智能机器人:高新技术融合产物,历经三代发展历程

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综合了计算机,控制论,机构学,信息,传感技术,人工智能,仿生学等多学科,进而形成的高新技术是机器人技术,这是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况可展现一个国家工业自动化水平,是其重要标志。

机器人不是简单地替代人工劳动,它是汇集人的特长与机器特长的拟人化电子机械装置,它有人对环境状态的快速反应及分析判断能力,它还有机器能长时间持续工作、精确度高且抗恶劣环境的能力,从某种意义讲它是机器进化过程的产物,它是工业及非产业界重要的生产与服务性设备,它也是先进制造技术领域不可或缺的自动化设备。

遵循平常的办法,机器人依照发展进程通常能够划分成三代,第一代的机器人是一种“遥控操作器”,第二代的机器人是一种依据人事先编排好的程序对机器人予以控制,使其自动重复实施某种操作的方式,第三代机器人是智能机器人,它是借助通过各类传感器、测量器等来获取环境的信息,接着利用智能技术开展识别、理解、推理并最终作出规划决策,能自主行动达成预定目标的高级机器人。

这种粗略概括根本没法讲清机器人技术发展的艰难过程,要想具体说来,就得从各个国家的机器人发展谈起,虽说各个国家的机器人发展过程从整体看相互关联,可又彼此有别,不同的历史背景、社会背景,致使不同的人对机器人技术有不同看法,进而造成不同政策与结果,此结果又反过来影响人们思想以及社会历史的发展。

美国是机器人的诞生地,1962年美国研制了世界上第一所工业机器人,历经30多年的发展,美国如今已成为世界上的机器人强国之一,基础雄厚,技术先进,综观它的发展史,道路是曲折不平坦的。

在60年代到70年代中的十几年间,美国政府不曾将工业机器人列入重点要发展的项目,仅仅是在几所大学以及少数公司中展开了一些研究方面的工作。对于企业而言,在只看到当下眼前利益,并且政府又没有财政方面支持的状况下,宁可错过良好时机,坚守停留在运用刚性自动化装置上面,也不愿意冒着风险,去进行应用或者制造机器人。当时,美国失业率高达6.65%,政府因担心发展机器人会致使更多人失业,所以既不予以投资,也不组织研制机器人,这不得不说是美国政府的战略决策错误。70年代后期,美国政府与企业界虽说有所重视,但在技术路线方面,依然将重点放在研究机器人软件以及军事、宇宙、海洋、核工程等特殊领域的高级机器人开发上,结果使得日本的工业机器人后来居上,并且在工业生产的应用方面以及机器人制造业上迅速超过了美国,其产品在国际市场上形成了较强的竞争力。

直到80年代来临之后,美国才察觉到形势变得紧迫起来,政府以及企业界才真正对机器人予以重视,在政策方面也有了相应体现,一方面是鼓励工业界去进行机器人的发展以及应用,另一方面是制订相关计划、提升投资额度,增加机器人的研究所需经费,将机器人视为美国再次走向工业化的显著特征,进而使得美国的机器人得以迅速发展。

20世纪80年代中后期,各大厂家应用机器人之时技术日益成熟起来,第一代机器人的技术性能越来越无法满足实际所需,美国开始制造带有视觉、力觉的第二代机器人,且飞速占据了美国60%的机器人市场。

美国在机器人发展史上,走过一条重视理论研究的道路,同时,又忽视应用开发研究,这是一条很曲折的道路,然而,美国的机器人技术在国际上,一直处于领先地位,其技术全面,而且先进,并且适应性也很强。

英国这个一直被拿来和美国作比较的国家,却是有着截然不同的发展态势。在1967年的时候,英国那家Hall Automation公司成功研制出了属于自己那份的机器人RAMP。然而到了70年代初期情况马上产生了变化,可以说是发生了转折,只因英国政府科学研究委员会专门颁布了那样一份否定对于人工智能以及机器人的Lighthall报告,进而针对工业机器人实施了限制其发展的极为严厉的措施,所以导致机器人工业遭受到严重打击,一下子陷入了一蹶不振的地步,在西欧范围之内近乎处在末尾的位次。

可是,国际上机器人呈现蓬勃发展态势,这状况很快就让英政府领悟到,机器人技术处于落后状态,致使其商品于国际市场上的竞争力大幅下滑。于是乎,自70年代末起始,英国政府转而持有支持立场,推行并施行了一系列支持机器人发展的政策以及措施,像广泛宣扬使用机器人的重要意义、在财政方面给予购买机器人企业补贴、积极推动机器人研究单位与企业展开联合等,从而让英国机器人开启了在生产领域广泛运用以及大力研制的繁荣时期。

这表明,新技术的发展,不会依照人的意志而转移,谁顺应它,尽全力去发展它,谁便能够取得发展,然而,谁要是一味地闭关锁国,排斥它,限制它,就会由于跟不上时代的发展,从而变得落后。

