定義

1920年，捷克作家卡雷爾·凱佩克（Karel Capek）發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》。在劇本中，凱佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”，“Robota”是奴隸的意思。該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對人類社會的悲劇性影響，引起了人們的廣泛關(guān)注，被當(dāng)成了“機(jī)器人”一詞的起源。一對感知能力優(yōu)于其他機(jī)器人的男女機(jī)器人相愛了。這時機(jī)器人進(jìn)化為人類，世界又起死回生了。

凱佩克提出的是機(jī)器人的安全、感知和自我繁殖問題1950年科幻作家阿西莫夫（Asimov）在《我是機(jī)器人》一書中提出了“機(jī)器人三原則”：

①機(jī)器人必須不傷害人類，也不允許它見人類將受到傷害而袖手旁觀；

②機(jī)器人必須服從人類的命令，除非人類的命令與第一條相違背；

③機(jī)器人必須保護(hù)自身不受傷害，除非這與上述兩條相違背。

這三條原則，給機(jī)器人社會賦以新的倫理性。至今，它仍會為機(jī)器人研究人員、設(shè)計制造廠家和用戶提供十分有意義的指導(dǎo)方針。

1967年日本召開的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會議上，人們提出了兩個有代表性的定義。另一個是加藤一郎提出的，具有如下3個條件的機(jī)器可以稱為機(jī)器人：

①具有腦、手、腳等三要素的個體；

②具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠(yuǎn)方信息）和接觸傳感器；

③具有平衡覺和固有覺的傳感器。

該定義強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人應(yīng)當(dāng)具有仿人的特點(diǎn)，即它靠手進(jìn)行作業(yè)，靠腳實(shí)現(xiàn)移動，由腦來完成統(tǒng)一指揮的任務(wù)。

美國

機(jī)器人工業(yè)協(xié)會

機(jī)器人是一種用于移動各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置，通過可編程動作來執(zhí)行各種任務(wù)，并具有編程能力的多功能操作機(jī)。

日本

工業(yè)機(jī)器人協(xié)會

機(jī)器人是一種帶有記憶裝置和末端執(zhí)行器的、能夠通過自動化的動作而代替人類勞動的通用機(jī)器。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織

對機(jī)器人的定義

機(jī)器人是一種能夠通過編程和自動控制來執(zhí)行諸如作業(yè)或移動等任務(wù)的機(jī)器。

中國

對機(jī)器人的定義

機(jī)器人是一種自動化的機(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、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器。

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(jī)器人和各種智能機(jī)器人?，F(xiàn)在雖然還沒有一個嚴(yán)格而準(zhǔn)確的機(jī)器人定義，但是我們希望對機(jī)器人的本質(zhì)做些把握：機(jī)器人是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類的工作。它是高級整合控制論、機(jī)械電子、計算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物，在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。

歷史

《隋書》里曾記載了一個機(jī)器人的故事：“……帝猶恨不能夜召，于是命匠刻木偶人，施機(jī)關(guān)，能坐起拜伏，以像于抃。帝每在月下對酒，輒令宮人置之于座，與相酬酢，而為歡笑?！?/p>

——楊廣沒登基的時候，和文士柳抃就結(jié)成了好友，登基之后，關(guān)系更鐵。只可惜大半夜把柳抃召進(jìn)紫微城大內(nèi)總不妥當(dāng)，楊廣只好“望梅止渴”，命人照柳抃的模樣做了一個木偶，裝上機(jī)關(guān)，木偶能坐能站還會磕頭。楊廣興致來了，就和這個木偶月下對飲歡笑。

組成部分

機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。

技術(shù)參數(shù)

技術(shù)參數(shù)是機(jī)器人制造商在產(chǎn)品供貨時所提供的技術(shù)數(shù)據(jù)。不同的機(jī)器人其技術(shù)參數(shù)不一樣，而且各廠商所提供的技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目和用戶的要求也不完全一樣。但是，機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)一般都應(yīng)有：自由度、定位精度和重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力等。?

自由度

自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動的數(shù)目，不包括手爪（末端操作器）的開合自由度。在三維空間中描述一個物體的位姿需要6個自由度。但是，機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計的，可能少于6個自由度，也可能多于6個自由度。例如，A4020型裝配機(jī)器人具有4個自由度，可以在印制電路板上接插電子器件；PUMA562型機(jī)器人具有6自由度，可以進(jìn)行復(fù)雜空間曲面的弧焊作業(yè)。從運(yùn)動學(xué)的觀點(diǎn)看，在完成某一特定作業(yè)時具有多余自由度的機(jī)器人，就叫作冗余自由度機(jī)器人，亦可簡稱冗余度機(jī)器人。例如PUMA562機(jī)器人去執(zhí)行印制電路板上接插電子器件的作業(yè)時，就成為冗余度機(jī)器人。利用冗余的自由度可以增加機(jī)器人的靈活性、躲避障礙物和改善動力性能。人的手臂（大臂、小臂、手腕）共有7個自由度，所以工作起來很靈巧，手部可回避障礙物從不同方向到達(dá)同一個目的點(diǎn)。?

大多數(shù)機(jī)器人從總體上看是個開鏈機(jī)構(gòu)，但其中可能包含有局部閉環(huán)機(jī)構(gòu)。閉環(huán)機(jī)構(gòu)可提高剛性，但限制了關(guān)節(jié)的活動范圍，因而會使工作空間減小。?

定位精度和重復(fù)定位精度

機(jī)器人精度包括定位精度和重復(fù)定位精度。定位精度是指機(jī)器人手部實(shí)際到達(dá)位置與目標(biāo)位置的差異。重復(fù)定位精度是指機(jī)器人重復(fù)定位其手部于同一目標(biāo)位置的能力，可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差這個統(tǒng)計量來表示。它是衡量一系列誤差值的密集度，即重復(fù)度。?

機(jī)器人操作臂的定位精度是根據(jù)使用要求確定的，而機(jī)器人操作臂本身所能達(dá)到的定位精度，取決于定位方式、運(yùn)動速度、控制方式、臂部剛度、驅(qū)動方式、緩沖方法等因素。?

定位精度和重復(fù)定位精度?

當(dāng)機(jī)器人操作臂達(dá)到所要求的定位精度有困難時，可采用輔助工夾具協(xié)助定位的辦法，即機(jī)器人操作臂把被抓取物體送到工、夾具進(jìn)行粗定位，然后利用工、夾具的夾緊動作實(shí)現(xiàn)工件的最后定位。這種辦法既能保證工藝要求，又可降低機(jī)器人操作臂的定位要求。?

工作范圍

工作范圍是指機(jī)器人操作臂末端或手腕中心所能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合，也叫做工作區(qū)域。因?yàn)槟┒藞?zhí)行器的形狀和尺寸是多種多樣的，為了真實(shí)反映機(jī)器人的特征參數(shù)，所以是指不安裝末端執(zhí)行器時的工作區(qū)域。工作范圍的形狀和大小是十分重要的。機(jī)器人在執(zhí)行某一作業(yè)時，可能會因?yàn)榇嬖谑植坎荒艿竭_(dá)的作業(yè)死區(qū)（dead zone）而不能完成任務(wù)。?

