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1、 未來智能機器人 摘要：機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機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器。近二十年中，因為電腦技術、電子產(chǎn)品及生物遺傳工程等技術的大踏步發(fā)展，“智能機械人”的研發(fā)熱潮已從專業(yè)人士的實驗室中走了出來，成為一種綜合科研能力的開發(fā)活動。 關鍵字:智能 ，CPU，擬人化，人性化 （一）機器人的結(jié)構(gòu)組成及工作原理 機器人一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)等組成。 執(zhí)行機構(gòu)即機器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機構(gòu)，其中的運動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）常稱為關節(jié)，關節(jié)個數(shù)

2、通常即為機器人的自由度數(shù)。　　 檢測裝置的作用是實時檢測機器人的運動及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設定信息進行比較后，對執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)整，以保證機器人的動作符合預定的要求。 控制系統(tǒng)有兩種方式。一種是集中式控制，即機器人的全部控制由一臺微型計算機完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機來分擔機器人的控制。如當采用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時，主機常用于負責系統(tǒng)的管理、通訊、運動學和動力學計算，并向下級微機發(fā)送指令信息；作為下級從機，各關節(jié)分別對應一個CPU，進行插補運算和伺服控制處理，實現(xiàn)給定的運動，并向主機反饋信息。 （二）機器人的未來發(fā)展 機器人的研究從

3、一開始就是擬人化的，所以才有機械手、機械臂的開發(fā)與制作，也是為了以機械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險。但近十幾年來，機器人的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化，而且涵蓋了許多領域，應用的范疇十分廣闊。大而言之，用之于太空開發(fā)，月球車，深海探測器，海洋石油開采，航天飛機機械臂等，小至微型手術機械，生命監(jiān)測儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機器人、清除機器人到無人駕駛飛機、自動化戰(zhàn)車，有人甚至預測未來戰(zhàn)爭可能如星球大戰(zhàn)一樣，是機器人的戰(zhàn)爭。至于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、遺傳生物產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學、文化產(chǎn)業(yè)、電訊業(yè)、能源開發(fā)，都將因機器人的大量登場而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國電訊公司未來學部門研究員曾因準確預測手機短訊、垃圾郵件及網(wǎng)

4、上搜尋引擎的出現(xiàn)而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預測中，其中就有數(shù)條是關于機器人的。 未來的機器人將會朝著三個方面發(fā)展： 一、 與人類的生活更為密切地結(jié)合起來，以為人提供更多服務作為要素 二十年后，家中掃除、清潔的工作或老人的護理保健的工作可能全由機器人取代。美國舊金山的醫(yī)院已開始使用機器人為病人送藥、配藥的服務。美國的阿伊機器人公司的總裁接受媒體采訪時表示，該公司生產(chǎn)的家用大掃除機器人產(chǎn)品，2002年只有一百二十萬美元銷售額，到2012年已猛增50倍以上。還有，家居的全自動化，無需駕駛的自動汽車等等，實在無法一一計數(shù)或做出估計。 二、仿生性，生物性的大趨向 以

5、趣味性、生物性來制造機器狗、貓、魚等動物。譬如日本三菱重工附屬公司Ryomei Engineering研制成功的金色機械魚“金魚虎”長1公尺，重25公斤，是一只不小的巨魚，能自動暢游于水中，可協(xié)助監(jiān)察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監(jiān)視河水污染等。索尼公司研制的Aibo機器狗會對主人聲音有情緒反應，已能夠模仿喜怒哀樂和恐懼等情緒，將來可出現(xiàn)代替真正導盲犬的機器狗。另外，電影《侏羅紀公園》的恐龍機器人等也是例子。這類仿生性機器人還被廣泛用于軍事上的偵察救險、情報傳送，甚至殺敵于無形的手段上去。美國夏威夷大學設有水下機器人研究中心，已具相當規(guī)模。今年八月初俄羅斯迷你潛艇在海底為漁網(wǎng)所纏，困于190米下

6、的深海，就得助于英國的“天蝎”號救援艇之助而脫險的，“天蝎”號就是海底機器人。 三、最重要的發(fā)展是人性化 日本舉行的萬國博覽會，被稱為機器人的大集合之展覽會，有人甚至將之稱作“機器人萬國博覽會”，從中亦可看出日本的這一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及成果。在展場中，接待處、大會清掃工作、警備工作等，多以機器人的形式出現(xiàn)與取替。博覽會期間還舉辦多項人與機器人有關的活動，其中最引人注目的還是人工智能及人性化的機器人的表演，譬如接待處的一位女性機器人能聽、說六國語言，而且說話時眼、嘴皆會動，面部肌肉也有活動。造型奇特有趣的高爾夫球機器人“坎迪—5”，它內(nèi)置整個高爾夫球場的3D地形和球會會員的資料，并設置有

