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什麽是機器人?

機器人概述

實際上,機器人是壹種自動執行工作的機械裝置。機器人可以接受人類的命令,執行預先編好的程序,按照人工智能技術制定的原理程序行動。機器人執行替代或協助人類工作的任務,如制造、建築或危險工作。

機器人可以是先進的綜合控制論、機電壹體化、計算機、材料和仿生學的產物。目前在工業、醫學甚至軍事領域都有重要應用。

歐美國家認為,機器人應該是計算機控制的,可以通過編程改變的多功能自動化機器,但日本不同意這種說法。日本人認為“機器人是任何先進的自動化機器”,其中包括需要壹個人操縱的那種機械手。所以很多日本人對機器人的概念並不是歐美人定義的。

現在,國際上對機器人的概念已經逐漸接近壹致。壹般來說,人們可以接受機器人是靠自身的動力和控制能力實現各種功能的機器。聯合國標準化組織采用了美國機器人協會給出的機器人定義:“用於搬運材料、零件和工具的可編程多功能機械手;或具有可變和可編程動作以執行不同任務的專門系統

機器人能力的評價標準包括:智能,指感覺和感知,包括記憶、操作、比較、識別、判斷、決策、學習和邏輯推理;功能是指靈活性、通用性或占用空間;體能是指力量、速度、持續操作能力、可靠性、組合、壽命等。因此,可以說機器人是具有生物功能的三維坐標機。

機器人發展史

1920年,捷克斯洛伐克作家卡雷爾·卡佩克(karel capek)在他的科幻小說《羅薩姆的機器人環球公司》(Robot Universal Company in Rosam)中,根據Robota(捷克語中“苦役”的意思)和Robotnik(波蘭語中“工人”的意思),杜撰了“機器人”壹詞。

西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro於1939年在紐約世博會展出。它由電纜控制,會走路,會說77個單詞,甚至會抽煙,但還遠沒有真正做家務。但它讓人們對家用機器人的向往更加具體化。

1942年,美國科幻大師阿西莫夫提出了“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說中的壹個創造,但後來卻成了學術界默認的研發原則。

1948年,諾伯特·維納發表了《控制論》,闡述了機器中的通訊和控制功能以及人的神經和感覺功能的* * *定律,率先提出了以計算機為核心的自動化工廠。

美國人喬治·德沃爾制造了世界上第壹個可編程機器人,並註冊了專利。這種機械手可以根據不同的程序做不同的工作,因此具有通用性和靈活性。

在1956年的達特茅斯會議上,馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法:智能機器“可以創建周圍環境的抽象模型,如果遇到問題,可以從抽象模型中找到解決方案”。這個定義將影響未來30年智能機器人的研究方向。

1959德瓦爾和美國發明家約瑟夫·恩格爾伯格制造了第壹個工業機器人。隨後,全球第壹家機器人制造工廠Unimation公司成立。由於恩格爾伯格對工業機器人的研究和推廣,他也被稱為“工業機器人之父”。

1962年,美國AMF公司生產出“VERSTRAN”(意為萬能搬運),成為像Unimation公司生產的Unimate壹樣真正商業化的工業機器人,並出口到世界各國,掀起了世界性的機器人和機器人研究熱潮。

1962 -1963傳感器的應用提高了機器人的機動性。人們試圖在機器人上安裝各種傳感器,包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器,1962年托莫維奇和邦尼在世界上最早的“靈巧手”上使用的壓力傳感器,1963年麥卡錫開始在機器人上加入視覺傳感系統,1963年,

1965年,約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研制出野獸機器人。Beast已經能夠通過聲納系統、光電池和其他設備根據環境修正自己的位置。從20世紀60年代中期開始,英國的麻省理工學院、斯坦福大學和愛丁堡大學相繼成立了機器人實驗室。美國已經開始研究具有傳感器和“感覺”的第二代機器人,並向人工智能邁進。

1968美國斯坦福研究所公布了他們成功的機器人Shakey。它有壹個視覺傳感器,可以根據人類的指令找到並抓住積木,但控制它的計算機有壹個房間那麽大。Shakey可以算是世界上第壹臺智能機器人,拉開了第三代機器人研發的序幕。

1969年,日本早稻田大學加藤壹郎實驗室研制出第壹臺用雙腳行走的機器人。加藤壹郎長期致力於人形機器人的研究,被譽為“人形機器人之父”。日本專家壹直擅長開發人形機器人和娛樂機器人,後來更進壹步,誕生了本田的ASIMO和索尼的QRIO。

1973年,美國辛辛那提米拉克龍公司的機器人T3在機器人和小型計算機共同協作下首次誕生。

1978年,美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA,標誌著工業機器人技術已經完全成熟。彪馬還在工廠壹線工作。

