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1、人工智能 机器人规划,内容概要：,机器人的发展 先进机器人应用领域及特点 机器人目前研究热点及发展趋势 几款先进的机器人,从机器人诞生到本世纪80年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。到了90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。,机器人的发展,先进机器人应用领域及特点,领域： 海洋开发、宇宙探测、采掘、建筑、医疗、农林业、服务、娱乐等行业。主要特点：工作环境的非结构化和不确定性，因而对机器人的要求更高，需要机器人具有行走功能，对外感知能力以及局部的自主规划
2、能力等，是机器人技术的一个重要发展方向。,1.水下机器人,美国的AUSS、俄罗斯的MT-88、法国的EPAVLARD等水下机器人已用于海洋石油开采，海底勘查、救捞作业、管道敷设和检查、电缆敷设和维护、以及大坝检查等方面，形成了有缆水下机器人（remote operated vehicle）和无缆水下机器人（autonomous under water vehicle）两大类。,2、空间机器人,空间机器人一直是先进机器人的重要研究领域。目前美、俄、加拿大等国已研制出各种空间机器人。如美国NASA的空间机器人Sojanor等。Sljanor是一辆自主移动车，重量为11.5kg，尺寸63048mm，
3、有6个车轮，它在火星上的成功应用，引起了全球的广泛关注。,3、核工业用机器人,国外的研究主要集中在机构灵巧，动作准确可靠、反应快、重量轻、刚度好、便于装卸与维修的高性能伺服手，以及半自主和自主移动机器人。已完成的典型系统，如美国ORML基于机器人的放射性储罐清理系统、反应堆用双臂操作器，加拿来大研制成功的辐射监测与故障诊断系统，德国的C7灵巧手等。,4、地下机器人,地下机器人主要包括采掘机器人和地下管道检修机器人两在类。主要研究内容为：机械结构、行走系统、传感器及定位系统、控制系统、通信及遥控技术。目前日、美、德等发达国家已研制出了地下管道和石油、天然气等大型管道检修用的机器人，各种采机器人及
4、自动化系统正在研制中。,5、医用机器人,医用机器人的主要研究内容包括：医疗外科手术的规划与仿真、机器人辅助外科手术、最小损伤外科、临场感外科手术等。美国已开展临场感外科（telepresence surgery）的研究，用于战场模拟、手术培训、解剖教学等。法、英、意、德等国家联合开展了图像引导型矫形外科（telematics）计划、袖珍机器人（biomed）计划以及用于外科手术的机电手术工具等项目的研究，并已取得一些卓有成效的结果。,6、建筑机器人,日本已研制出20多种建筑机器人。如高层建筑抹灰机器人、预制件安装机器人、室内装修机器人、地面抛光机器人、擦玻璃机器人等。美国卡内基梅隆重大学、麻省
5、理工学院等都在进行管道挖掘和埋设机器人、内墙安装机器人等型号的研制、并开展了传感器、移动技术和系统自动化施工方法等基础研究。,7、军用机器人,近年来，美、英、法、德等国已研制出第二代军用智能机器人。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、嗅和角摸能力，能够 自动跟踪地形和选择道路，并且具有自动搜索、识别和消灭敌方目标的功能。,目前研究热点及发展趋势,1工业机器人操作机结构的优化设计技术：探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比，同时机构向着模块化、可重构方向发展。,2机器人控制技术：重点研究开放式，模块化控制系统，人机界面更加友好，语言、图形编程界面正
6、在研制之中。机器人控制器的标准化和网络化，以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外，离线编程的实用化将成为研究重点。,3多传感系统：为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传感器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法，特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。另一问题就是传感系统的实用化。,4机器人的结构灵巧，控制系统愈来愈小，二者正朝着一体化方向发展。,5机器人遥控及监控技术，机器人半自主和自主技术，多机器人和操作者之间的协调控制，通过网络建立大范围内的机器人遥控系统，在有时延的情况下，建立预先显示进行
7、遥控等。,7多智能体（multi-agent）调控制技术：这是目前机器人研究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。,6虚拟机器人技术：基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥操作和人机交互。,8微型和微小机器人技术（micro/miniature robotics）:微小型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。,9软机器人技术（soft robotics）:主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。传统机器人设计未考虑与人紧密共处，因
8、此其结构材料多为金属或硬性材料，软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的，机器人对人是友好的。,10仿人和仿生技术：这是机器人技术发展的最高境界，目前仅在某些方面进行一些基础研究。,日本机器人Twendy-One机器人,2009年1月14日，日本东京早稻田大学机械工程学系实验室的机器人“Twendy-One”灵巧地用“手”抓起一根吸管，从而证明它具有抓握细小物体的能力。这些机器人能为老年人提供服务。,德国人形机器人调制速溶茶,2009年3月2日，参观者在德国中部汉诺威举行的世界最大规模的高科技展览会CeBIT上观看人形遥控系统“Rollin Just
9、in”表演调制速溶茶。,日本丰田公司弹奏乐器机器人,2008年5月4日，丰田汽车公司的机器人在东京该公司的展室里弹奏乐器。,日本保安机器人T-34,2009年1月21日，在东京的一项展示活动中，在网中挣扎的一个模拟入侵者躺在遥控保安机器人T-34身边的地板上，那个网是T-34发射的。,由波士顿士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计。它不仅仅可以爬山涉水，还可以承载较重负荷的货物，而且这种机械狗可能比人类都跑得快。,大狗机器人 (Bigdog),美女机器人 （HRP-4C）,它的体内装有30个发动机，能够帮助它行走和移动手臂,HRP-4C,脸内装有个马达，使它做出多种表情,“阿莫西”(ASIMO),可读懂人类思维的机器人,
