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          機(jī)器人的發(fā)展歷史及劃分

          2012年03月02日 09:57:05人氣:3592來(lái)源:

            智能型機(jī)器人是zui復(fù)雜的機(jī)器人,也是人類(lèi)zui渴望能夠早日制造出來(lái)的機(jī)器朋友。然而要制造出一臺(tái)智能機(jī)器人并不容易,僅僅是讓機(jī)器模擬人類(lèi)的行走動(dòng)作,科學(xué)家們就要付出了數(shù)十甚至上百年的努力。
            
            從1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說(shuō)《羅薩姆的機(jī)器人公司》中,根據(jù)Robota(捷克文,原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文,原意為“工人”),創(chuàng)造出“機(jī)器人”這個(gè)詞。機(jī)器人歷史有了如下的發(fā)展:
            
            1939年美國(guó)紐約世博會(huì)上展出了西屋電氣公司制造的家用機(jī)器人Elektro。它由電纜控制,可以行走,會(huì)說(shuō)77個(gè)字,甚至可以抽煙,不過(guò)離真正干家務(wù)活還差得遠(yuǎn)。但它讓人們對(duì)家用機(jī)器人的憧憬變得更加具體。
            
            1942年美國(guó)科幻巨匠阿西莫夫提出“機(jī)器人三定律”。雖然這只是科幻小說(shuō)里的創(chuàng)造,但后來(lái)成為學(xué)術(shù)界默認(rèn)的研發(fā)原則。
            
            1948年諾伯特·維納出版《控制論》,闡述了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺(jué)機(jī)能的共同規(guī)律,提出以計(jì)算機(jī)為核心的自動(dòng)化工廠(chǎng)。
            
            1954年美國(guó)人喬治·德沃爾制造出世界上*臺(tái)可編程的機(jī)器人,并注冊(cè)了。這種機(jī)械手能按照不同的程序從事不同的工作,因此具有通用性和靈活性。
            
            1956年在達(dá)特茅斯會(huì)議上,馬文·明斯基提出了他對(duì)智能機(jī)器的看法:智能機(jī)器“能夠創(chuàng)建周?chē)h(huán)境的抽象模型,如果遇到問(wèn)題,能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個(gè)定義影響到以后30年智能機(jī)器人的研究方向。
            
            1959年德沃爾與美國(guó)發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出*臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。隨后,成立了世界上*家機(jī)器人制造工廠(chǎng)——Unimation公司。由于英格伯格對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和宣傳,他也被稱(chēng)為“工業(yè)機(jī)器人之父”。
            
            1962年美國(guó)AMF公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是搬運(yùn)),與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機(jī)器人,并出口到世界各國(guó),掀起了*對(duì)機(jī)器人和機(jī)器人研究的熱潮。
            
            1962年-1963年傳感器的應(yīng)用提高了機(jī)器人的可操作性。人們?cè)囍跈C(jī)器人上安裝各種各樣的傳感器,包括1961年恩斯特采用的觸覺(jué)傳感器,托莫維奇和博尼1962年在世界上zui早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器,而麥卡錫1963年則開(kāi)始在機(jī)器人中加入視覺(jué)傳感系統(tǒng),并在1965年,幫助MIT推出了世界上*個(gè)帶有視覺(jué)傳感器,能識(shí)別并定位積木的機(jī)器人系統(tǒng)。
            
            1965年約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制出Beast機(jī)器人。Beast已經(jīng)能通過(guò)聲納系統(tǒng)、光電管等裝置,根據(jù)環(huán)境校正自己的位置。20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始,美國(guó)麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。美國(guó)興起研究第二代帶傳感器、“有感覺(jué)”的機(jī)器人,并向人工智能進(jìn)發(fā)。
            
            1968年美國(guó)斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機(jī)器人Shakey。它帶有視覺(jué)傳感器,能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過(guò)控制它的計(jì)算機(jī)有一個(gè)房間那么大。Shakey可以算是世界*臺(tái)智能機(jī)器人,拉開(kāi)了第三代機(jī)器人研發(fā)的序幕。
            
