智能机器人的控制技术前景分析

孟繁丽

摘 要：随着科学技术的发展，机器人控制技术也日渐成熟，不仅在力矩和位置控制等基础技术上有所进步，在智能化控制上也有显著提高。可是机器人基础控制技术尽管比较完善，但是想要得到进一步提升却有很大难度，因此，智能化发展成为了机器人控制技术的研发方向，该技术上突破会给基础控制技术的发展带来契机，本文重在研究机器人控制技术的发展方向及难度，希望本文内容能对机器人控制技术的研究带来帮助。

机器人技术一直是国内外科学家重点研究的课题，尤其是美国、日本等发达国家更是机器人研究能力较强的国家，他们对机器人的研究工作有近60年了，而且实现了编程机器人向智能化机器人的发展。他们经过多年研究总结，把机器人控制技术分为三大部分，分别是力矩技术、位置技术和智能技术，其中，力矩技术和位置技术是基础，智能技术是研究的发展方向，所以说，前者是基础技术，后者是重点技术，两者都要快速地向前发展。

1.机器人基础控制技术的重要性及所面临的技术难题

力矩技术和位置技术是机器人控制技术的基础，智能化技术是在这两种技术的基础上进行发展的，所以说，我们要想实现机器人智能化发展，就要先认识到力矩技术和位置技术的作用，了解到两种基础控制技术的重要性。

以前，在机器人基础控制技术中的研究重点是速度、位置和受力等要素，而随着科学技术的发展，控制技术又需要研究各种实用的系统技术，从而保证机器人基础控制技术更加完善。可以这样说，在当今时代，机器人基础控制技术已经达到了一定的水平，这给机器人控制技术的发展打下了坚实的基础，但是，对于作为基础技术中的力矩技术和位置技术来说，要想实现突破，却要依赖智能化技术的发展，因此，位置技术、力矩技术、智能技术三者是紧密联系和相互制约的，位置技术和力矩技术为机器人控制技术智能化发展打下了基础，智能化技术又为机器人基础控制技术的突破带来了机会。下面，我介绍一下机器人控制基础技术所面临的难题。

第一，机器人基础技术研发中存在技术难题。机器人系统设置和实际运动出现不一致问题，这个问题一直难以解决，这对位置技术和力矩技术来说是一个大的挑战。第二，数据模型不能解决机器人运动中的复杂问题。机器人在实际运行中遇到复杂问题时，数据模型就出现工作不正常现象，还有一些难以预见的问题，更是机器人控制基础技术难以解决的。第三，机器人基础控制技术系统不够完善。由于机器人基础控制技术都是建立在数字模型基础上的，该数字模型只是简单的力矩控制系统，根本不能完成复杂的指令，因此，机器人为了提高系统的性能，就需要增加设备来实现，这对基础控制系统来说难度很大。第四，机器人基础控制技术不能解决不确定对象的有关问题。机器人运行中会遇见很多不确定因素，由于这些不确定因素没有建立数字模型，因此，这些问题就难以靠基础控制技术来解决。所以说，机器人性能要想得到提高，光靠基础控制技术是难以实现的，机器人智能化控制才是其发展方向，只有智能化系统才能解决机器人运行中的复杂问题，才能让机器人性能和稳定性得到大幅度提升。

2.机器人控制技术的特点及发展方向

机器人智能化发展是机器人控制技术提高的表现，也是科学家们一直研究的重要内容，只有实现机器人智能化控制，才能保证机器人运行的稳定，才能完成一些复杂的动作和任务。在当今时代下，机器人智能控制技术的定义就是在没有人为控制的情况下，机器人可以自主运行，完成各种动作或任务，其技术特点如下：

第一，系统运行模式智能化。机器人的控制系统是数学模式和非数学模式的整合。也就是说，当机器人遇到数字问题时，就是采用数字运算系统来进行工作；而当机器人遇到复杂性问题时， 就会运用系统储存知识来进行工作。因此，机器人智能化控制系统很有实效性，不仅可以解决数字运算问题，还可以解决复杂的判断性问题，它的研发重点不再是简单的数字模型模式，而是智能推理模式。所以，机器人系统在设计时不仅要把机器人运作知识录入到系统中，也要把智能识别和推理能力设计到系统中，这样才能保证机器人运行模式智能化，从而可以自我运行和完成工作任务。

第二，控制系统具有组织能力。智能化机器人的运作系统具有组织能力，可以对工作任务进行计划，从而一步一步完成工作任务。这种组织性控制系统和人类大脑一样，有一定的逻辑思维能力，因此，该系统在开发中要录入符号和数据，让系统可以进行自我推理，从而解决实际运作中的一些复杂问题，这种智能化控制有一定的能动性，是机器人智能化控制的核心系统。

从机器人控制技术的特点中可看出，力矩技术和位置技术是机器人的基础控制技术，它通过数学模式来传送指令，从而实现机器人的运作，这是机器人运作技术中的简单技术，而智能化技术是机器人的复杂技术，它是通过智能系统来实现机器人的自我工作，完成一定的工作任务，它可以解决许多复杂的运作问题。当前，力矩技术和位置技术已经较成熟，它在发展中所面临的瓶颈问题需要智能化技术来解决的；而智能化技术尚不完善，还难以达到机器人运作中的智能化水平，但是，它却可以解决一些问题，所以，我们要加大力度研发机器人控制技术，让这三种控制技术迅速发展，从而加快机器人智能化发展的进程。

3.机器人控制技术智能化发展的主要表现

随着网络的发展，机器人控制技术又有了新的发展方向，国外对该领域的研究较多，国内由于受到资金、技术设备和工作环境等方面的制约发展较慢，但其发展方向是完全正确的，其主要表现在以下几个方面：

（1）双向控制技术。机器人控制技术的研发重点是双向控制技术，这样可以提高控制器的控制能力。网络可以实现在线通讯和网络查询，机器人控制技术在发展中就需要具备这种能力，这种技术可以提高机器人的系统性能，让机器人控制能力显著提高。其优势就是系统可以根据系统自带知识进行智能化工作，而当遇到自身系统无法解决的问题时，机器人网络化系统就会启动，实行网络在线查询并命令机器人进行工作，这让机器人的控制系统能力更加强大。

（2）语音控制技术。机器人控制技术中的重要能力就是机器人具有语音识别功能，机器人可以通过语言交流来进行工作，这一直是最实用的技术能力，可以满足不同行业的需要，具有很大的发展空间。

（3）自主控制技术。机器人自主控制是机器人智能化发展中的主要技术，也是我国机器人研究人员重点研究的内容。在我国，机器人控制技术还处在半自主技术水平，也就是说，机器人可以自主完成一些工作，但是有些问题还需要遥控控制完成，这种控制技术已经较为成熟，加快了机器人智能化发展的进程。

机器人智能化发展代表着机器人控制技术水平的提高，不仅是人类重要的科学成果，更是人类智慧的结晶。目前，许多智能化机器人已经被应用到各个领域与相关行业，具备了一定的使用价值。这标志着机器人智能化发展是有现实意义的，我们一定要继续努力，不断完善智能化机器人的系统，让机器人可以拥有更多功能，完成人们难以完成的工作，从而为人类服务，为社会服务。

参考文献：

[1]王耀南，余群明.智能控制技术[J].大众用电，2002（01）.

[2]黄永志，陈卫东.两轮移动机器人运动控制系统的设计与实现[J].机器人，2004（01）.

[3]孙迪生，王炎编著.机器人控制技术[M].北京：机械工业出版社，1997.

（作者单位：天津职业技术师范大学）