与英国的教训相比较而言,法国因很早就接纳了人工智能技术且奋力去发展它,所以获取了极大的发展。法国不但在机器人拥有数量方面位居世界前列,而且在机器人应用水平以及应用范围方面处于世界先进水准。这主要是归因于法国政府从一开始就较为看重机器人技术,尤其是将重点置于开展机器人的应用研究上面。法国机器人的发展较为顺遂,主要缘由是借助政府大力扶持的研究计划,构建起一个完备的科学技术体系。先是由政府去组织一些机器人基础技术方面的研究项目,接着由工业界来支持开展应用和开发方面的工作,这两者相互辅助,促使机器人在法国企业界迅速地发展以及普及。

与法国接壤的德国,其本国存量的工业机器人总量在世界范围内占据着第三的位次,仅仅落后于日本和美国。但德国引进机器人这一行为,相较于英国和瑞典而言,大概间隔了五到六年的时间才发生。之所以出现这样的情况,原因在于德国机器人工业自起始阶段起,便遭遇了国内经济形势不景气的状况。然而德国的社会环境对于机器人工业向着良好态势发展而言,却是具备助力因素的。由于战争这一缘由引发了劳动力数量短缺的问题,并且国民整体技术水平处于较高程度,这样的多方情形共同组合成为了达成运用机器人的有利前提条件。

到了七十年代后期那个阶段,政府借助行政手段去为机器人的推广开创路径,在“改善劳动条件计划”里作出规定,针对一些存在危险、有毒以及有害情况的工作岗位,必定要用机器人去替代一般人的劳动,这个计划给机器人的应用拓展了广阔的市场,还推动了工业机器人技术的发展。

日耳曼民族是个注重实际的民族,他们一直秉持技术应用与社会需求相结合的原则。和多数国家一样,他们把机器人主要用于汽车工业。除此之外,德国有突出之处,在纺织工业里,用现代化生产技术改造原有企业,报废旧机器,购置现代化自动设备、电子计算机以及机器人,让纺织工业成本降低、质量提升,产品花色品种更符合市场需求。到1984年,最终令这个被称作“快完蛋的行业”再度振兴起来。此时,德国察觉到机器人这般先进自动化技术于工业生产所起的作用,提出了日后在1985年之后要朝着高级的、带有感觉的智能型机器人去转移的目标。历经将近十年的奋力付诸行动,其在智能机器人的研究以及应用方面于世界上处在被众人所公认的领先位置。

曾经存在的前苏联,其主要区域集中在俄罗斯等地,与西方处于对立状态时,在机器人技术方面同样表现得极为先进。前苏联针对机器人技术正式展开从理论以及实践层面深入认真探讨的起始时段是在50年代后半期。当时间来到50年代后期,便着手开启了针对机器人样机的研究相关工作。在1968年,成功实现了试制出一台能够进行深水作业的机器人这一成果。而在1971年,又成功研制出厂矿企业使用的万能机器人。

智能机器人作文500字_机器人技术发展历程_各国机器人技术应用比较

早在,前苏联第九个五年计划开始时,就是1970年到1975年期间,就把发展机器人列入国家科学技术发展纲领之中。到1975年,已研制出120台机器人,这些机器人有30个型号。经过20年的努力,前苏联的机器人在数量上,在质量水平上均处于世界前列地位。国家有目的地把提高科学技术进步当作推动社会生产发展的手段,来安排机器人的研究制造。有关机器人的研究生产,应用,推广和提高工作,都由政府安排,有计划、按步骤地进行。

前苏联的技术,尽管先进,然而实行的是计划经济,计划经济存在着一个通病,即脱离市场,这就致使其技术应用,没有如同其他西方资本主义国家那般,出现飞跃,与之相对,取得了巨大成功的,是我们的近邻,也就是日本。

日本在60年代末的时候,正处于经济高度发展的时期,其年增长率多达11%。第二次世界大战结束之后,日本的劳动力原本就呈现紧张的状态,而高速度的经济发展又进一步加剧了劳动力严重不足的困难。鉴于此,日本在1967年,由川崎重工业公司从美国Unimation公司引进了机器人及其技术,进而建立起生产车间,并且在1968年试制出了第一台川崎的“尤尼曼特”机器人。

恰是因为那时日本劳动力明显匮乏,机器人于企业当中获得了如“救世主”一般的欢迎。日本政府一方面于经济方面施行积极的扶持举措,激励促其发展并推广应用机器人,进而又进一步激发了企业家投身机器人产业的积极性。特别要提及的是,政府针对中、小企业推出了一系列经济优惠政策,比如说有这么一项,政府银行会提供有优惠特点的价格低廉的资金。然后,政府鼓励通过集资的方式去成立“机器人长期租赁公司”这样的企业形式。这个公司会出资把机器人购买进来,进而长期租给用户去使用。对于使用者而言,每个月仅仅需要支付比较相对低廉的租金就行,如此这般就极大地减轻了企业在购入机器人这件事上所需要承担的资金方面的负担。另外,政府还把由计算机操控的示教再现型机器人当作特别折扣优待的产品对待。企业,除了能够享受到新设备平常所具有的 45%的折扣优待之外,还能够再享受到 13%的额外的价格补贴。一方面,国家拿出资金,针对小企业开展应用机器人的专门知识指导,以及技术方面的指导等。这样的一系列扶植策略,促使日本机器人产业快速发展起来,历经短短十几年时间,到80年代中期时,已然一下子变成了“机器人王国”,该国机器人的产量,还有安装的台数,在国际上跃居到了首位。