            1969年日本早稻田大學(xué)加藤一郎實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出*臺(tái)以雙腳走路的機(jī)器人。加藤一郎長(zhǎng)期致力于研究仿人機(jī)器人,被譽(yù)為“仿人機(jī)器人之父”。日本專(zhuān)家一向以研發(fā)仿人機(jī)器人和娛樂(lè)機(jī)器人的技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng),后來(lái)更進(jìn)一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。
            
            1973年世界上*次機(jī)器人和小型計(jì)算機(jī)攜手合作,就誕生了美國(guó)CincinnatiMilacron公司的機(jī)器人T3。
            
            1978年美國(guó)Unimation公司推出通用工業(yè)機(jī)器人PUMA,這標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)*成熟。PUMA至今仍然工作在工廠(chǎng)*線(xiàn)。
            
            1984年英格伯格再推機(jī)器人Helpmate,這種機(jī)器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、送郵件。同年,他還預(yù)言:“我要讓機(jī)器人擦地板,做飯,出去幫我洗車(chē),檢查安全”。
            
            1998年丹麥樂(lè)高公司推出機(jī)器人(Mind-storms)套件,讓機(jī)器人制造變得跟搭積木一樣,相對(duì)簡(jiǎn)單又能任意拼裝,使機(jī)器人開(kāi)始走入個(gè)人世界。
            
            1999年日本索尼公司推出犬型機(jī)器人愛(ài)寶(AIBO),當(dāng)即銷(xiāo)售一空,從此娛樂(lè)機(jī)器人成為目前機(jī)器人邁進(jìn)普通家庭的途徑之一。
            
            2002年丹麥iRobot公司推出了吸塵器機(jī)器人Roomba,它能避開(kāi)障礙,自動(dòng)設(shè)計(jì)行進(jìn)路線(xiàn),還能在電量不足時(shí),自動(dòng)駛向充電座。Roomba是目前世界上銷(xiāo)量zui大、zui商業(yè)化的家用機(jī)器人。
            
            2006年6月,微軟公司推出MicrosoftRoboticsStudio,機(jī)器人模塊化、平臺(tái)統(tǒng)一化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯,比爾·蓋茨預(yù)言,家用機(jī)器人很快將席卷。
            
            從歷史來(lái)來(lái)看真正意義上的機(jī)器人出現(xiàn)在1959年,經(jīng)過(guò)了40年的發(fā)展,現(xiàn)在*已裝備了90余萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,種類(lèi)達(dá)數(shù)十種,它們?cè)谠S多領(lǐng)域?yàn)槿祟?lèi)的生產(chǎn)和生活服務(wù)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人都不能走路,一般是靠軌道滑行,如汽車(chē)制造機(jī)器人等?,F(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人主要有四種類(lèi)型:(1)順序型——這類(lèi)機(jī)器人擁有規(guī)定的程序動(dòng)作控制系統(tǒng);(2)沿軌跡作業(yè)型——這類(lèi)機(jī)器人執(zhí)行某種移動(dòng)作業(yè),如焊接、噴漆等;(3)遠(yuǎn)距作業(yè)型——比如在月球上自動(dòng)工作的機(jī)器人;(4)智能型——這類(lèi)機(jī)器人具有感知、適應(yīng)以及思維和人機(jī)通信機(jī)能。
            
            機(jī)器人劃分:
            
            操作型機(jī)器人:能自動(dòng)控制,可重復(fù)編程,多功能,有幾個(gè)自由度,可固定或運(yùn)動(dòng),用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。
            
            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(dòng)作。
            
            示教再現(xiàn)型機(jī)器人:通過(guò)引導(dǎo)或其它方式,先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作,輸入工作程序,機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。
            
            數(shù)控型機(jī)器人:不必使機(jī)器人動(dòng)作,通過(guò)數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)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)。
            
            感覺(jué)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(dòng)作。
            
            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(dòng)。
            
            學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人:機(jī)器人能“體會(huì)”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。
            
            智能機(jī)器人:以人工智能決定其行動(dòng)的人。
            
            我國(guó)的機(jī)器人專(zhuān)家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā),將機(jī)器人分為兩大類(lèi),即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(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(lèi)的各種*機(jī)器人,包括:服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。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(shì),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。目前,上的機(jī)器人學(xué)者,從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類(lèi):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,這和我國(guó)的分類(lèi)是一致的。
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