。

在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。

理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。

其中，美国机器人协会（RIA）的定义：“机器人是用与移动各种材料、零件、工具或专用装置的、通过可编程序动作来执行各种任务的、并具有编程能力的多功能机械手”。

我国院士曾建议把机器人定义为：一种虚拟功能的机械电子装备。

国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。

一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。

”它能为人类带来许多方便之处!
二、机器人的发展
机器人来源于1920年，一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本，剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场，它充当劳动力代替人类劳动的故事。

之后1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人。

这只是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步地完成它应当完成的各个动作。

20世纪70年代，第二代机器人开始有了较大发展，而且第二代机器人则对外界环境进入实用阶段并开始普及。

其特点是有了一定的感觉，即：对外界环境有一定的感知能力，并具有听觉、视觉、触觉等功能。

机器人在工作时，根据感觉器官（传感器）获得信息，灵活调整自己的工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。

至今，机器人已经发展到第三代。

第三代机器人就是智能机器人，它不仅具有感觉能力还具有独立的判断能力，并具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。

中央电脑控制手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，脚完成移动，机器人能够用自然语言与人对话。

智能机器人的“智能”特征就在于它具有与外部世界——对象、环境和人相适应、相协调的工作机能。

从控制方式看，智能机器人不同于工业机器人的“示教、再现”，不同于遥控机器人的“主—从操纵”，而是以一种“认知—适应”的方式自律地进行操作。

三、机器人的应用
随着机器人的发展和普及机器人已逐渐走入我们的生活。

现如今机器已发展成为很多种类型来满足不同需求。

机器人主要分为工业机器人和特种机器人。

所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。

工业机器人主要在工业生产中能替代人做些单调、频繁和重复的长时间作业或是恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工、金属制品业和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害的物料搬运或工艺操作。

在日、美、西欧等一些工业发达的国家中，工业机器人已经在越来越多的工业领域得到应用。

在机械制造业中，尤
其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛应用。

如在毛培制造（冲压、压住我、锻造等）、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。

特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。

按照服务范围和用途的不同，特种机器人可以分为民用和军用两大类。

其中民用机器人又可分为:家务机器人、医用机器人、娱乐机器人、机器人化机器等。

军用机器人又可分为:排爆机器人、侦察机器人、战场机器人、扫雷机器人、空中机器人、水下机器人，有些分支发展很快，如空中机器人，即无人机，广泛地应用于现代战争中。

目前最常用的家务机器人就是自动扫地机和擦地机，可以清扫房间，对付沙发、桌子和床的下面很方便，有些还带有紫外线杀螨虫或者集中垃圾的功能，此外还可以自己做饭。

常见的医用机器人主要有运送物品的机器人、移动病人的机器人、临床医疗用的机器人和为残疾人服务的机器人等。

其中运送药品的机器人可代替护士送饭、送病例和化验单等，较为著名的有美国TRC公司的Help Mate机器人；移动病人机器人主要帮助护士移动或运送瘫痪、和行动不便的病人，如英国的PAM机器人；临床医疗用机器人包括外科手术机器人和诊断与治疗机器人，可以进行精确的外科手术或诊断，如日本的WAPRU－4胸部肿瘤诊断机器人；为残疾人服务的机器人又叫康复机器人，可以帮助残疾人恢复独立生活能力。

现在正在发展的一种纳米医用机器人可以直接进入病人体内实施治疗。

军用机器人主要为无人机。

如：越南战争期间美国空军损失惨重，被击落飞机2500架，飞行员死亡5000多名，美国国内舆论哗然。

为此美国空军较多地使用了无人机。

如"水牛猎手"无人机在北越上空执行任务2500多次，超低空拍摄照片，损伤率仅4%。

AQM-34Q型147火蜂无人机飞行500多次，进行电子窃听、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通道等。

四、机器人的未来
科技总是向前发展的，所以机器人技术也不例外。

我认为未来机器人一定会向着更加智能化、人性化、自动化发展。

同时为了适应不同的需求机器人会向着微型化、巨型化演变。

微型化是为了满足和方便更多普通人的需求。

使其在被使用时更加的方便。

巨型化是为了能够达到一定的使用要求，如：让机器人更加厉害，无疑巨星是其一个优点。

同时随着科技的不断进步机器人的成本会大大降低。

从而能够走向普通大众市场。

五、学习本课程的体会
在完成机械学科概论的学习后，我深刻的学到了有关机械各个领域的知识。

特别是对自己以后专业发展方向和工作方向有了一个清晰的了解。

也让我了解了有关机械学科最前沿的东西。

激发了我对机械工程的学习兴趣。

建议：希望老师能够在课堂上少讲一些历史方面的东西。

更多的讲一些现在的知识，而且可以让我们多观看一些有关视频。

我觉得这样会更好的激发我们对此门课程的兴趣。

谢谢！
参考文献：
[1]蔡自行．机器人学[M]．北京：清华大学出版社，2003
[2]吴振彪．工业机器人[M]．武汉：华中理工大学出版社， 2006．
[3]无名氏. 《机器人改变未来》.北京晚报，2012-10-17.
［4］谢存禧张铁. 机器人技术及其应用 . 华南理工大学出版社出版。