“智能机器人的进展”讲座报告

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1、“智能机器人的进展”的讲座报告2014.2.28下午2： 00-4： 00,傅老师给我们做了一次深刻的前沿报告-“智能机器人的 进展”，让我们受益良多。此次讲座的主要内容： 智能机器人的基本概念 智能机器人的关键技术 智能机器人的发展现状一、智能机器人的基本概念从人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动 化装置。它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还 能完成各种动作；它还有一个特点是根据人的编程能自动地工作，这是一个显著的特点，就 是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象和工作的一些要求；它是人造的机器或机 械电子装置。所

2、以，这个机器人仍然是个机器。红邯绞反射传磁器E节GP电池制扇人身上显直流磁L红外贱反射传感器（拄7处）现在的机器人可谓千姿百态，有的“有手无头”，有的“三头六臂”，与人类细腻的皮肤、 精致的五官相比，简直就是其貌不扬。人们总是认为，或总是希望，机器人要有与人类相似的外貌。现在无法断定人类的这一 理想能否实现，但从机器人的产生和功能来看，无论它们的样子如何，它们都是为了工作需 要诞生的，都是忠实、勤奋的劳动者。当然，并不是各种各样的机械都是机器人。真正意义的机器人应该是一个具有一定智能 的计算机控制系统，它是人制造的一种高级工具，是按照人类的某种方式进行工作的一种机 器。它的外形可以其貌不扬，但

3、关键是它必须适应工作。机器人的定义(1) 美国机器人协会(RIA)的定义：机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或 专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手 (manipulator)”。(2) 日本工业机器人协会JIRA)的定义：工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端 执行器(end effector )的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”(3) 美国国家标准局(NBS)的定义：机器人是“一种能够进行编程并在自动控制下执 行某些操作和移动作业任务的机械装置”。(4) 国际标准化组织(ISO)的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的

4、、具有编程能 力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零 件、工具和专用装置，以执行种种任务”。(5) 我国蒋新松院士曾建议把机器人定义为“一种拟人功能的机械电子装置”(a mechantronic device to imitate some human functions)。 机器人的分类 关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准。 按应用环境分类(1) 制造环境下的工业机器人；(2) 非制造环境下的服务与仿人型机器人(特种机器人) 按机器人的智能程度分(1) 一般机器人：只具有一般编程能力和操作功能；(2) 智能机器人：具有不同程度的智能 按机器

5、人的用途分(1) 工业机器人(焊接、装配、搬运、喷漆、码垛)(2) 农、林、牧业机器人(伐木、挤奶)(3) 探索机器人(空间、水下)(4) 服务机器人(清洁、加油、救护、抢险、救灾、医疗、导游、家政、护理)(5 )军事机器人(侦察、排雷)(6 )娱乐机器人(舞蹈、足球) 机器人发展的三个阶段 机器人有三个发展阶段，那么也就是说，我们习惯于把机器人分成三类，一种是第一代机器人，也叫示教再现型机器人，它是通过一个计算机，来控制一个多自由度的一个机械， 通过示教存储程序和信息，工作时把信息读取出来，然后发出指令，这样的话机器人可以重 复地根据人当时示教的结果，再现出这种动作，比方说汽车的点焊机器人，

6、它只要把这个点 焊的过程示教完以后，它总是重复这样一种工作，它对于外界的环境没有感知，这个操作力 的大小，这个工件存在不存在，焊的好与坏，它并不知道。在20世纪70年代后期，人们开始研究第二代机器人，叫带感觉的机器人,这种带感觉 的机器人是类似人在某种功能的感觉，比如说力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉和人进行相类 比，有了各种各样的感觉，比方说在机器人抓一个物体的时候，它实际上力的大小能感觉出 来，它能够通过视觉，去感受和识别它的形状、大小、颜色。抓一个鸡蛋，它能通过一个触 觉，知道它的力的大小和滑动的情况。第三代机器人，也是我们机器人学中一个理想的所追求的最高级的阶段，叫智能机器人， 那么只要告

7、诉它做什么，不用告诉它怎么去做，它就能完成运动，感知思维、学习和人机通 讯的这种功能和机能。这个目前的发展还是相对的只是在局部有这种智能的概念和含义，但 真正完整意义的这种智能机器人实际上并没有存在，而只是随着我们不断的科学技术的发 展，智能的概念越来越丰富，它内涵越来越宽。智能机器人(IR)智能，是指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理 等。智能机器人是能够感知环境，能够学习、有情感和对外界产生一种逻辑判断思维的机器 (是具有感知、思维和行动功能的机器)。只要告诉它做什么，不用告诉它怎么去做，它就 能完成运动。智能机器人一般至少具有任务理解、环境理解和行为规划等

8、功能，可根据自身对外界环 境的认识以及自身状态来自主地决定其智能行为，控制其操作机构和移动机构产生动作来实 现任务目标。 智能机器人是人类社会发展的需求 主要用于制造生产线应用于工程、社会服务、人类生活等广泛领域 在结构化环境下规则地工作适应非结构环境下的各种灵活需求 具有简单智能的机器人具有综合和集成能力的智能机器人 智能机器人是创新的源头 机器人学的最高境界是使机器人具有人类的智能； 对机器人的想象空间是无止境的，甚至超出人类自身的能力：飞上天空；游在深海， 现代技术的发展使这些想象越来越可能实现，从而推动了高层次智能机器人的创新 智能机器人是高技术的集成 IR 多学科高技术的集成：机械，

9、电气，电子，控制，材料工程，计算机，传感 器，信息处理，通信、仿生等等 IR 与现代信息技术同步发展：DSP,通信网络，先进传感器，图象处理，机器 视觉、语音识别理解等 IR 智力和体质都需要发展 智能机器人是对未来自动化的挑战 IR 未来的柔性自动机器，具有 广阔的覆盖面，最新的技术 各种先进的 IT 形式多样的物理实现形式 IR 控制起关键作用和面临新挑战的平台 非结构环境下的反馈，优化，信息综合与处理 面向复杂任务规划与协调的系统控制与优化展望21世纪，机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样，会深入地应用到各个领域。在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期，也

10、是智能机器人 发展的一个关键时期。二、目前研究热点及发展趋势 目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究，并朝着智能化和多 样化方向发展。主要研究内容集中在以下8 个方面：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

11、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，建立预先显示进行遥 控等。 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。7. 多智能体(multi-agent)协调控制技术：这是目前机器人研究的一个崭新

12、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。8. 微型和微小机器人技术(micro/miniature robotics):这是机器人研究的一个新的领域 和重点发展方向。过去的研究在该领域几乎是空白，因此该领域研究的进展将会引起机器人 技术的一场革命，并且对社会进步和人类活动的各个方面产生不可估量的影响，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。听完傅老师的前沿而又深刻的“智能机器人的进展”报告，我顿时对智能机器人非常感 兴趣，心里默想，好好努力，不断了解和掌握智能机器人的前沿技术，为国家科技的进步和 发展做贡献！日期： 2014.3.1