機(jī)器人操作臂的工作范圍根據(jù)工藝要求和操作運(yùn)動的軌跡來確定。一個操作運(yùn)動的軌跡往往是幾個動作合成的，在確定工作范圍時，可將運(yùn)動軌跡分解成單個動作，由單個動作的行程確定機(jī)器人操作臂的最大行程。為便于調(diào)整，可適當(dāng)加大行程數(shù)值。各個動作的最大行程確定之后，機(jī)器人操作臂的工作范圍也就定下來了。?

最大工作速度

通常指機(jī)器人操作臂末端的最大速度。提高速度可提高工作效率，因此提高機(jī)器人的加速減速能力，保證機(jī)器人加速減速過程的平穩(wěn)性是非常重要的。?

承載能力

承載能力是指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。機(jī)器人的載荷不僅取決于負(fù)載的質(zhì)量，而且還與機(jī)器人運(yùn)行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。為了安全起見，承載能力是指高速運(yùn)行時的承載能力。通常，承載能力不僅要考慮負(fù)載，而且還要考慮機(jī)器人末端操作器的質(zhì)量。?

運(yùn)動速度

機(jī)器人或機(jī)械手各動作的最大行程確定之后，可根據(jù)生產(chǎn)需要的工作節(jié)拍分配每個動作的時間，進(jìn)而確定各動作的運(yùn)動速度。如一個機(jī)器人操作臂要完成某一工件的上料過程，需完成夾緊工件，手臂升降、伸縮、回轉(zhuǎn)等一系列動作，這些動作都應(yīng)該在工作節(jié)拍所規(guī)定的時間內(nèi)完成。至于各動作的時間究竟應(yīng)如何分配，則取決于很多因素，不是一般的計算所能確定的。要根據(jù)各種因素反復(fù)考慮，并試作各動作的分配方案，進(jìn)行比較平衡后，才能確定。節(jié)拍較短時，更需仔細(xì)考慮。?

機(jī)器人操作臂的總動作時間應(yīng)小于或等于工作節(jié)拍。如果兩個動作同時進(jìn)行，要按時間較長的計算。一旦確定了最大行程和動作時間，其運(yùn)動速度也就確定下來了。?

分配各動作時間應(yīng)考慮以下要求。?

①給定的運(yùn)動時間應(yīng)大于電氣、液（氣）壓元件的執(zhí)行時間。?

②伸縮運(yùn)動的速度要大于回轉(zhuǎn)運(yùn)動的速度。因?yàn)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動的慣性一般大于伸縮運(yùn)動的慣性。機(jī)器人或機(jī)械手升降、回轉(zhuǎn)及伸縮運(yùn)動的時間要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分配。如果工作節(jié)拍短，上述運(yùn)動所分配的時間就短，運(yùn)動速度就一定要提高。但速度不能太高，否則會給設(shè)計、制造帶來困難。在滿足工作節(jié)拍要求的條件下，應(yīng)盡量選取較低的運(yùn)動速度。機(jī)器人或機(jī)械手的運(yùn)動速度與臂力、行程、驅(qū)動方式、緩沖方式、定位方式都有很大關(guān)系，應(yīng)根據(jù)具體情況加以確定。?

③在工作節(jié)拍短、動作多的情況下，常使幾個動作同時進(jìn)行。為此，驅(qū)動系統(tǒng)要采取相應(yīng)的措施，以保證動作的同步。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)

機(jī)器人高科技產(chǎn)物

是驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號，借助于動力元件使機(jī)器人進(jìn)行動作。它輸入的是電信號，輸出的是線、角位移量。機(jī)器人使用的驅(qū)動裝置主要是電力驅(qū)動裝置，如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等，此外也有采用液壓、氣動等驅(qū)動裝置。

是實(shí)時檢測機(jī)器人的運(yùn)動及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動作符合預(yù)定的要求。作為檢測裝置的傳感器大致可以分為兩類：一類是內(nèi)部信息傳感器，用于檢測機(jī)器人各部分的內(nèi)部狀況，如各關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度等，并將所測得的信息作為反饋信號送至控制器，形成閉環(huán)控制。一類是外部信息傳感器，用于獲取有關(guān)機(jī)器人的作業(yè)對象及外界環(huán)境等方面的信息，以使機(jī)器人的動作能適應(yīng)外界情況的變化，使之達(dá)到更高層次的自動化，甚至使機(jī)器人具有某種“感覺”，向智能化發(fā)展，例如視覺、聲覺等外部傳感器給出工作對象、工作環(huán)境的有關(guān)信息，利用這些信息構(gòu)成一個大的反饋回路，從而將大大提高機(jī)器人的工作精度。

一種是集中式控制，即機(jī)器人的全部控制由一臺微型計算機(jī)完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機(jī)來分擔(dān)機(jī)器人的控制，如當(dāng)采用上、下兩級微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時，主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計算，并向下級微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對應(yīng)一個CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理，實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動，并向主機(jī)反饋信息。根據(jù)作業(yè)任務(wù)要求的不同，機(jī)器人的控制方式又可分為點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制和力（力矩）控制。

分類情況

①第一代機(jī)器人：示教再現(xiàn)型機(jī)器人。1947年，為了搬運(yùn)和處理核燃料，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了世界上第一臺遙控的機(jī)器人。1962年美國又研制成功PUMA通用示教再現(xiàn)型機(jī)器人，這種機(jī)器人通過一個計算機(jī)，來控制一個多自由度的機(jī)械，通過示教存儲程序和信息，工作時把信息讀取出來，然后發(fā)出指令，這樣機(jī)器人可以重復(fù)地根據(jù)人當(dāng)時示教的結(jié)果，再現(xiàn)出這種動作。比方說汽車的點(diǎn)焊機(jī)器人，它只要把這個點(diǎn)焊的過程示教完以后，它總是重復(fù)這樣一種工作。

②第二代機(jī)器人：感覺型機(jī)器人。示教再現(xiàn)型機(jī)器人對于外界的環(huán)境沒有感知，這個操作力的大小，這個工件存在不存在，焊接的好與壞，它并不知道，因此，在20世紀(jì)70年代后期，人們開始研究第二代機(jī)器人，叫感覺型機(jī)器人，這種機(jī)器人擁有類似人在某種功能的感覺，如力覺、觸覺、滑覺、視覺、聽覺等，它能夠通過感覺來感受和識別工件的形狀、大小、顏色。

③第三代機(jī)器人：智能型機(jī)器人。20世紀(jì)90年代以來發(fā)明的機(jī)器人。這種機(jī)器人帶有多種傳感器，可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯推理、判斷及決策，在變化的內(nèi)部狀態(tài)與外部環(huán)境中，自主決定自身的行為。

①操作型機(jī)器人：能自動控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運(yùn)動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。

②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)械動作。

③示教再現(xiàn)型機(jī)器人：通過引導(dǎo)或其他方式，先教會機(jī)器人動作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。

④數(shù)控型機(jī)器人：不必使機(jī)器人動作，通過數(shù)值、語言等對機(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)。

