智能机器人及其控制技术研究

王印博 徐艳丽 杨仲林

摘 要：随着现代科技的迅猛發展，智能机器人控制技术得以不断发展成熟，并在诸多行业领域得到推广。作为20世纪以来的重要发明之一，智能机器人在诸多方面改变了社会大众的生活。基于此，本文首先阐述了智能机器人及其关键技术，然后探讨了智能机器人的控制技术，以期为智能机器人在生产生活中实际应用提供一些启示。

关键词：智能机器人;关键技术;控制技术

1 引言

伴随着科学技术、互联网技术等高端技术的发展，机器人、智能技术得到了快速发展，已经彻底代替了传统的人工，已经成为当前时代发展、社会进步的重要标志。就当前社会而言，工业机器人已经在汽车制造行业、生物科技、电器工程行业等得到了广泛的应用，极大地提高了工作效率，降低了对就业人员的需求量，进一步促进了企业的进步和发展。通过智能控制技术在工业机器人控制领域中的应用，工业机器人不仅能进行简单的工作，而且还能够进行多样化的复杂工作，相当于给工业机器人装上了“智慧”，这样更有利于工业机器人在各种环境中的应用，从事复杂的工作，提高工业效率，满足人类发展的需求。

2 机器人控制技术的特点

2.1系统运行模式智能化

机器人的智能化控制不同于传统的控制方式，智能化控制的机器人能够解决运算问题的同时利用其知识解决繁琐的问题，就是说机器人的传统控制系统只是单纯的数学模式，而智能化之后的是讲数学模式与非数学模式相结合，机器人能够解决哪种形式的问题也是由其系统所储存的知识来决定的，简单来说就是智能化控制的研发重点在于智能推理，包含计算、判断、识别等内容，由此得出，在研发过程中，为了实现系统运行模式智能化，要注意将判断识别能力录入系统。

2.2控制系统具有组织能力

智能机器人的使用核心是有效组织并管理控制系统。因为智能机器人对于问题的解决具有良好的独立性，但是，现实生活中存在的问题往往带有复杂性特点，不同问题之间也存在千丝万缕的联系，因此，要求智能机器人在运作中必须具备掌控全局的能力，保证任务按计划完成，这种组织能力可以与人类大脑思维相媲美，带有较强的逻辑感。因此，在对智能机器人进行研发设计的时候，需要提前输入与逻辑思维能力相关的符号和数据，提升系统自我规划能力，可以解决不同类型的问题。机器人的控制技术主要包括力矩技术和位置技术，可以保证机器人完成所有既定动作，就现阶段的发展而言，对于这项技术的研究和使用后已经较为成熟，目前，我们对它的研究应该着眼于与另外两种控制技术的结合，共同推动机器人智能化的发展。

3 智能机器人的控制技术

智能机器人领域应用的控制技术种类繁多，其中每一项技术均是当前时代的高新技术，主要包括有模糊控制技术、神经网络控制技术、专家控制技术、分层递阶智能控制技术、集成智能控制技术等，在实际应用中往往对若干种控制技术进行融合应用，以此实现智能机器人的一系列功能。现就下述几项典型的智能机器人控制技术进行探讨。

3.1模糊控制技术

在智能机器人控制系统中，模糊控制技术是其中最为常见的控制技术，其核心主要为数据转换，即：输入量模糊化模块。在具体设计过程中，主要是将其与数据信息存储中心、数据信息识别系统、信息输出系统四个部分进行组合应用，进而实现机器人智能控制。这一控制过程又称之为模糊控制，其原理为：通过该系统将输入数据、输入量模糊化模块进行转换，并以模糊量的形式进行传输，将其传输至模糊推理机，接着再由模糊推理机，对数据进行识别输入，使其传输至对比知识库中存储数据中，进而最终传输到输出量清晰化的模块中，并对其进行转换，使其成为可执行的命令，以完成机器人的职能控制。

3.2专家控制技术

专家控制是一种较为传统的控制方法，它将人的感知能力、意念、判断分析能力、邏辑能力和智能的定理算法结合起来，使得它既具有了人的理性感知能力和判断力，又能很好地结合智能化操作设备的优点，从而让机器人控制变得更加安全、准确。

由于机器人控制是一个较为复杂的过程，其中可能会发生许多突发情况，因此必须要安排人力的监督，智能算法在进行决策的过程中尽管会比人类的思维更加快速敏捷，但仍不具备人脑所拥有的一些复杂分析能力，而是死板地根据算法进行操作。因此，采取专家控制系统可以很好地保障机器人控制过程的平稳安全。

3.3分层控制技术

分层控制技术，即为分层递阶智能控制技术，是智能机器人领域的优化智能控制技术，该项控制技术以“三元论”理论为重要前提，并以此实现对智能机器人的控制。分层控制系统组成部分较为复杂，包括组织级、协调级、执行级三级，各级可实现不同的功能作用。其中，组织级可实现决策及规划任务的功能作用，可依照实际应用需求做出相关的任务决策，并将其划分成子任务组合，将它们传输至协调级。然后通过协调级开展任务执行规划，这一环节以人工智能为核心，可作用于将任务命令又一次划分成若干细化的步骤，诸如基本动作、对象等，接着对执行的任务开展识别，对各步骤、不同对象挑选适用的控制方法，并接收组织级提供的相关反馈信息，进一步通过执行级执行任务命令，完成各项操作。该项控制技术不仅智能机器人领域的常用控制技术，还是可实现多种不同功能的重要技术，在智能机器人领域得到了广泛推广。

3.4人工神经网络控制

人工神经网络是模拟生物神经系统对信息进行处理，该方法可以处理一些无法运用成型的模式处理或处理系统化的一些信息，具有较强的信息整理能力，能够很好的整合非线性系统。人工的神经网有着更好容错性和存储容量。大量的单元之间的相互交错，人工神经网络模拟出了大脑的非局限性。人工神经网络应用于智能机器人中，能够准确避免障碍，精准定位目标。在定位与导航中应用过程中，充分合理利用其功能，准确控制目标轨迹，能够对数据充分的识别分析。

4 结束语

在机器人飞速发展的今天，机器人早已不仅仅被当作人类的工具。有人担心随着机器人越来越智能化，人类早晚会被它们取代。然而，机器人或许可以取代我们做一些工作，或许可以研究出新的知识成果，但是目前的机器人和人工智能技术并未展现出像人类一样的独立自主的意识，也就是说它们并不是一种新的生命。智能机器人的发展是大势所趋，但是若想研发出类人智能，还有很长的一段路要走。

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