机器人的现状与发展趋势

智能机器人的发展现状及未来发展趋势产生20世纪60年代，世界上第一台工业机器人在美国诞生，开创了工业化的新纪元。机器人技术的发展标志着一个国家的高科技水平和工业化自动程度。因此，日本欧美等国家政府纷纷耗资去实施与机器人相关的战略计划，许多著名的大学和公司都成立了机器人研究机构。如今，机器人技术得到了飞速的发展，在军事、社会生产、医疗、服务等领域得到广泛运用。发展半个世纪以来，机器人主要经历了三个发展阶段：第一代称为示教再现型机器人。该种机器人没有装备任何传感器，对环境无感知能力，智能按照人类编写的固化程序工作。世界上第一台机器人即属此类。第二代称为感觉型机器人。此种机器人拥有简单的传感器，可以感知外部参数变化，有部分适应外部环境的能力。即可以根据外部环境的不同改变工作内容。第三代机器人通常被称为智能机器人，这种智能机器人可以认识周围环境和自身状态，并能进行分析和判断，然后采取相应的策略完成任务。目前这种机器人大部分还是用于军事领域。但是也有些机器人是用于商业领域的，比如一家叫地壳（北京）机器人科技有限公司的，他们开发的机器人也具有监控和导航的功能，可以用于银行、机场等，还有商业领域，可以进行来宾接待等。目前我国国内也有较多研究智能机器人的公司，随着机器人的出现，许多人认为机器人在未来将会在人类的生活中占据很大的部分，他们可以做需要大型劳力的工作，可以帮助人们处理家务。还可以为主任提供娱乐活动等。目前我国的机器人现代智能移动机器人基本能按人的指令完成各种比较复杂的工作，如深海探测、作战、侦察、搜集情报、抢险、服务等工作，模拟完成人类不能或不愿完成的任务，不仅能自主完成工作,而且能与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务，在不同领域有着广泛的应用。智能移动机器人按照工作场所的不同，可以分为管道、水下、空中、地面机器人等。管道机器人可以用来检测管道使用过程中的破裂、腐蚀和焊缝质量情况，在恶劣环境下承担管道的清扫、喷涂、焊接、内部抛光等维护工作,对地下管道进行修复；水下机器人可以用于进行海洋科学研究、海上石油开发、海底矿藏勘探、海底打捞救生等；空中机器人可以用于通信、气象、灾害监测、农业、地质、交通、广播电视等方面；服务机器人半自主或全自主工作、为人类提供服务，其中医用机器人具有良好的应用前景；仿人机器人的形状与人类似，具有移动功能、操作功能、感知功能、记忆和自治能力，能够实现人机交互；微型机器人以纳米技术为基础在生物工程、医学工程、微型机电系统、光学、超精密加工及测量(如:扫描隧道显微镜)等方面具有广阔的应用前景。在国防领域中，军用智能移动机器人得到前所未有的重视和发展，近年来,美英等国研制出第二代军用智能移动机器人，其特点是采用自主控制方式，能完成侦察、作战和后勤支援等任务，在战场上具有看、嗅等能力,能够自动跟踪地形和选择道路，具有自动搜索、识别和消灭敌方目标的功能。如美国的Navplab自主导航车,SSV自主地面战车等。在未来的军事智能移动机器人中，还会有智能战斗机器人、智能侦察机器人、智能警戒机器人、智能工兵机器人、智能运输机器人等等，成为国防装备中新的亮点。在服务工作方面，以地壳（北京）机器人科技有限公司为例，地壳（北京）机器人科技有限公司研究的机器人有查询、展示、提醒、引导、娱乐五大功能：查询：联网查询相关信息、本地查看存储信息、查询局域网信息、联机机器人相关信息、查询主题活动详情、查询周边信息等。展示：展示企业广告、展示动态视频、展示相关服务方案、展示活动方案及细则、展示当季活动广告以及主题等。提醒：时事热点提醒、新闻动态整理提醒、重要日程规划提醒、纪念日等节日提醒、个性设置提醒等。引导：已构建地图线路引导、语音播报引导、行动规划引导、活动流程引导、已存储信息引导等。娱乐：贵宾迎接、语音交流、讲故事、人机交互游戏、VIP拍照存档身份识别、叫车、预定机票、安防监控、周边导览介绍、商户信息二维码推送等。甚至在体育比赛方面，也得到了很大的发展，近年来在国际上迅速开展起来足球机器人与机器人足球高技术对抗活动，国际上已成立相关的联合会FIRA，许多地区也成立了地区协会，已达到比较正规的程度且有相当的规模和水平。机器人足球赛目的是将足球(高尔夫球)撞入对方球门取胜。球场上空(2m)高悬挂的摄像机将比赛情况传入计算机内，由预装的软件作出恰当的决策与对策，通过无线通讯方式将指挥命令传给机器人。机器人协同作战，双方对抗，形成一场激烈的足球比赛。