⑤感覺控制型機(jī)器人：利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動作。

⑥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。

⑦學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人：機(jī)器人能“體會”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。

⑧?智能機(jī)器人：以人工智能決定其行動的機(jī)器人。

目前，國際上的機(jī)器人學(xué)者，從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人分為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人。

我國的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人也分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。這和國際上的分類是一致的。工業(yè)機(jī)器人是指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。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，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。

工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個直角坐標(biāo)移動；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。

工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的控制機(jī)能，又可分點(diǎn)位型和連續(xù)軌跡型。點(diǎn)位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，適用于機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動，適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。

工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計算機(jī)上已編好的作業(yè)程序文件，通過RS-232串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到機(jī)器人控制柜。示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動控制器（示教操縱盒），將指令信號傳給驅(qū)動系統(tǒng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動作順序和運(yùn)動軌跡操演一遍；另一種是由操作者直接領(lǐng)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按要求的動作順序和運(yùn)動軌跡操演一遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機(jī)器人自動工作時，控制系統(tǒng)從程序存儲器中檢出相應(yīng)信息，將指令信號傳給驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)再現(xiàn)示教的各種動作。示教輸入程序的工業(yè)機(jī)器人稱為示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人。

可分為半移動式機(jī)器人（機(jī)器人整體固定在某個位置，只有部分可以運(yùn)動，例如機(jī)械手）和移動機(jī)器人。

隨著機(jī)器人的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)固定于某一位置操作的機(jī)器人并不能完全滿足各方面的需要。因此，20世紀(jì)80年代后期，許多國家有計劃地開展了移動機(jī)器人技術(shù)的研究。所謂的移動機(jī)器人，就是一種具有高度自主規(guī)劃、自行組織、自適應(yīng)能力，適合于在復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中工作的機(jī)器人，它融合了計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)等。移動機(jī)器人具有移動功能，在代替人從事危險、惡劣（如輻射、有毒等）環(huán)境下作業(yè)和人所不及的（如宇宙空間、水下等）環(huán)境作業(yè)方面，比一般機(jī)器人有更大的機(jī)動性、靈活性。

（6）按照機(jī)器人的移動方式來分類

可分為輪式移動機(jī)器人、步行移動機(jī)器人（單腿式、雙腿式和多腿式）、履帶式移動機(jī)器人、爬行機(jī)器人、蠕動式機(jī)器人和游動式機(jī)器人等類型。

（7）按照機(jī)器人的功能和用途來分類

可分為醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、海洋機(jī)器人、助殘機(jī)器人、清潔機(jī)器人和管道檢測機(jī)器人等。

（8）按照機(jī)器人的作業(yè)空間分類

可分為陸地室內(nèi)移動機(jī)器人、陸地室外移動機(jī)器人、水下機(jī)器人、無人飛機(jī)和空間機(jī)器人等。

能幫助人們打理生活，做簡單的家務(wù)活。

能自動控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運(yùn)動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。

預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動作。

不必使機(jī)器人動作，通過數(shù)值、語言等對機(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)。

在大型災(zāi)難后，能進(jìn)入人進(jìn)入不了的廢墟中，用紅外線掃描廢墟中的景象，把信息傳送給在外面的搜救人員。

平臺機(jī)器人是在不同的場景下，提供不同的定制化智能服務(wù)的機(jī)器人應(yīng)用終端。從外觀、硬件、軟件、內(nèi)容和應(yīng)用，都可以根據(jù)用戶場景需求進(jìn)行定制。 ? 2016年8月，三寶平臺機(jī)器人首家線下體驗(yàn)店，正式落戶深圳市寶安區(qū)。

通過引導(dǎo)或其它方式，先教會機(jī)器人動作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。

利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動作。

能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動。

能“體會”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。

以人工智能決定其行動的機(jī)器人。

能力評價

機(jī)器人能力的評價標(biāo)準(zhǔn)包括：智能，指感覺和感知，包括記憶、運(yùn)算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習(xí)和邏輯推理等；機(jī)能，指變通性、通用性或空間占有性等；物理能，指力、速度、可靠性、聯(lián)用性和壽命等。因此，可以說機(jī)器人就是具有生物功能的實(shí)際空間運(yùn)行工具，可以代替人類完成一些危險或難以進(jìn)行的勞作、任務(wù)等。

展會競賽

發(fā)展歷史

智能型機(jī)器人是最復(fù)雜的機(jī)器人，也是人類最渴望能夠早日制造出來的機(jī)器朋友。然而要制造出一臺智能機(jī)器人并不容易，僅僅是讓機(jī)器模擬人類的行走動作，科學(xué)家們就要付出了數(shù)十甚至上百年的努力。

索尼公司QRIO機(jī)器人

1920年

1939年

1942年

1948年

1954年

1956年

1959年

索尼公司AIBO機(jī)器人

1962年

1962年-1963年

1965年

1968年

1969年

1973年

1978年 美國Unimation公司

1984年

模擬交際機(jī)器人

1990年

1998年

1999年

2002年

2006年 6月

2022年6月消息

2022年7月消息，

2022年7月5日，

2022年7月5日消息

2022年10月20日消息

發(fā)展特點(diǎn)

如今機(jī)器人發(fā)展的特點(diǎn)可概括為：橫向上，應(yīng)用面越來越寬。由95%的工業(yè)應(yīng)用擴(kuò)展到更多領(lǐng)域的非工業(yè)應(yīng)用。像做手術(shù)、采摘水果、剪枝、巷道掘進(jìn)、偵查、排雷，還有空間機(jī)器人、潛海機(jī)器人。機(jī)器人應(yīng)用無限制，只要能想到的，就可以去創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)；縱向上，機(jī)器人的種類會越來越多，像進(jìn)入人體的微型機(jī)器人，已成為一個新方向，可以小到像一個米粒般大?。粰C(jī)器人智能化得到加強(qiáng)，機(jī)器人會更加聰明。

應(yīng)用

在醫(yī)療行業(yè)中，許多疾病都不能只靠口服外敷藥物治療，只有將藥物直接作用于病灶上或是切除病灶才能達(dá)到治療的效果，現(xiàn)代醫(yī)療手段最常使用的方法就是手術(shù)，然而人體生理組織有許多極為復(fù)雜精細(xì)而又特別脆弱的地方，人的手動操作精度不足以安全的處理這些部位的病變，但是這些部位的疾病都是非常危險的，如果不加以干預(yù)，后果是非常致命的。

隨著科技的進(jìn)展，這些問題逐漸得到解決，微型機(jī)器人的問世為這一問題提供了解決的方法，微型機(jī)器人由高密度納米集成電路芯片為主體，擁有不亞于大型機(jī)器人的運(yùn)算能力和工作能力且可以遠(yuǎn)程操控，其微小的體積可以進(jìn)入人的血管，并在不對人體造成損傷的情況下進(jìn)行治療和清理病灶。還可以實(shí)時的向外界反饋人體內(nèi)部的情況，方便醫(yī)生及時做出判斷和制定醫(yī)療計劃。有些疾病的檢查和治療手段會給患者造成大量的痛苦，比如胃鏡，利用微型機(jī)器人就可以在避免增加患者痛苦的前提下完成身體內(nèi)部的健康檢查。目前制約微型機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵因素在于成本非常昂貴，稀有金屬的替代品的尋找將成為未來發(fā)展的重要方向。