7、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能作360度自如旋轉(zhuǎn)，它的系統(tǒng)將愈加精密，并更具人性化，科學家預計在2020年完成其全部制作時，它可充當球童并可從旁給予擊球建議。此外，尚有具“視覺”、“味覺”的機器人，它的紅外線測定可以對食物及飲品的成份、含量馬上做出判定，譬如將一只蘋果擺在其手臂前，可以打印出該只蘋果的糖份、維生素含量等。最引人注目的是機器人管樂隊的演奏，以機器人演奏真正的樂器，而且隊形不斷變換，演奏技術臻于上乘。東京大學于今年八月公布已開發(fā)出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設定，這對仿造機器人的生命性又是一大進步。凡此種種，不一而足。 在世紀之交

8、，生物遺傳工程因“克隆人”的出現(xiàn)而引致倫理、法律及道德問題的爭議，“克隆人”能否問世仍然是一個未知數(shù)，但機器人的研發(fā)正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標。因而還為之出現(xiàn)了新的名詞，比如人工智能（簡稱AI），并以下述二個英文名字用來指人類模樣的機器人：androids和humanoids。西方的電影導演在談到影視中出現(xiàn)的非常人性化的機器人時，更常常使用這些有明確傾向的專用詞： A、變得人性化—humanize B、人性化的—humanized C、人道、仁慈—humanity。 我國的機器人研發(fā)工作基本上屬于科學研究的項目，據(jù)說，中國科學院目前已造出說話時嘴唇能夠活動、眼睛能轉(zhuǎn)動、具視覺

9、功能的機器人，其水準可媲美日本同行其實，機器人的制作絕對并非只是液壓機械與電子產(chǎn)品的混成物，要將機器人造得越來越有人性化，就要兼及生命醫(yī)學、傳感、光學及創(chuàng)造性的文化產(chǎn)業(yè)等方面，比如機器人的關節(jié)就需要研究中醫(yī)的經(jīng)絡學、生物學上的神經(jīng)刺激反應以及文化產(chǎn)品的某種造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英國的科學家甚至預言，到2020年，隨著機器人愈來愈精密和使用有機零件制造，它們將會受到“機器人權(quán)”的保護。 在美、日、德、法、韓等國，機器人產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正在日受重視，一般采取所謂的“官產(chǎn)學”形式?！肮佟奔凑闹贫ㄕ呒皟A斜支持，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。據(jù)情報顯示，日本政府正在調(diào)整全國的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)，名

10、古屋中部地區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)為新型汽車工業(yè)，以大阪為中心的關西地方將以機器人產(chǎn)業(yè)為主，東京地區(qū)以資訊情報化為中心等等；“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究與開發(fā)，并將之變成產(chǎn)品，取得經(jīng)濟效益；“學”即學校設置專門的學科，教材則與以往不同，非全盤為學校教授所寫，有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫教材，利用電腦技術介入，反過來向大學師生出售。而專門出售機器人制作的教科書、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業(yè)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)為此服務的產(chǎn)品。那么，這是否將導致一場工業(yè)革命？現(xiàn)在斷言尚為時過早。但可以預計的是，未來20年，機器人產(chǎn)業(yè)將成為未來新產(chǎn)業(yè)的一個領先潮流，在現(xiàn)代化的高科技戰(zhàn)爭中，機器人將發(fā)揮越來越大

11、的戰(zhàn)斗作用，從而減少前線士兵的人命傷亡，并以奇技利器克敵制勝。 總結(jié) ：世界上先進的工業(yè)化國家都十分注重機器人的研究開發(fā)、實用化及產(chǎn)業(yè)化的動向，投入大量的資金、人力，優(yōu)化環(huán)境及指標，特別是重視培養(yǎng)年輕人對此未來科學的興趣，吸引他們的投入，以形成人材梯隊，鍛造出新的產(chǎn)業(yè)隊伍。隨著科學技術的飛速發(fā)展，未來的機器人將更加智能化。機器人技術綜合了多學科的發(fā)展成果，代表了高技術的發(fā)展前沿，它在人類生活應用領域的不斷擴大正在引起國際上重新認識機器人技術的作用和影響。 參考文獻： 1.《人工智能的未來》 陜西科學技術出版社 作者：杰夫霍金斯 2. 《人工智能:一種現(xiàn)代的方法》 清華大學出版社 2006 05