智能移动机器人技术现状及展望

摘要：随着我国经济水平的不断提升，使得科学技术得到了相应的发展，智能化的科技产品可以说是越来越高，甚至科幻小说当中的智能移动机器人都可以得到相应的实现，这也说明了我国人工智能领域正在不断的提升当中。在智能移动机器人领域当中，需要对涉及到很多领域知识，其中运动控制与路径规划可以说是最为重要的环节，根据我国所具有的各种技术而言，只有把当前的导航技术、路径规划技术等进行相互的融合，并且对其进行相应的对比与研究，以此来对高智能传感移动技术进行更加有效的研究，同时还能够对移动机器人的优缺点进行明确的指出。除此之外，在移动机器人的发展趋势当中，高智能情感移动机器人员同样也是主要的发展方向。

关键词：机器人技术：智能化;移动机器人

一、智能移動机器人的结构系统的构成

机器人的发展历史，可以追溯到第二次世界大战之后，当前由于战争的原因，使得很多国家的经济都受到了不同程度的损伤，后来随着时间的推移，各国的经济都开始恢复，到了六七十年代，正是因为工业与其他产业的需求，使得机器人出现在人民的视野当中。根据机器人的使用来说，机器人的使用大多都比较复杂，主要的工作方式就是帮助人类进行工作，就算机器人发展到了现在，成为了智能移动机器人，但是主要的工作方式依然是帮助人类完成相应的工作。就例如在较为复杂的环境当中，智能移动机器人需要通过之前设置好的程序，对其进行相应的内部推理运算，同时还需要识别工作对象，以此来完成相对应的操作，从而有效的参与到整个工作的过程当中。由于原来的技术有着很多不够完善的地方，也正因如此，为当前的移动机器人添加了更强的决策控制能力与感知能力等独立能力。这也就使得移动机器人在工作的要求下，需要动态规划、环境感知、行为执行等重要因素组成智能机器人的系统。然而这三个部分的主要理论与技术，都是通过传感器技术、电子工程等多项技术结合与研究得到的[1]。

二、智能移动机器人的主要技术

（一）导航技术

对于移动机器人而言，导航技术可以说是最为重要的核心技术之一，主要是让移动机器人利用传感器感知环境信息与自身状态，从而在有障碍的环境当中实现向目标自主运行的目的。当前移动机器人的主要用到的导航方式有很多种类，就比如;路标导航、磁导航，惯性导航、声音导航等等。

磁导航可是伸缩机器人导航技术当中较为完善的技术，是美国在二十世纪五十年代的时候研发的产品，当前主要是制造工业领域当中进行广泛的应用。对于磁导航技术而言，主要的工作原理是在机器人的移动路径当中进行电缆线的埋设，这样就可以在电流通过的时候，与电缆产生反应从而形成磁场，同时还可以利用电磁传感器，通过检测磁场就可以对路径信息进行感知，这样就能够让机器人实现真正意义上的导航。这项技术有优点同时也有着缺点，优点就是有着较强的抗干扰能力，并且相应的技术也都比较的简单，有着很强的实用性。缺点就是需要较高的成本，相对的可维护性与可变性都比较差[2]。

（二）移动机器人路径规划技术

对于路径规划而言，其实就是让性能指标对一条从开始到结束路径当中搜索出最优的无碰路径。这项技术的研究开始于七十年代，直到现在对此技术的研究依然十分活跃。通常情况下，按照环境信息的掌握情况，可以把路径划分为两种，一种是环境信息完全已知的全局路径规划。一种是环境不完全或者未知的基于传感器的局部路径规划。

在全局路径规划当中较为常用的方法有可视图法、栅格法等等。对于可视图法而言，可以把机器人当中一个点，然后就可以把机器人、障碍物、目标点的所有顶点进行连线，同时还需要要求障碍物顶点与机器人之间，障碍物顶点与目标点之间，还有就是各障碍物顶点与顶点之间的连接都不可以穿过障碍物，以此来形成一张可以看到的图，这也就被称为可视图。也正是因为所有两直线的顶点都能够可视，这样机器人从而开始就沿着连续到达目标点的路径就属于无碰路径。之后在通过优化算法，把没有必要或者是多余的连续进行删减，这样可以有效的减少搜索实际，从而寻找到无碰撞的最佳路径。缺点就是可视图只能够在多边形障碍物当中的使用，无法对圆形障碍物进行使用。

（三）多传感器信息融合技术

对于移动机器人而言，多传感器信息融合技术可以说是最为关键的技术之一，是在二十世纪八十年代开始研究的。信息融合其实就是利用多个传感器都所有的环境信息进行收集处理，从而形成对外部环境的统一表示。这样就能够把信息的冗余性、互补性、实时性、低成本性进行相应的融合。也正因如此能够更加整的对环境特征进行反映，以此来根据情况进行正确的决策与判断，这样就可以有效地保障机器人能够更加快速、稳定、准确。

三、智能移动机器人的未来展望

在普通人的眼中，对于机器人的幻想大多都是来自于各种类型的科幻电影，就比如《机械公敌》、《变现金刚》、《钢铁侠》等等，这些电影都充分的体现出人类在日常生活当中对机器人的幻想。在现实生活当中，对于智能移动机器人未来的发展方向，有着很多种类型，就比如视觉导航机器人、高智能机器人等等。

对于高智能机器人而言，主要是因为不断提升的科学技术，使得人类不再满足于机械化的机器人，所以需要对智能型的机器人进行研究[3]。主要是因为这种机器人拥有着更加高效的工作效率，同时还能够对事物进行一定程度的判断与决定。这样的机器人能够对人类感情进行了解，甚至可以数艘这种机器人也会拥有着感情特征。

对于视觉导航机器人而言，可以通过名称看出，这种机器人需要检测周围环境才可以完成障碍回避与自主导航工作。通常情况下这样的机器人都是应用在勘探、军事等领域，甚至在不断研究与改进之后，还可以应用在国防领域当中。

结语：从哲学理论的角度可以看出，智能移动机器人的研究拥有着两面性。优点是能够更好的帮助人类完成各种各样的工作，甚至是一些较困难与较危险的工作，也就是说智能移动机器人的发展能够更好地提升人类文明与建设的程度。然而坏的方面就是过度开发人工智能，会给人类带来不可控制的危险，所以人类在对智能移动机器人的研究当中，需要对所有因素都进行充分的考虑。

参考文献：

[1]张吉雄，屠世浩，曹亦俊，谭云亮，辛恒奇，庞继禄.煤矿井下煤矸智能分选与充填技术及工程应用[J].中国矿业大学学报，2021，50（03）：417-430.

[2]戎善奎，江潇，张艳丽，余新华.可穿戴式设备管理现状分析与思考[J].中国医疗设备，2021，36（05）：177-179+183.

[3]周玉翠，毛泽民.基于增强现实技术的听障儿童智能玩具系统设计[J].现代电子技术，2021，44（09）：63-68.

作者简介：曹耘赫（1997年1月），男，蒙古族，籍贯辽宁阜新，硕士在读，研究方向：电子信息