2022年7月1日，世界首款全流程自動化鼻咽拭子采樣機(jī)器人在深圳“上崗”。^[6]

將機(jī)器人最早應(yīng)用于軍事行業(yè)始于二戰(zhàn)時期的美國，為了減少人員的傷亡，作戰(zhàn)任務(wù)執(zhí)行前都會先派出偵查無人機(jī)到前方打探敵情。在兩軍作戰(zhàn)的時候，能夠先一步了解敵人的動向要比單純增加兵力有用得多。隨著科技的進(jìn)步，戰(zhàn)爭機(jī)器人在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，從最初的偵查探測逐漸拓展到戰(zhàn)斗和拆除行動。利用無人機(jī)制敵于千里之外成為軍事戰(zhàn)略的首選，拆彈機(jī)器人可以精確的拆彈排彈，避免了拆彈兵在戰(zhàn)斗中的傷亡。擁有完備的軍事機(jī)器人系統(tǒng)逐漸成為一個現(xiàn)代強(qiáng)國必不可少的發(fā)展部分。

教育機(jī)器人是一個新興的概念，多年來，機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展研究方向都是如何應(yīng)用于生活中代替人們完成體力或是危險工作，而教育機(jī)器人則是以機(jī)器人為媒介，對人進(jìn)行教育或是對機(jī)器人進(jìn)行編程完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。教育機(jī)器人作為一個新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)展非常迅速，其主要形式為一些機(jī)器人啟蒙教育工作室，對兒童到青年不同的人群進(jìn)行機(jī)器人組裝調(diào)試編程控制等方面的教學(xué)。大型的教育機(jī)器人公司也會承辦一些從小學(xué)到大學(xué)組的機(jī)器人競賽，通常包含窄足、交叉足場地競步，體操表演比賽。對于機(jī)器人的推廣有著極為重要的作用。?

工廠制造業(yè)的發(fā)展歷程十分久遠(yuǎn)，最初的工廠都是以手工業(yè)為主，后來逐漸發(fā)展成手工與機(jī)床結(jié)合的生產(chǎn)方式?，F(xiàn)代社會的供給需求對生產(chǎn)力的要求越來越高，工廠對于人力成本方面的問題也一直難以攻克，尤其對于工作人員的管理和安全保障是最為難辦的問題。對于一些會產(chǎn)生有毒有害氣體粉塵或是有些爆炸和觸電風(fēng)險的工作場合，機(jī)械臂憑借著良好的仿生學(xué)結(jié)構(gòu)可以代替人手完成幾乎全部的動作。為了適應(yīng)大規(guī)模的批量生產(chǎn)，零散的機(jī)械臂逐漸發(fā)展組合成完整的生產(chǎn)流水線，工人只需要進(jìn)行簡單的操作和分揀包裝，其余的工作全部都由生產(chǎn)流水線自動完成。?

隨著技術(shù)的成熟，機(jī)器人和人們的生活的關(guān)系越來越密切，智能家居成為當(dāng)下非常熱門的話題，掃地機(jī)器人算是智能家居推廣的先行者，將機(jī)器人技術(shù)引入住宅可以使生活更加安全舒心，尤其家里有老人和兒童，智能的家居和家政機(jī)器人可以起到自動操作調(diào)整模式并保障安全的作用。

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

上海機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)60-70億人民幣，在全國名列第一。國際上機(jī)器人領(lǐng)域排名前四的ABB、FANUC、KUKA、安川等均在上海設(shè)有機(jī)構(gòu)。ABB機(jī)器人事業(yè)總部已落戶上海，機(jī)器人的年產(chǎn)量達(dá)6000臺，KUKA上月在松江的新工廠已開工，預(yù)計到2015年產(chǎn)能可達(dá)5000臺。上海將拓展機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用，使上海發(fā)展成為我國最大的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地、機(jī)器人核心技術(shù)研發(fā)中心、高端制造中心、服務(wù)中心和應(yīng)用中心。

相關(guān)品種

其實(shí)并不是人們不想給機(jī)器人一個完整的定義，自機(jī)器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機(jī)器人。但隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時代的到來，機(jī)器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富，機(jī)器人的定義也不斷充實(shí)和創(chuàng)新。

1886年法國作家利爾亞當(dāng)在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機(jī)器起名為“安德羅丁”（Android），它由4部分組成：

1.生命系統(tǒng)（平衡、步行、發(fā)聲、身體擺動、感覺、表情、調(diào)節(jié)運(yùn)動等）；

2.造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運(yùn)動的金屬覆蓋體，一種盔甲）；

3.人造肌肉（在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態(tài)）；

4.人造皮膚（含有膚色、機(jī)理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等）。

1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》。在劇本中，卡佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”，“Robota”是奴隸的意思。該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對人類社會的悲劇性影響，引起了大家的廣泛關(guān)注，被當(dāng)成了機(jī)器人一詞的起源。在該劇中，機(jī)器人按照其主人的命令默默地工作，沒有感覺和感情，以呆板的方式從事繁重的勞動。后來，羅薩姆公司取得了成功，使機(jī)器人具有了感情，導(dǎo)致機(jī)器人的應(yīng)用部門迅速增加。在工廠和家務(wù)勞動中，機(jī)器人成了必不可少的成員。機(jī)器人發(fā)覺人類十分自私和不公正，終于造反了，機(jī)器人的體能和智能都非常優(yōu)異，因此消滅了人類。

但是機(jī)器人不知道如何制造它們自己，認(rèn)為它們自己很快就會滅絕，所以它們開始尋找人類的幸存者，但沒有結(jié)果。最后，一對感知能力優(yōu)于其它機(jī)器人的男女機(jī)器人相愛了。這時機(jī)器人進(jìn)化為人類，世界又起死回生了。

卡佩克提出的是機(jī)器人的安全、感知和自我繁殖問題?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步很可能引發(fā)人類不希望出現(xiàn)的問題。雖然科幻世界只是一種想象，但人類社會將可能面臨這種現(xiàn)實(shí)。

為了防止機(jī)器人傷害人類，科幻作家阿西莫夫（Isaac.Asimov）于1940年提出了“機(jī)器人三原則”：

1.機(jī)器人不應(yīng)傷害人類；

2.機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；

3.機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與第一條相抵觸者除外。

這是給機(jī)器人賦予的倫理性綱領(lǐng)。機(jī)器人學(xué)術(shù)界一直將這三原則作為機(jī)器人開發(fā)的準(zhǔn)則。

在1967年日本召開的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會議上，就提出了兩個有代表性的定義。一是森政弘與合田周平提出的：“機(jī)器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機(jī)械半人性、自動性、奴隸性等7個特征的柔性機(jī)器”。從這一定義出發(fā)，森政弘又提出了用自動性、智能性、個體性、半機(jī)械半人性、作業(yè)性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動性等10個特性來表示機(jī)器人的形象。另一個是加藤一郎提出的具有如下3個條件的機(jī)器稱為機(jī)器人：

