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1、上淹第乙5童大学论文报告课程名 称创新思维与设计学院电子与电气工程学院专业、班级10测控C1学生姓名、学号 马伟光 104827169指导教师梁彩平目录摘要关键词引言正文一、机器人的定义及其未来的机器人二、机器人的发展三、未来的机器人的结构四、未来的机器人的特点五、未来的机器人的功能六、未来的机器人的影响总结参考文献未来的机器人摘要：大二第二学期我学习了创新思维与现代设计这一门课，听了老师对“现代设计中 的创新思维”的讲解，以及培养并提高我们的创新思维意识及方法，再加上我对机器人有很 大兴趣，于是便搜集了一些资料并且加上自己设计的想法写了这篇关于未来的智能机器人论 文。关键词：未来的机器人、智
2、能特点、功能、影响Abstract: The sophomore second semester I learn innovative thinking and modern design of this course, after listening to the teacher to explain modern design, innovative thinking, as well as to nurture and enhance our awareness of innovative thinking and methods,plus I are very interested i
3、n the robot, so they gathered some information andadd their own design ideas to write this paper about the future of intelligent robots.Keywords：The future of robotics, in tellige nt features, fun cti ons, affect ing引言：随着科技的发展，社会的进步，更多先进的技术手段将被应用于智能机器人的研 发制造中，而更加智能化，更加全面的机器人也会逐渐地进入我们的视野，渗透我们的生活， 为我们
4、的生产生活带来意想不到的便利。我相信，我们的生产生活将会因为他们的加入而变 得更加方便快捷，变得更加丰富多彩。正文：一、机器人的定义及其未来的机器人：机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。 它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工技能技术制定的原 则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业,或是危险的工 作。未来的机器人是自动执行工作，需要太阳能充电，不产生污染，可接受人的指挥，有意 识，视觉听觉，有感觉，能进行交流等功能。二、机器人的发展：1921年捷克斯洛伐克作家在他的科幻小说中，根据Robota和Robotnik，创造出“机器人”这
5、个词。1939年 美国纽约世博会上展出了西安电气公司 制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟， 不过离真正干家务活还差得远。1948年诺伯特维纳出版控制论一一关于在动物和机 中控制和通讯的科学，阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共 同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。1954年 美国人乔治德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不 同的工作，因此具有通用性和灵活性。1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫英格伯格 联手制造出第一台工业机器人。1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRA
6、N ”（万能 搬运），与Unimation公司生产的Unimate 样成为真正商业化的工业机器人，并出 口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。1965年霍普金斯大学应 用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置，根 据环境校正自己的位置。1968年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人 Shakey。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木，不过控制它的计算 机有一个房间那么大。1969年日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双 脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人。1984年英格伯格再推机器人Helpmate，这种机
7、器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。2002年 美国公司推出了吸尘器机器人 Roomba，它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不 足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。三、未来的机器人的结构：由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂 机械等组成。1. 执行机构即机器人本体，其臂部采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转 动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标 式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基
8、 座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）。2. 驱动装置是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助 于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。机器人 使用的驱动装置主要是电力驱动装置，此外也有采用液压、气动等驱动装置。3检测装置是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统， 与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。 作为检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人 各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈 信号
9、送至控制器，形成闭环控制。一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作 业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达 到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声 觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反 馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。4. 控制系统一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。 另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制，如当采用上、下 两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动 力学计算，并向下级微机发送指令信
10、息；作为下级从机，各关节分别对应一个cpu，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。根据作业任务 要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、 连续轨迹控制和力（力矩）控制。四、未来的机器人的特点1感觉要素（能感知视觉、接近、距离的非接触型传感器和能感知力、压觉、触觉的 接触型传感器这些要素实质上就相当于人的眼、鼻、耳等五官，它们的功能可以利用诸如摄 像机、图像传感器、超声波传感器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关 等机电元器件来实现），用来认识周围环境状态；例如：通过它的身体的重力感应器和脚底 的触觉传感器把地面的状况送回电脑，电脑则根据路面情况作出判断
11、，进而平衡身体，稳定 地前后左右行走。它不仅能走平路，还可以走台阶和倾斜的路。它站立稳定，推不倒，脚底 不平也能保持身体的直立姿态。2运动要素（智能机器人需要有一个无轨道型移动机构，以适应诸如平地、台阶、墙 壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫 等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制，这种控制不仅要包括位置 控制，而且还要有力度控制、位置与力度混合控制及伸缩率控制等）对外界做出反应性动作；3思考要素，根据感觉要素所得到的信息，思考采用什么样的动作。五、未来的机器人的功能：家用功能1. 听懂用各种语言说的话并作出回应2会做饭及家务（打扫、
12、整理、洗衣服等）3. 主人不开心的时候，会主动安慰、劝说、帮助主人4. 具有良好的知识底蕴，主人遇到不懂的问题可以随时得到正确解析5. 具有记忆功能，记住主人说的话的功能6. 具有防盗功能（具有锁密码和识别主人不听主人以外人的话），可以防止被其他人偷走7具有闹钟功能，早上可以叫醒主人，避免上班迟到&具有识别鉴别功能，（在污染比较严重的地方少逗留，检测吃的东西是否有毒干净等）9. 消除室内污染杂物10. 指挥驾驶员驾驶行车医药功能1当主人某处疼痛或劳累时，可以给主人按摩2. 给残疾人喂餐娱乐功能1. 可以播放音乐看视频2. 具有上网功能六、未来机器人的影响未来的机器人可以在一些小事情上帮我们解决
13、。在你心情不好的时候，它会安慰你，并 帮你分析原因找到解决办法；当你劳累时，它会给你按摩；当你不想做饭时，它会帮你做饭； 当你忘记拿家门钥匙时，它会给你开门；当你有事情忙不能照顾老人时，它会帮你照顾他们 吃饭等生活方面的便利。还有就是未来的机器人可以促进经济的发展，科技的进步和社会的 发展。未来机器人在各方面给我们带来了极大的方便，可是它也给我们带来极大的麻烦未来 的机器人能够代替人类进行各种劳动，将会使一部分人失业;未来的机器人把事情都做好了， 会使人养成懒惰的习惯等；还有人类对机器人的依赖性过高，可能使人创新意识降低，还有 就是团队合作能力减弱。总结： 通过这次写未来的的论文，我受益匪浅。
14、首先，通过老师的教导及自己的努 力了解了一篇正式的论文的格式和如何检索搜索资料；其次，这次写论文让我对机器人又进 一步了解，以及放开自己的想法，设计自己联想的机器人。其实，在这个过程中自己是矛盾 的，一方面想要设计出一个具有各方面能力而且优秀的类人的机器人，可是另一方面又想如 果有了未来机器人，那人又能干什么呢？其实，世界上各方面的事以及人都是矛盾的，不可 能太完美能满足每个人的要求。所以就设计了一个既能环保，有对人类有帮助的未来机器人。 之前我们也用过机器人，我们用的机器人是通过用编程控制机器人，再加上传感器，来达到 识别路线，在场地上走到不同的地方搬运物快到目的，然后回家，开始感觉很神奇，很不可 思议，其实也没什么，所以我相信我设计的机器人在不久的将来也会有人设计并得到推广应 用。这是我们用过的机器人参考文献：1.机器人-汉斯维拉莫克-上海科学技术出版社2. 智能机器人方建军何光平3. 仿生智能计算段海滨4. 机器人设计与实现张毅5. htt p:/ tm6. htt p:/www.gzbos
