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機器人的發(fā)展歷史及劃分

智能型機器人是最復雜的機器人法竭,也是人類最渴望能夠早日制造出來的機器朋友政用。然而要制造出一臺智能機器人并不容易,僅僅是讓機器模擬人類的行走動作公杰,科學家們就要付出了數(shù)十甚至上百年的努力暮孕。

  從1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅薩姆的機器人萬能公司》中,根據(jù)Robota(捷克文许起,原意為“勞役十偶、苦工”)和Robotnik(波蘭文,原意為“工人”)街氢,創(chuàng)造出“機器人”這個詞扯键。機器人歷史有了如下的發(fā)展:

  1939年 美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制珊肃,可以行走荣刑,會說77個字,甚至可以抽煙伦乔,不過離真正干家務活還差得遠厉亏。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。

  1942年 美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機器人三定律”烈和。雖然這只是科幻小說里的創(chuàng)造爱只,但后來成為學術(shù)界默認的研發(fā)原則。

  1948年 諾伯特·維納出版《控制論》招刹,闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經(jīng)恬试、感覺機能的共同規(guī)律,率先提出以計算機為核心的自動化工廠疯暑。

  1954年 美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人牧稳,并注冊了專利茫绅。這種機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闰袒。

  1956年 在達特茅斯會議上咳综,馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法:智能機器“能夠創(chuàng)建周圍環(huán)境的抽象模型,如果遇到問題悴觅,能夠從抽象模型中尋找解決方法”霍执。這個定義影響到以后30年智能機器人的研究方向。

  1959年 德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人轰蜗。隨后删摸,成立了世界上第一家機器人制造工廠——Unimation公司。由于英格伯格對工業(yè)機器人的研發(fā)和宣傳澳银,他也被稱為“工業(yè)機器人之父”棒冠。

  1962年 美國AMF公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是萬能搬運),與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機器人,并出口到世界各國慨即,掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮型肥。

  1962年-1963年 傳感器的應用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的傳感器蝠咆,包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器踊东,托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器,而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺傳感系統(tǒng)刚操,并在1965年闸翅,幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺傳感器,能識別并定位積木的機器人系統(tǒng)菊霜。

  1965年 約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研制出Beast機器人坚冀。Beast已經(jīng)能通過聲納系統(tǒng)、光電管等裝置鉴逞,根據(jù)環(huán)境校正自己的位置记某。20世紀60年代中期開始,美國麻省理工學院构捡、斯坦福大學液南、英國愛丁堡大學等陸續(xù)成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器勾徽、“有感覺”的機器人滑凉,并向人工智能進發(fā)。

  1968年 美國斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機器人Shakey斗黍。它帶有視覺傳感器二娄,能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過控制它的計算機有一個房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺智能機器人,拉開了第三代機器人研發(fā)的序幕苇恤。

  1969年 日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發(fā)出第一臺以雙腳走路的機器人盲并。加藤一郎長期致力于研究仿人機器人,被譽為“仿人機器人之父”弟诲。日本專家一向以研發(fā)仿人機器人和娛樂機器人的技術(shù)見長,后來更進一步分较,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO徘伯。

  1973年 世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作,就誕生了美國Cincinnati Milacron公司的機器人T3南垦。

  1978年 美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人PUMA就考,這標志著工業(yè)機器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線跛鸵。

  1984年 英格伯格再推機器人Helpmate贯卦,這種機器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥焙贷、送郵件撵割。同年,他還預言:“我要讓機器人擦地板辙芍,做飯啡彬,出去幫我洗車,檢查安全”故硅。

  1998年 丹麥樂高公司推出機器人(Mind-storms)套件庶灿,讓機器人制造變得跟搭積木一樣,相對簡單又能任意拼裝吃衅,使機器人開始走入個人世界往踢。

  1999年 日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO),當即銷售一空徘层,從此娛樂機器人成為目前機器人邁進普通家庭的途徑之一峻呕。

  2002年 丹麥iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba,它能避開障礙惑灵,自動設計行進路線山上,還能在電量不足時,自動駛向充電座私舱。Roomba是目前世界上銷量最大畦肉、最商業(yè)化的家用機器人。

  2006年 6月菊舅,微軟公司推出Microsoft Robotics Studio礁姿,機器人模塊化、平臺統(tǒng)一化的趨勢越來越明顯舆滞,比爾·蓋茨預言菱区,家用機器人很快將席卷全球顿墨。

  從歷史來來看真正意義上的機器人出現(xiàn)在1959年,經(jīng)過了40年的發(fā)展绎瓣,現(xiàn)在全世界已裝備了90余萬臺工業(yè)機器人稼孤,種類達數(shù)十種,它們在許多領(lǐng)域為人類的生產(chǎn)和生活服務堵忌。大多數(shù)工業(yè)機器人都不能走路扇述,一般是靠軌道滑行,如汽車制造機器人等”溃現(xiàn)代工業(yè)機器人主要有四種類型:(1)順序型——這類機器人擁有規(guī)定的程序動作控制系統(tǒng)匪煌;(2)沿軌跡作業(yè)型——這類機器人執(zhí)行某種移動作業(yè),如焊接党巾、噴漆等萎庭;(3)遠距作業(yè)型——比如在月球上自動工作的機器人;(4)智能型——這類機器人具有感知齿拂、適應以及思維和人機通信機能驳规。

機器人劃分:

操作型機器人:能自動控制,可重復編程创肥,多功能达舒,有幾個自由度,可固定或運動叹侄,用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中巩搏。

程控型機器人:按預先要求的順序及條件,依次控制機器人的機械動作趾代。

示教再現(xiàn)型機器人:通過引導或其它方式贯底,先教會機器人動作,輸入工作程序撒强,機器人則自動重復進行作業(yè)挽后。

數(shù)控型機器人:不必使機器人動作,通過數(shù)值鸠头、語言等對機器人進行示教镇盛,機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。

感覺控制型機器人:利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作诱价。

適應控制型機器人:機器人能適應環(huán)境的變化卜锡,控制其自身的行動。

學習控制型機器人:機器人能“體會”工作的經(jīng)驗涧俐,具有一定的學習功能歉赴,并將所“學”的經(jīng)驗用于工作中。

智能機器人:以人工智能決定其行動的人。

我國的機器人專家從應用環(huán)境出發(fā)柄午,將機器人分為兩大類匹溪,即工業(yè)機器人和特種機器人。所謂工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人爽咒。而特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的玩冷、用于非制造業(yè)并服務于人類的各種先進機器人,包括:服務機器人炼幔、水下機器人激蹲、娛樂機器人、軍用機器人江掩、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等乘瓤。在特種機器人中环形,有些分支發(fā)展很快,有獨立成體系的趨勢衙傀,如服務機器人抬吟、水下機器人、軍用機器人统抬、微操作機器人等火本。目前,國際上的機器人學者聪建,從應用環(huán)境出發(fā)將機器人也分為兩類:制造環(huán)境下的工業(yè)機器人和非制造環(huán)境下的服務與仿人型機器人钙畔,這和我國的分類是一致的。


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