1.具有腦、手、腳等三要素的個體；

2.具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠(yuǎn)方信息）和接觸傳感器；

3.具有平衡覺和固有覺的傳感器。

禮儀機(jī)器人

徐揚(yáng)生院士研制的獨(dú)輪機(jī)器人

機(jī)器人的定義是多種多樣的，其原因是它具有一定的模糊性。動物一般具有上述這些要素，所以在把機(jī)器人理解為仿人機(jī)器的同時，也可以廣義地把機(jī)器人理解為仿動物的機(jī)器。

1988年法國的埃斯皮奧將機(jī)器人定義為：“機(jī)器人學(xué)是指設(shè)計能根據(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象”。

1987年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對工業(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(jī)。”

北京理工大學(xué)研制的BHR-2機(jī)器人

隨著人們對機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識的加深，機(jī)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(yīng)用特點(diǎn)，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(jī)器人和各種智能機(jī)器，如移動機(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。

中國工程院院長宋健指出：“機(jī)器人學(xué)的進(jìn)步和應(yīng)用是20世紀(jì)自動控制最有說服力的成就，是當(dāng)代最高意義上的自動化”。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正引起國際上重新認(rèn)識機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。

古代機(jī)器人

機(jī)器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人的問世都是近幾十年的事。然而人們對機(jī)器人的幻想與追求卻已有3000多年的歷史。人類希望制造一種像人一樣的機(jī)器，以便代替人類完成各種工作。

機(jī)器馬車

西周時期，中國的能工巧匠偃師用動物皮、木頭、樹脂制出了能歌善舞的伶人，這是中國最早記載的木頭機(jī)器人雛形。

公元前2世紀(jì)，亞歷山大時代的古希臘人發(fā)明了最原始的機(jī)器人──自動機(jī)。它是以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動的雕像，它可以自己開門，還可以借助蒸汽唱歌。

1800年前的漢代，大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車。計里鼓車每行一里，車上木人擊 鼓一下，每行十里擊鐘一下。

后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”，并用其運(yùn)送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭。

1662年，日本的竹田近江利用鐘表技術(shù)發(fā)明了自動機(jī)器玩偶，并在大阪的道頓堀演出。

1738年，法國天才技師杰克·戴·瓦克遜發(fā)明了一只機(jī)器鴨，它會嘎嘎叫，會游泳和喝水，還會進(jìn)食和排泄。瓦克遜的本意是想把生物的功能加以機(jī)械化而進(jìn)行醫(yī)學(xué)上的分析。

寫字機(jī)器人

在當(dāng)時的自動玩偶中，最杰出的要數(shù)瑞士的鐘表匠杰克·道羅斯和他的兒子利·路易·道羅斯。1773年，他們連續(xù)推出了自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等，他們創(chuàng)造的自動玩偶是利用齒輪和發(fā)條原理而制成的。它們有的拿著畫筆和顏色繪畫，有的拿著鵝毛蘸墨水寫字，結(jié)構(gòu)巧妙，服裝華麗，在歐洲風(fēng)靡一時。由于當(dāng)時技術(shù)條件的限制，這些玩偶其實(shí)是身高一米的巨型玩具?，F(xiàn)在保留下來的最早的機(jī)器人是瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶，它制作于二百年前，兩只手的十個手指可以按動風(fēng)琴的琴鍵而彈奏音樂，還定期演奏供參觀者欣賞，展示了古代人的智慧。

19世紀(jì)中葉自動玩偶分為2個流派，即科學(xué)幻想派和機(jī)械制作派，并各自在文學(xué)藝術(shù)和近代技術(shù)中找到了自己的位置。1831年歌德發(fā)表了《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克魯斯”；1870年霍夫曼出版了以自動玩偶為主角的作品《葛蓓莉婭》；1883年科洛迪的《木偶奇遇記》問世；1886年《未來的夏娃》問世。在機(jī)械實(shí)物制造方面，1893年摩爾制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驅(qū)動雙腿沿圓周走動。

進(jìn)入20世紀(jì)后，機(jī)器人的研究與開發(fā)得到了更多人的關(guān)心與支持，一些適用化的機(jī)器人相繼問世，1927年美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機(jī)器人“電報箱”，并在紐約舉行的世界博覽會上展出。它是一個電動機(jī)器人，裝有無線電發(fā)報機(jī)，可以回答一些問題，但該機(jī)器人不能走動。1959年第一臺工業(yè)機(jī)器人（可編程、圓坐標(biāo)）在美國誕生，開創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。

現(xiàn)代機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)中期，其技術(shù)背景是計算機(jī)和自動化的發(fā)展，以及原子能的開發(fā)利用。

自1946年第一臺數(shù)字電子計算機(jī)問世以來，計算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價格的方向發(fā)展。

大批量生產(chǎn)的迫切需求推動了自動化技術(shù)的進(jìn)展，其結(jié)果之一便是1952年數(shù)控機(jī)床的誕生。與數(shù)控機(jī)床相關(guān)的控制、機(jī)械零件的研究又為機(jī)器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

另一方面，原子能實(shí)驗(yàn)室的惡劣環(huán)境要求某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國原子能委員會的阿爾貢研究所于1947年開發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。

1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對機(jī)器人進(jìn)行動作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。

作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形特征迥異，主要由類似人的手和臂組成。

1965年，MIT的Roborts演示了第一個具有視覺傳感器的、能識別與定位簡單積木的機(jī)器人系統(tǒng)。

機(jī)器狗

1967年日本成立了人工手研究會（現(xiàn)改名為仿生機(jī)構(gòu)研究會），同年召開了日本首屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會。

1970年在美國召開了第一屆國際工業(yè)機(jī)器人學(xué)術(shù)會議。1970年以后，機(jī)器人的研究得到迅速廣泛的普及。

1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一臺由小型計算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，它是液壓驅(qū)動的，能提升的有效負(fù)載達(dá)45公斤。

到了1980年，工業(yè)機(jī)器人才真正在日本普及，故稱該年為“機(jī)器人元年”。

隨后，工業(yè)機(jī)器人在日本得到了巨大發(fā)展，日本也因此而贏得了“機(jī)器人王國的美稱”。

自治潛水器

隨著計算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，使機(jī)器人在功能和技術(shù)層次上有了很大的提高，移動機(jī)器人和機(jī)器人的視覺和觸覺等技術(shù)就是典型的代表。由于這些技術(shù)的發(fā)展，推動了機(jī)器人概念的延伸。80年代，將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統(tǒng)稱為智能機(jī)器人，這是一個概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導(dǎo)了機(jī)器人技術(shù)的研究和應(yīng)用，而且又賦予了機(jī)器人技術(shù)向深廣發(fā)展的巨大空間，水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、空中機(jī)器人、地面機(jī)器人、微小型機(jī)器人等各種用途的機(jī)器人相繼問世，許多夢想成為了現(xiàn)實(shí)。將機(jī)器人的技術(shù)（如傳感技術(shù)、智能技術(shù)、控制技術(shù)等）擴(kuò)散和滲透到各個領(lǐng)域形成了各式各樣的新機(jī)器——機(jī)器人化機(jī)器。當(dāng)前與信息技術(shù)的交互和融合又產(chǎn)生了“軟件機(jī)器人”、“網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人”的名稱，這也說明了機(jī)器人所具有的創(chuàng)新活力。

