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智能机器人的现状及发展趋势

2017-05-30金亮

工业设计 2017年1期
关键词:智能机器人发展现状趋势

金亮

摘 要:本文总结了国内外的智能机器人发展情况,在分析各国人工智能技术的应用、机器人的发展水平、各类机器人的特点的基础上,指出了智能机器人的现存问题,为指导未来机器人的发展方向提供参考。最后,提出了自己的建议和设想。

关键词:智能机器人;发展现状;应用;趋势

1国内外的发展现状综述

随着科技的不断进步,第三代机器人产生,即智能移动机器人。这种机器人对于各类环境都具有很强的自我调整和适应能力,是因为该机器人应用了各类传感器设备,可以实现信息的学习和融合功能。

机器人的研制开发水平在不断进步,然而目前还仅仅处于初级阶段,还存在两个关键问题亟待解决。一是提升智能移动机器人应对各类变化环境的自我调整和适应能力,加强机器人与环境之间的相互交通;二是提升智能移动机器人的自主能力,希望机器人可以与人良好沟通,能够自动完成好被指令的各种任务,建立机器人与人的相互独立关系。

世界各国都在致力于提高本国的智能移动机器人的发展水平。虽然我国机器人研制起步偏晚,但是已有的机器人产品已经在各类制造业中发挥着巨大的作用,提升了整体高新技术产业的发展水平。欧洲各国的科技水平较高,在智能移动机器人方面也遥遥领先,美国研发的机器人各方面性能较好,已经被应用于航天业、汽车工业中,日本在一些国家的帮扶下,机器人制造业也得到了迅猛发展。

2智能机器人的应用

针对各类行业的特殊需要,科学家们研制出了各类特种机器人。以消防机器人为例,它能够在大型火灾中发挥重要的作用, 不仅能够作为一种特殊的消防设备来进行火场勘察,还能代替消防员进入危险地带。消防机器人的产生极大地提高了消防事业的工作效果,可以在一定程度上避免财产损失和人员伤亡情况的发生。

高灵敏度仿人机器人是一种可以进行复杂工作的航空特种机器人。美国国家航空航天局投入了巨大的精力来研制可完成一些航天任务的太空机器人。在十年前,约翰逊航天中心的软件设计、机器人技术以及仿真部门联合美国国防部高等研究计划局针对太空之旅任务研制出了一种仿人机器宇航员。科学家们利用控制、感应和摄像技术,根据太空行动协议已经开发出了一种仿人机器人,不仅能用于做一类危险的航天任务,还被投入到汽车制造业中使用。

军用智能移动机器人是一种可以自主完成后勤支援、侦查、作战等任务的军用机器人。最新的第二代军用机器人具有视觉和嗅觉,可以侦查到敌方目标,选择地形完成跟踪任务。已有的 SSV自主地面战车和Navplab自主导航车就是典型代表。未来军用仿人机器人将朝着战斗型、侦查型、工兵型、运输型发展。

3智能机器人发展趋势展望

目前第三代智能移动机器人正在被研制开发,虽然过去已经有了一些成果,但是还未能满足社会发展的需求,需要进一步提高智能化水平。未来智能机器人的发展方向,可以大致概括为以下几个方面:第一,研制面向任务型机器人。仅仅依靠部分领域知识,不能完全实现智能化功能,要设计出针对某种任务的机器人,极大地发挥人工智能的力量;第二,建立机器人与网络之间的联系,网络成为一种控制机器人的方式;第三,应用鲁棒性较高,易于推广应用,成本较低的新型智能控制算法,如神经网络、遗传算法、模糊逻辑、基于概率论的推理等方法应用于集成技术的发展,更好地解决各类疑难问题,如多目标问题、非线性问题、优化问题等。另外,环境的多变性和复杂性要求必须提高机器人的学习能力和适应环境的能力,可以利用蚁群算法、免疫算法等;第四,研制更加简单、人性化的智能人机接口,以满足不同使用对象所提出的多样的智能任务,如手写識别功能、图像和语言的理解功能、不同语种的辨识功能;第五,已有的传感器技术已经不能满足机器人信息融合能力的要求,必须进一步研究传感技术,寻找新的方法和理论,更好地提高机器人的信息分析和处理能力;第六,寻找多台机器人同时工作的方法规则。分析各类机器人的功能和属性,协调好多台机器人的分工合作任务,提高机器人的实时判断和决策能力,提高多机器人完成复杂任务的效率。

4建议和设想

智能移动机器人在各行各业都发挥着重要的作用,然而还存在着一些技术问题需要解决以更好地服务于人类社会。第一,机器人整体过于脆弱,容易遭到破坏。各类器件之间相互联系紧密,整体逻辑性很强,一旦出现一个小错误就能造成机器人的停工。第二,机器人的零件都是昂贵的高科技产品,研发成本过高,昂贵的价格严重阻碍了机器人的推广使用,大规模生产也受到限制。第三,机器人的零件十分独特,维修方法尚未得到完善,机器人出错后不能立即修整如初,影响工作效率。因此亟待需要研发出适用于机器人的新型零件材料,进行规模化生产,减小机器人整体成本。

5结语

机器人可以代替人类完成一些较为危险和困难的工作,服务和保护了人类,促进了社会的机械化发展。未来的机器人研制方向将会越来越全面,各行各业都能利用机器人得到更好地发展,科技改变世界的梦想将逐步实现。

参考文献:

[1] 刘曦恺.智能机器人的研究现状及其发展趋势研究[J].科技风,2015(18).

[2] 黄心汉.智能机器人:21世纪科技皇冠上的璀璨明珠[J].科技导报,2015(21).

[3] 王田苗,陈殿生,陶永,李剑.改变世界的智能机器——智能机器人发展思考[J].科技导报,2015(21).

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