在比赛过程中,机器人可以随时更新它的位置每当它穿过地面线截面，双方的教练员与系统开发人员不得进行干预。机器人足球融计算机视觉、模式识别、决策对策、无线数字通讯、自动控制与最优控制、智能体设计与电力传动等技术于一体，是一个典型的智能移动机器人系统。现代智能移动机器人不仅在上述方面有广泛应用，而将渗透到生活的各个方面，像在煤炭工业在矿业方面，考虑到社会上对煤炭需求量日益增长的趋势和煤炭开采的恶劣环境，将智能移动机器人应用于矿业势在必行。在建筑方面，有高层建筑抹灰机器人、预制件安装机器人、室内装修机器人、擦玻璃机器人、地面抛光机器人等。在核工业方面，主要研究机构灵巧、动作准确可靠、反应快、重量轻的机器人等等。智能移动机器人的应用领域的日益扩大，人们期望智能移动机器人能在更多的领域为人类服务，代替人类完成更多更复杂的工作。展望智能移动机器人具有广阔的发展前景，目前机器人的研究正处于第三代智能移动机器人阶段，尽管国内外对此的研究已经取得了许多成果,但其智能化水平仍然不尽人意。未来的智能移动机器人应当在以下几方面着力发展：面向任务，由于目前人工智能还不能提供实现智能机器的完整理论和方法，已有的人工智能技术大多数要依赖领域知识，因此当我们把机器要完成的任务加以限定，及发展面向任务的特种机器人，那么已有的人工智能技术就能发挥作用，使开发这种类型的智能移动机器人成为可能。传感技术和集成技术，在现有传感器的基础上发展更好、更先进的处理方法和其实现手段，或者寻找新型传感器，同时提高集成技术，增加信息的融合。机器人网络化，利用通信网络技术将各种机器人连接到计算机网络上,并通过网络对机器人进行有效的控制。这一点地壳（北京）机器人科技有限公司的智能机器人的查询功能如联网查询相关信息、本地查看存储信息、查询局域网信息、联机机器人相关信息、查询主题活动详情、查询周边信息等在一定程度上可以看做是对这一点的实现。智能控制中的软计算方法，与传统的计算方法相比,以模糊逻辑、基于概率论的推理、神经网络、遗传算法和混沌为代表的软计算技术具有更高的鲁棒性、易用性及计算的低耗费性等优点,应用到机器人技术中，可以提高其问题求解速度,较好地处理多变量、非线性系统的问题；机器学习，各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发展,强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到机器人系统中，使其具有类似人的学习能力,以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境；智能人机接口，人机交互的需求越来越向简单化、多样化、智能化、人性化方向发展,因此需要研究并设计各种智能人机接口如多语种语音、自然语言理解、图像、手写字识别等,以更好地适应不同的用户和不同的应用任务，提高人与机器人交互的和谐性。多机器人协调作业，组织和控制多个机器人来协作完成单机器人无法完成的复杂任务，在复杂未知环境下实现实时推理反应以及交互的群体决策和操作。地壳机器人的机器人系列有小智等系列，有负责前台、展示、迎宾接待等多款智能机器人，可以被用于公司企业的前台接待、公司会议时展示ppt等。由于现有的智能移动机器人的智能水平还不够高，因此在今后的发展中，努力提高各发面的技术及其综合应用，大力提高智能移动机器人的智能程度，提高智能移动机器人的自主性和适应性，是智能移动机器人发展的关键。同时，智能移动机器人涉及多个学科的协同工作，不仅包括技术基础，甚至还包括心理学、伦理学等社会科学，让智能移动机器人完成有益于人类的工作，使人类从繁重、重复、危险的工作中解脱出来，就像科幻作家阿西莫夫的“机器人学三大法则”一样，让智能移动机器人真正为人类利益服务，而不能成为反人类的工具。相信在不远的将来，各行各业都会充满形形色色的智能移动机器人，科幻小说中的场景将在科学家们的努力下逐步成为现实，很好地提高人类的生活品质和对未知事物的探索能力。地壳公司也在不断对机器人进行改进。我国的智能移动机器人发展还落后于世界先进水平，而智能移动机器人又是高科技的集中体现，具有重要的发展价值，因此我国在智能移动机器人领域要认清形势、明确发展发现和目标，采取符合我国国情的可行发展对策，努力缩小与世界领先水平的差距，早日让智能移动机器人全面为社会的发展服务。相信经过政府的重视和投入，科技工作者的不懈奋斗，我国的智能移动机器人发展水平能达到新的高度。希望我国的像地壳（北京）机器人科技有限公司的这样的研究智能机器人的公司能让我国的智能机器人行业发展的更好。