工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。自從1962年美國研制出世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人以來，機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快，已成為柔性制造系統(tǒng)（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的自動化工具。

排爆用機(jī)器人

英國的“

”機(jī)器人

在西方國家中，恐怖活動始終是個令當(dāng)局頭疼的問題。英國由于民族矛盾，飽受爆炸物的威脅，因而早在60年代就研制成功排爆機(jī)器人。英國研制的履帶式“手推車”及“超級手推車”排爆機(jī)器人，已向50多個國家的軍警機(jī)構(gòu)售出了800臺以上。英國又將手推車機(jī)器人加以優(yōu)化，研制出土撥鼠及野牛兩種遙控電動排爆機(jī)器人，英國皇家工程兵在波黑及科索沃都用它們探測及處理爆炸物。土撥鼠重35公斤，在桅桿上裝有兩臺攝像機(jī)。野牛重210公斤，可攜帶100公斤負(fù)載。兩者均采用無線電控制系統(tǒng)，遙控距離約1公里。

“土撥鼠”和“野?！迸疟瑱C(jī)器人

除了恐怖分子安放的炸彈外，在世界上許多戰(zhàn)亂國家中，到處都散布著未爆炸的各種彈藥。例如，海灣戰(zhàn)爭后的科威特，就像一座隨時可能爆炸的彈藥庫。在伊科邊境一萬多平方公里的地區(qū)內(nèi)，有16個國家制造的25萬顆地雷，85萬發(fā)炮彈，以及多國部隊(duì)投下的布雷彈及子母彈的2500萬顆子彈，其中至少有20%沒有爆炸。而且直到現(xiàn)在，在許多國家中甚至還殘留有一次大戰(zhàn)和二次大戰(zhàn)中未爆炸的炸彈和地雷。因此，爆炸物處理機(jī)器人的需求量是很大的。

排除爆炸物機(jī)器人有輪式的及履帶式的，它們一般體積不大，轉(zhuǎn)向靈活，便于在狹窄的地方工作，操作人員可以在幾百米到幾公里以外通過無線電或光纜控制其活動。機(jī)器人車上一般裝有多臺彩色CCD攝像機(jī)用來對爆炸物進(jìn)行觀察；一個多自由度機(jī)械手，用它的手爪或夾鉗可將爆炸物的引信或雷管擰下來，并把爆炸物運(yùn)走；車上還裝有獵槍，利用激光指示器瞄準(zhǔn)后，它可把爆炸物的定時裝置及引爆裝置擊毀；有的機(jī)器人還裝有高壓水槍，可以切割爆炸物。

德國的排爆機(jī)器人

在法國，空軍、陸軍和警察署都購買了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆機(jī)器人。DM公司研制的RM35機(jī)器人也被巴黎機(jī)場管理局選中。德國駐波黑的維和部隊(duì)則裝備了Telerob公司的MV4系列機(jī)器人。中國沈陽自動化所研制的PXJ-2機(jī)器人也加入了公安部隊(duì)的行列。

美國Remotec公司的Andros系列機(jī)器人受到各國軍警部門的歡迎，白宮及國會大廈的警察局都購買了這種機(jī)器人。在南非總統(tǒng)選舉之前，警方購買了四臺AndrosVIA型機(jī)器人，它們在選舉過程中總共執(zhí)行了100多次任務(wù)。Andros機(jī)器人可用于小型隨機(jī)爆炸物的處理，它是美國空軍客機(jī)及客車上使用的唯一的機(jī)器人。海灣戰(zhàn)爭后，美國海軍也曾用這種機(jī)器人在沙特阿拉伯和科威特的空軍基地清理地雷及未爆炸的彈藥。美國空軍還派出5臺Andros機(jī)器人前往科索沃，用于爆炸物及子炮彈的清理?？哲娒總€現(xiàn)役排爆小隊(duì)及航空救援中心都裝備有一臺Andros VI。

極限作業(yè)機(jī)器人

中國研制的排爆機(jī)器人

排爆機(jī)器人不僅可以排除炸彈，利用它的偵察傳感器還可監(jiān)視犯罪分子的活動。監(jiān)視人員可以在遠(yuǎn)處對犯罪分子晝夜進(jìn)行觀察，監(jiān)聽他們的談話，不必暴露自己就可對情況了如指掌。

1993年初，在美國發(fā)生了韋科莊園教案，為了弄清教徒們的活動，聯(lián)邦調(diào)查局使用了兩種機(jī)器人。一種是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型機(jī)器人，另一種是RST公司研制的STV機(jī)器人。STV是一輛6輪遙控車，采用無線電及光纜通信。車上有一個可升高到4.5米的支架，上面裝有彩色立體攝像機(jī)、晝用瞄準(zhǔn)具、微光夜視瞄具、雙耳音頻探測器、化學(xué)探測器、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、目標(biāo)跟蹤用的前視紅外傳感器等。該車僅需一名操作人員，遙控距離達(dá)10公里。在這次行動中共出動了3臺STV，操作人員遙控機(jī)器人行駛到距莊園548米的地方停下來，升起車上的支架，利用攝像機(jī)和紅外探測器向窗內(nèi)窺探，聯(lián)邦調(diào)查局的官員們圍著熒光屏觀察傳感器發(fā)回的圖像，可以把屋里的活動看得一清二楚。

深海鋪纜機(jī)器人

2022年6月消息，山東未來機(jī)器人有限公司自主研制的國內(nèi)首臺深海鋪纜機(jī)器人在威海成功入海測試，根據(jù)設(shè)備自身攜帶攝像頭返回的畫面，深海鋪纜機(jī)器人采用“先敷后埋”技術(shù)水底作業(yè)的情況清晰可見。^[3]

帶電機(jī)器人

2022年6月24日，由國網(wǎng)武漢供電公司既濟(jì)配網(wǎng)帶電作業(yè)公司開展的湖北首例自主創(chuàng)新配網(wǎng)帶電機(jī)器人作業(yè)順利完成。^[4]

自主意識

帶有自主意識的女性機(jī)器人

大會使用

福娃機(jī)器人能夠感應(yīng)到一米范圍內(nèi)的游客，與人對話、攝影留念、唱歌舞蹈，還能回答與奧運(yùn)會相關(guān)的問題。

能夠?qū)崿F(xiàn)在任何時間、場所，對任何人和任何設(shè)備的多語言服務(wù)。

其杰出代表為排爆機(jī)器人。

迎賓服務(wù)

（1）自動進(jìn)入迎賓狀態(tài)，采用中英語言做初始問候。

（2）請來賓在觸摸屏上選擇服務(wù)語種，包括中英雙語，再次進(jìn)行熱情問候和自我介紹。

（3）流暢的肢體運(yùn)動實(shí)現(xiàn)動感十足的擬人交流。

奧運(yùn)會中使用的福娃機(jī)器人

語音服務(wù)