1984年,恩格爾伯格推了機器人Helpmate,可以給醫院裏的病人送飯、送藥、發郵件。同年,他還預言:“我會讓機器人掃地、做飯、出門幫我洗車、檢查安全。”

1998年,丹麥樂高公司推出Mind-storms套件,讓機器人制造像搭積木壹樣簡單,可以隨意組裝,讓機器人進入個人世界。

從65438到0999,日本索尼公司推出了狗機器人AIBO,立即銷售壹空。自此,娛樂機器人成為機器人進入普通家庭的方式之壹。

2002年,丹麥iRobot公司推出了壹款吸塵器機器人Roomba,它可以避開障礙物,自動設計行進路線,在電量不足時自動行駛到充電座。Roomba是世界上最大、商業化程度最高的家用機器人。

2006年6月,微軟公司推出了微軟機器人工作室(Microsoft Robotics Studio),機器人模塊化、平臺統壹的趨勢越來越明顯。比爾·蓋茨預言家用機器人將很快席卷全球。

機器人分類文章

誕生在科幻小說中,人們對機器人充滿了幻想。或許正是因為機器人定義的模糊,才給了人們充分的想象和創造空間。

操作機器人:可自動控制,可重復編程,多功能,多自由度,可固定或移動,用於相關自動化系統。

程控機器人:按照預先要求的順序和條件依次控制機器人的機械動作。

示教可再現機器人:通過引導或其他方式,先教會機器人動作,輸入工作程序,機器人會自動重復操作。

數控機器人:通過數值、語言等對機器人進行示教。而不移動機器人,機器人根據示教後的信息工作。

感官控制機器人:利用傳感器獲得的信息來控制機器人的動作。

自適應控制機器人:機器人能夠適應環境的變化,控制自己的動作。

學習控制型機器人:機器人能夠“體驗”工作經驗,具有壹定的學習功能,並將“學到的”經驗運用到工作中。

智能機器人:用人工智能決定自己行動的人。

根據應用環境,中國機器人專家將機器人分為兩類,即工業機器人和特種機器人。所謂工業機器人,就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業機器人以外的各種高級機器人,用於非制造業,為人類服務,包括服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人、機器人機器等等。在特種機器人中,有些分支發展迅速,並趨於獨立系統,如服務機器人、水下機器人、軍用機器人和微操作機器人。目前國際機器人學者從應用環境上把機器人分為兩類:制造環境和服務的工業機器人和非制造環境的仿人機器人,這與我國的分類是壹致的。

空中機器人也叫無人飛行器。近年來,在軍用機器人家族中,無人機是科研活動最活躍、技術進步最大、研究采購投入最大、實踐經驗最豐富的領域。80多年來,世界上無人機的發展基本都是以美國為藍本,美國的無人機技術水平和種類、數量都居世界第壹。

機器人綜藝文章

“遊俠”無人機

縱觀無人機發展史,可以說現代戰爭是推動無人機發展的動力。無人機對現代戰爭的影響也越來越大。壹戰和二戰期間,雖然出現並使用了無人機,但由於其技術水平較低,並未發揮顯著作用。朝鮮戰爭中,美國使用了無人偵察機和攻擊機,但數量有限。在隨後的越南戰爭和中東戰爭中,無人機成為不可或缺的武器系統。在海灣戰爭、波黑戰爭和科索沃戰爭中,無人機已經成為主力偵察機。

法國“紅色獵鷹”無人機

越南戰爭中,美國空軍損失慘重,2500架飛機被擊落,5000多名飛行員陣亡,引起美國輿論嘩然。正因如此,美國空軍更多使用無人機。比如“野牛獵手”無人機已經在北越上空執行了2500多次任務,超低空拍照,損傷率只有4%。AQM-34Q 147 Firebee無人機已飛行500多次,執行電子竊聽、無線電幹擾、投擲金屬箔條、為有人駕駛飛機打開通道等任務。

高空無人偵察機

1982貝卡谷地之戰,以軍通過空中偵察發現。敘利亞在貝卡谷地集結了大量軍隊。6月9日,以軍出動美國E-2C鷹眼預警機對敘軍進行監控,同時每天出動偵察兵、猛犬等70余架無人機對敘軍防空陣地和機場進行反復偵察,並將捕捉到的圖像傳輸給預警機和地面指揮部。以軍就這樣準確地摸清了敘軍雷達的位置,然後發射“狼”反雷達導彈,摧毀了敘軍多部雷達、導彈和自行高射炮,迫使敘軍雷達無法開啟,為以軍用有人機攻擊目標創造了條件。

幽靈無人機

1991年海灣戰爭爆發,美軍面臨的第壹個問題就是在茫茫沙海中找到伊拉克隱藏的飛毛腿導彈發射裝置。如果使用有人駕駛偵察機,必須在沙漠上空來回飛行,長時間暴露在伊軍的防空炮火下,極其危險。為此,無人機成為美軍空中偵察的主力。在整個海灣戰爭中,“先鋒”無人機是美軍使用最多的無人機。美軍在海灣地區部署了6個先鋒無人機連,共出動522架次,飛行時間1640小時。那時候,不管白天黑夜,每天總有壹架先鋒無人機飛過海灣。