依据日本产业机器人工业会常务理事米本完二所讲的内容,这样表述:“日本机器人的发展历经了,在60年代处于摇篮期,70年代步入实用期,到了80年代迈入普及提高期的阶段。”并且正式将1980年确定为“产业机器人的普及元年”,随后着手在各个领域里广泛地推广运用机器人。

日本政府对机器人充分信任,日本企业也不例外大胆使用机器人,机器人未曾辜负人们寄予的期望,它于解决劳动力不足这方面,发挥着越来越显著的作用,它于提高生产率这方面,发挥着渐显突出的功效,它于改进产品质量这方面,有着日益重要的表现,它于降低生产成本这方面,起到愈发关键的作用,最终成为日本借此保持经济增长速度以及维持产品竞争能力的一支绝不可少的力量。

日本于汽车、电子行业,大量运用机器人展开生产,致使日本汽车产量急剧猛增,电子产品产量也迅猛增加,质量持续日益提高,同时制造成本大幅大为降低。如此一来,日本生产的汽车得以凭借价廉的绝对优势,进军号称“汽车王国”的美国市场,还向机器人诞生国出口日本产的实用型机器人。彼时,日本价廉物美的家用电器产品同样充斥了美国市场……这令“山姆大叔”后悔到了极点。日本因制造以及使用机器人,致使国力得以增大,因此获取了巨大的好处,这使得美、英、法等诸多国家没办法不采取措施,进而奋起直追。在八、九十年代的时候,日本被称作世界工厂,在这当中机器人技术有着不可磨灭的功劳。

在改革开放之后,我国踏进了经济高速发展的时期,然而,我们务必要明晰,当下我国产品具备竞争力的缘由在于我国拥有廉价的劳动力,可是,廉价的劳动力无法解决所有问题,人民生活水平得以提升必定会致使工资提高,这属于一种必然的趋向,要是我们一直只是一味地“剥削”工人,而非去发展新科技新技术用以提高劳动能力,那么在不久的将来,我国的劳动力资源将会枯竭,经济将会停滞,甚至还有可能如同日本现今这般出现经济倒退的情况。所以,我国必须将目光投向未来,重视机器人技术的发展。

现在国内外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:

1.工业机器人的性能有着持续不断的提高情况,其具备高速度的特点,有着高精度的表现,拥有高可靠性的特质,还有便于操作以及维修的特性,并且单机价格也不断下降。

2. 机械结构朝着模块化、可重构化的方向发展,比如说关节模块里的伺服电机、减速机、检测系统这三者实现了一体化,是将关节模块、连杆模块运用重组方式来构造机器人整机的。

3.工业机器人控制系统朝着基于PC机的开放型控制器方向去发展,这样做便于实现标准化、网络化,器件的集成度得以提高,控制柜日益变得小巧,并且采用模块化结构,系统的可靠性、易操作性以及可维修性被大大提高了。

4.机器人里,传感器的作用越发重要,除了采用传统的位置、速度、加速度等传感器之外,装配机器人应用了视觉、力觉等传感器,焊接机器人同样应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来开展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里已有成熟应用。

⑤虚拟现实技术于机器人里的作用,已从仿真、预演,发展至用于过程控制,比如让遥控机器人操作者,拥有置身于远端作业环境中的感觉,进而操纵机器人。

6.当代遥控机器人系统发展特点并非追求全自治系统,而是着力于操作者与机器人的人机交互控制,也就是遥控与局部自主系统共同构建成完整的监控遥控操作系统,进而让智能机器人走出实验室迈向实用化阶段。美国发射至火星的“索杰纳”机器人便是这种系统成功应用的极为著名的实例。

中国国家的智能机器人以及特种机器人,于“863”计划予以的支持之下,也收获了诸多成就。其中最为显著突出的是水下机器人,水下6000米无缆机器人其成就处于世界领先的水准,还研发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等多种机种;在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发运用之上开展了众多工作,具备了一定的发展根基。然而,在一些方面的开发应用才刚刚开始,这些方面包括多传感器信息融合控制技术,遥控加局部自主系统遥控机器人,智能装配机器人,机器人化机械等,并且与国外先进水平存在较大差距,要形成系统配套可供实用的技术和产品,就需要在原有成绩基础上展开有重点的系统攻关。