（2）配合肢體動作、聲光電效應(yīng)營造出動人的時尚感。

信息服務(wù)

（1）提供世博會信息平臺服務(wù)，為來賓介紹上海世博會情況、世博會各場館介紹。

（2）為來賓介紹機(jī)場、車站附近可換乘的公交路線及著名景點(diǎn)，以及播報近期天氣信息等。

照相服務(wù)

（1）在歡迎來賓后/監(jiān)測到游客長期佇立身側(cè)/在某些景點(diǎn)，海寶會主動詢問游客是否需要照相服務(wù)，包括：與游客合影、為游客拍照。

（2）在準(zhǔn)備合影過程中，機(jī)器人會隨機(jī)擺出可愛的姿勢與表情，并詢問參與者是否滿意。

若游客提議“換一個”，機(jī)器人會更換另一姿勢；游客表示“好的”等滿意評價后，機(jī)器人還會詢問參與者是否已經(jīng)準(zhǔn)備好，得到肯定的答復(fù)后便和參與者一起倒數(shù)準(zhǔn)備拍照。

游客通過觸摸屏選擇也可觸發(fā)海寶的照相服務(wù)。

海寶將語音引導(dǎo)參與者站到指定的位置進(jìn)行拍照。拍照時，可基于人體檢測和人臉檢測實(shí)現(xiàn)自動對焦。參與者可在機(jī)器人觸摸屏上看到所拍攝的照片，若對照片不滿意，參與者可選擇進(jìn)行重拍。

提供大頭貼照相效果服務(wù)，利用人物提取、背景融合等技術(shù)為相片添加世博主題相關(guān)的趣味特效，游客可選擇采用何種特效，特效處理結(jié)果可實(shí)時顯示可在服務(wù)中心打印照片，或者將照片傳到網(wǎng)上，供游客下載。

（3）通過友善可愛的語言提醒并控制單次服務(wù)時間。

導(dǎo)航服務(wù)

（1）無論室內(nèi)室外，海寶可隨時知道自己的準(zhǔn)確位置。

（2）海寶通過語音交互或觸摸屏選擇獲知游客目的地。

（3）為游客規(guī)劃一條最便捷的到達(dá)路徑。

才藝表演

（1）可表演多種舞蹈：中國特色舞蹈、中國各民族舞蹈、各國風(fēng)情舞蹈

（2）講笑話/說故事

（3）歌曲

協(xié)作引領(lǐng)參觀

室內(nèi)外、展區(qū)間，機(jī)器人在完成了本區(qū)間的引領(lǐng)任務(wù)后，會將游客帶領(lǐng)至下一區(qū)間的服務(wù)機(jī)器人處。下一區(qū)間的服務(wù)機(jī)器人將繼續(xù)引領(lǐng)，直至游客達(dá)到目的地。

機(jī)器人換崗儀式

機(jī)器人電量低、檢修、故障時，可自動召喚備用機(jī)器人前來換崗；可設(shè)計具有較強(qiáng)觀賞性的機(jī)器人定時換崗儀式。

團(tuán)體舞蹈表演

海寶家族的兄弟姐妹們可以一同協(xié)作，完成群體舞蹈或隊(duì)列表演。

女子機(jī)器人樂隊(duì)可以輕挪舞步，合力彈奏一曲“茉莉花”或其他樂曲。

除了以上這些，還有的機(jī)器人能表演太極拳，身懷中國功夫的機(jī)器人也將出現(xiàn)在世博會上。

騰訊Qrobot機(jī)器人

騰訊Qrobot機(jī)器人是一款智能互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人，它能通過語音指令、觸摸、手勢等交互方式為用戶提供豐富快捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，用戶只需要語音控制，就可以獲得像天氣、新聞、音樂、股票、教育、智能提醒等資訊和應(yīng)用。同時，Qrobot是一個開放的平臺，在這個平臺上用戶可以下載自己想要的各項(xiàng)應(yīng)用。

qrobot圖冊

1.音樂點(diǎn)歌 2.語音搜索資訊 3.娛樂游戲 4.遠(yuǎn)程表情 5.互動教育 6.故事卡通 7.詩歌國學(xué) 8.聲控上網(wǎng) 9.聲控電腦 10.天氣預(yù)報 11.語音打字 12.SNS提醒 13.辦公備忘 等等

未來發(fā)展

首屆北京市大學(xué)生機(jī)器人大賽在北京信息科技大學(xué)舉行。主持開幕儀式的是一位身形苗條的“女士”，這位“女士”其實(shí)是北京信息科技大學(xué)的學(xué)生設(shè)計的機(jī)器人，名叫莉莉。她能夠與人進(jìn)行日常對話交流。

在隨后舉行的比賽中，17所高校99支代表隊(duì)的300余名選手帶著他們的機(jī)器人得意之作登臺亮相，參與16個項(xiàng)目的角逐。這些機(jī)器人，或在音樂聲中能翩翩起舞，或在綠茵場上馳騁，甚至可以插上翅膀，翱翔于天際。正如一名北京工業(yè)大學(xué)選手在比賽中喊出的口號，“翻滾吧，機(jī)器人；翻滾吧，我們的未來?！睂恚瑱C(jī)器人將成為我們生產(chǎn)、生活中不可或缺的伙伴。

18米長，12米寬的綠茵場，白線劃出中圈、禁區(qū)。比賽信號響起，“隊(duì)員”進(jìn)入場地，開球，突破，傳中配合，射門，踢得有模有樣。與普通足球賽不同，這里的“隊(duì)員”都是機(jī)器人。

記者在場邊注意到，這些足球機(jī)器人每個重40公斤，靠兩個吸球器控球運(yùn)動。裝在底部的四向輪，根據(jù)控制核心計算出的軌跡自主移動。獲得進(jìn)球良機(jī)時，機(jī)器人帶球進(jìn)入禁區(qū)，射門裝置接收到指令，將球猛烈擊出。

在場邊指揮比賽的北京信息科技大學(xué)隊(duì)隊(duì)長黃斌告訴記者，機(jī)器人足球隊(duì)的配合比人類球隊(duì)默契得多，它們在傳球前，可通過無線電準(zhǔn)確地將球的軌跡、力度等信息傳給下一個“球員”，“球員”還能通過全景攝像頭捕捉影像，計算球運(yùn)動的軌跡，自主跑位接球。機(jī)器人球隊(duì)的戰(zhàn)術(shù)、站位等程序都事先“植入”了機(jī)器人球員“大腦”。

與正常足球賽一樣，機(jī)器人足球賽也有中場休息時間，此時，作為這些機(jī)器人的“教練”和“隊(duì)醫(yī)”，他們需要趕緊對剛剛經(jīng)歷過激烈對抗的機(jī)器人進(jìn)行應(yīng)急維護(hù)，以及布置下半場的戰(zhàn)術(shù)——必要時進(jìn)行一些戰(zhàn)術(shù)程序的修改，“一旦它們重新上場，那又是它們自己來研判賽場情況，組織進(jìn)攻與防守了，這跟真實(shí)的足球賽一模一樣?！秉S斌說。最終，北京信息科技大學(xué)的足球機(jī)器人在決賽中3比0獲勝，奪得冠軍。

