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机器人

2023-04-26 21:01自然百科人已围观

[拼音]：jiqiren

[外文]：robot

具有类似某些生物器官功能、用以完成特定操作或移动任务的应用程序控制的机械电子自动装置。程序控制的多关节机械手也被称作机器人。复杂的机器人除机械手外，还具有多种人类器官的功能，如触觉、视觉、听觉、行走机构以及用计算机实现的控制和规划系统。

发展过程

机器人的发展分为三个阶段。第一阶段是固定程序和遥控式机器人；第二阶段是可变程序和示教再现式机器人；第三阶段是智能机器人。固定程序机器人通常由程序转筒或矩阵插销板控制，灵活性很差，只适用于工艺流程比较固定的大批量生产线。可变程序机器人一般由计算机控制，适用于工艺多变的小批量生产线。示教再现式机器人在改变程序时便于人机联系，省去每次重新编制程序的工作。这种机器人有简单的学习功能，但仍不能适应环境复杂多变场合的需要。人们希望能有一定“自治”功能的智能机器人，以满足更高的要求。

智能机器人

智能机器人能自动识别周围环境（如水下识别地貌）并自动作出行动规划（如绕过障碍）。

（1）识别环境：主要通过视觉、听觉和触觉（触觉包括力觉和滑觉）的敏感元件将信息输入到计算机，经过处理后，提取关键信息，并对它进行识别和理解。视觉是由电视摄像机输入二维图像，先进行预处理，然后抽取特征，据此进行识别。若对象为立体景物，则必须从若干二维平面图像或其他纹理特征“想象”出三维立体景物，并判断各景物之间的相互关系或确定物体的距离。力觉和滑觉用于调节机械手的抓握力，使之恰好能抓住物体，既不用力过猛，又不致滑落。触觉可识别简单几何物体的形状。听觉可作为人机联系的手段。在有限范围内，机器人可以接受自然语言。除了声音识别外，还应具有理解自然语言的能力。在特殊场合，可用超声成像代替视觉。

（2）制定行动规划：机器人应具有自动求解问题的能力。例如，工作台上有三个工件A、B和C，它们的相对位置是A在B上，而B又在C上。向机器人下达的任务是将C置于B上，自动规划系统根据当前状态和目标状态和各项操作的前提条件，考虑到要在B上置物，必须清除B的上面，为了抓住C又必须清除C的上面，因此制定出如下的行动规划：先将A放到工作台上；再将B放到工作台上；最后将C放到B上。这类问题可由一套特殊的产生式规则在状态空间中搜索求解。为了得出操作序列，可以从当前的状态集出发，进行正向搜索，也可从目标状态集出发进行逆向搜索，也可根据目标状态和当前状态的差选择合适的操作（手段-目的分析法）等多种求解策略。

应用

机器人是离散型生产过程自动化的必然产物，特别是在危险有害、单调、孤寂狭小的环境下，由机器人工作更显得优越。应用较多的是产业机器人，一种典型的应用是点位作业（如给冲床送料，玻璃管装箱）和连续轨迹作业(如喷漆)。另一种是具有俯仰、伸缩、手腕摆动和回转等多个自由度的机器人，广泛用于汽车装配线上、完成焊接装配等作业。配有视觉的机械手称为手-眼系统是简单的智能机器人，它可以自动识别传送带上的工件，进行装配；或检查产品外观，从中挑出次品；或观察焊接时的电弧形状，调整焊枪的距离和走向。

参考文章