黃斌2008年考入北京信息科技大學(xué)，之后就迷上了足球機(jī)器人，“我自己就非常喜歡踢球，后來發(fā)現(xiàn)能把自己的一些對足球的想法付諸機(jī)器人身上實(shí)踐，感覺十分美妙?！秉S斌說，迷上了足球機(jī)器人后，他和同伴們幾乎將所有的課余時間都花在了組裝機(jī)器人，編寫程序上面，“程序非常大，一整場比賽的程序編寫至少需要半年，每次優(yōu)化動輒耗時一星期。”辛勤的付出帶來了豐碩的回報，黃斌和他的隊(duì)員在2010年、2011年連續(xù)兩年的機(jī)器人足球世界杯中擊敗來自世界各國的強(qiáng)隊(duì)，奪得冠軍，“誰說中國足球不行，咱的機(jī)器人就能拿世界杯。”

蚯蚓機(jī)器人：

面對地震廢墟，人員被埋。生命探測儀發(fā)現(xiàn)幸存者，但又無法準(zhǔn)確定位以便搜救，怎么辦？北京信息科技大學(xué)學(xué)生趙旭設(shè)計的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“搜救機(jī)器人”，將有效解決這一問題。

這臺機(jī)器人外觀如同蚯蚓一般，“皮膚”上分布著各種感應(yīng)原件，可以變形進(jìn)入各種狹小的空間。機(jī)器人裝有帶燈光的攝像頭，在位置不明的地區(qū)，他能夠通過攝像頭獲取的畫面迅速建立位置地圖，并實(shí)現(xiàn)畫面數(shù)據(jù)傳輸與自主導(dǎo)航。此外，機(jī)器人的“身體”內(nèi)將裝備超聲波、溫濕度、有害氣體感應(yīng)器等設(shè)備，還能感知生命體征。

“蚯蚓”機(jī)器人的最大的特點(diǎn)就是進(jìn)入搜救現(xiàn)場后，即使遭遇突發(fā)狀況被攔腰斬斷，它仍能“頑強(qiáng)”前進(jìn)或者退出，順利完成任務(wù)?！拔覀儚尿球旧砩险业搅遂`感，把機(jī)器人分成三部分，每個部分都裝有傳感器、驅(qū)動系統(tǒng)等，這樣在地震、礦難等惡劣條件下，即使機(jī)器人一部分被外力破壞，剩余的部分仍可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)?！壁w旭一邊介紹，一邊用手做了個蠕動的動作。

據(jù)介紹，這個“蚯蚓”搜救機(jī)器人未來將十分小巧，它隨時出沒在災(zāi)難救援、管道檢測、水質(zhì)監(jiān)測、衛(wèi)生防疫等重要現(xiàn)場，服務(wù)于災(zāi)害救援以及公共安全。J067 胡鐵湘 攝J125

旋翼機(jī)器人：航拍可監(jiān)控交通流量

就在“莉莉”主持首屆北京市大學(xué)生機(jī)器人大賽開幕式時，一架六旋翼飛行器騰空而起，飛至開幕儀式現(xiàn)場上空。飛行器搭載的攝像機(jī)啟動，拍攝開幕式的盛況。畫面可以實(shí)時傳回至地面的接收裝置?！斑@是具有飛行功能的攝像機(jī)器人?！北本┬畔⒖萍即髮W(xué)社團(tuán)理事會會長唐榮寬自豪地說。

記者在現(xiàn)場看到，這架會飛的機(jī)器人共有6組直徑約30厘米的水平螺旋槳，底部有兩個拱形的支架，上面裝有可俯仰的攝像云臺?？刂撇考闹?，均勻地伸出了6個碳纖維臂桿，用來控制那6組配有無刷電機(jī)帶動的螺旋槳。

唐榮寬介紹，這臺機(jī)器人造價達(dá)6.5萬元，2分鐘即可升空至300米的高度，并滯空10至15分鐘。機(jī)器人可攜帶2.5公斤的攝影器材，拍攝的畫面通過無線傳輸回地面。除了使用遙控器操作，飛行機(jī)器人還可以通過GPS導(dǎo)航，自主飛行到目標(biāo)區(qū)域完成拍攝任務(wù)。據(jù)了解，機(jī)器人的控制軟件均為在校大學(xué)生編寫。而為了保持拍攝畫面的穩(wěn)定，唐榮寬和同伴們還給飛行器安裝了減震云臺，并且在結(jié)構(gòu)平衡上也進(jìn)行了減震處理，“六個旋翼同時轉(zhuǎn)動，可以保證飛行器水平飛行，同時加上減震云臺的作用，四級風(fēng)干擾下，飛行機(jī)器人可以正常開展工作?！碧茦s寬說。

北京大學(xué)智能科學(xué)系的研究者曉宇表示，這樣的旋翼機(jī)器人飛行器今后在道路交通流量、賽事活動等方面的監(jiān)控中發(fā)揮重要作用。相比固定翼飛機(jī)或者直升機(jī)，它占用的人力、物力成本更少；飛行高度更低，噪音更小，拍攝得到的畫面、聲音質(zhì)量就更高，“尤其是現(xiàn)在北京經(jīng)常遭遇道路擁堵，旋翼機(jī)器人飛行器加裝軟件后，可以快速分析路況，給周邊駕車者提供即時的繞行指南?！?/p>

專家

羅慶生北京理工大學(xué)教授

國內(nèi)機(jī)器人研究領(lǐng)域?qū)＜?/strong>

發(fā)展機(jī)器人需要寬口徑人才

這屆機(jī)器人大賽的規(guī)格水平比較高，學(xué)生們通過程序編程，使得機(jī)器人達(dá)到了比較高的運(yùn)行水平。尤其是在創(chuàng)意機(jī)器人大賽中，涌現(xiàn)出許多有創(chuàng)意的作品，如北京理工大學(xué)的“管道”機(jī)器人、“千足蟲”等。

這些年我國機(jī)器人研制水平快速發(fā)展，主要就得益于大學(xué)里培養(yǎng)了大量機(jī)器人研究人才。工業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵還是靠人才。人才上去了，機(jī)器人水平才能上去。高校應(yīng)該大力開展課外創(chuàng)新，讓學(xué)生把所學(xué)知識有機(jī)串聯(lián)投入實(shí)際應(yīng)用。這對學(xué)生的創(chuàng)新意識的形成，以及成長成才都有幫助。

另外，這屆大賽也暴露出部分學(xué)生的知識面比較局限，對于機(jī)器人涉及到的各種生物學(xué)、力學(xué)、電學(xué)等多個學(xué)科的融會貫通能力較弱。我想這也應(yīng)該引起高校的重視，在招生、培養(yǎng)人才時應(yīng)該拓寬口徑，專業(yè)培養(yǎng)更加靈活。我國發(fā)展機(jī)器人，需要寬口徑知識背景、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的人才。^[1]

日本最新機(jī)器人

美國戰(zhàn)斗機(jī)器狗BIGDOG