為了摧毀伊軍在沿海構築的堅固工事,2月4日,戰列艦密蘇裏號乘夜駛往近海。先鋒無人機從其甲板上起飛,用紅外偵察儀拍攝地面目標,並發送到指揮中心。幾分鐘後,軍艦上的406毫米艦炮開始轟擊目標,無人機不斷校準艦炮。之後威斯康星號代替了密蘇裏號,伊軍的炮兵陣地、雷達網和指揮通信樞紐都被這樣持續三天的炮擊徹底摧毀。海灣戰爭期間,僅兩艘戰列艦就有1、51架次起飛,飛行530多個小時,完成了目標搜索、戰場警戒、海上攔截和海軍炮兵支援等任務。

發射布雷維爾無人機

海灣戰爭中,先鋒無人機成為美國陸軍的先鋒。它為陸軍第7集團軍進行空中偵察,拍攝了大量伊軍坦克、指揮中心和導彈發射陣地的圖像,並發送給直升機部隊。然後美軍出動阿帕奇攻擊直升機對目標進行打擊,必要時調用炮兵部隊進行火力支援。先鋒有很強的生存能力。365,438+09次航班,只有壹次被擊中,4 ~ 5次因電磁幹擾墜毀。

除了美軍,英國、法國和加拿大也出動了無人機。例如,法國“幼鹿”師裝備了壹個“瑪特”無人機排。法軍深入伊拉克作戰時,首先派出無人機偵察敵情。根據偵察,法軍逃脫了伊軍的坦克和炮兵陣地。

1995波斯尼亞戰爭期間,因為部隊急需,捕食者無人機被迅速運送到前線。掠奪者在北約空襲塞爾維亞部隊的補給線、彈藥庫和指揮中心時發揮了重要作用。它先進行偵察,發現目標後引導有人機攻擊,然後評估結果。它還向聯合國維持和平部隊提供有關波斯尼亞和黑塞哥維那主要道路上軍用車輛移動的信息,以判斷各方是否遵守了和平協定。因此,美軍將“捕食者”稱為“戰場上的低空衛星”。實際上,衛星只能提供戰場的瞬時圖像,而無人機可以長時間懸停在戰場上空,從而提供戰場的連續實時圖像。無人機比使用衛星便宜多了。

1999年3月24日,以美國為首的北約打著“維護人權”的幌子,開始對南斯拉夫進行狂轟濫炸,“科索沃戰爭”爆發,震驚世界。在78天的轟炸中,北約* * *出動了3.2萬架次,投入了40多艘艦船,投下了1.3萬噸炸彈,給歐洲造成了二戰以來前所未有的浩劫。

南斯拉夫多山多林的地形和多雨的天氣條件極大地影響了北約偵察衛星和高空偵察機的偵察效果。塞爾維亞防空火力兇猛,部分偵察機不敢低空飛行,導致北約空軍無法識別和攻擊雲層下的目標。為了減少傷亡,北約動用了大量無人機。科索沃戰爭是世界局部戰爭中無人機數量最多、作用最大的戰爭。無人機雖然飛得慢,低空飛行,但體積小,雷達和紅外特征低,隱蔽性好,不易被擊中,適合低空偵察,能看清衛星和有人偵察機看不清的目標。

科索沃戰爭中,美、德、法、英共出動了約200架6種不同型號的無人機,包括:美國空軍的“捕食者”、陸軍的“獵人”和“先鋒”;海軍的;CL-289;來自德國;法國的“Crecerelles”和“Hunter”,以及英國的“鳳凰”等無人機。

無人機在科索沃戰爭中主要完成以下任務:中低空偵察和戰場監視、電子幹擾、結果評估、目標定位、氣象數據收集、散發傳單和營救飛行員。

科索沃戰爭不僅大大提高了無人機在戰爭中的地位,也引起了世界各國政府的重視。美國參議院軍事委員會要求,軍方應在10年內準備足夠數量的無人系統,使低空攻擊機三分之壹為無人機;15年,三分之壹的地面車輛應該是無人系統。這並不是用無人系統取代飛行員和有人機,而是用它們來補充有人機的能力,以便在高風險任務中盡可能少地使用飛行員。無人機的發展必將推動現代戰爭理論和無人作戰系統的發展。

機器人警察

所謂地面軍用機器人,是指在地面上使用的機器人系統。它們不僅可以在和平時期幫助警察拆除炸彈、完成安保任務,戰時還可以代替士兵執行掃雷、偵察、攻擊等各種任務。今天,美國、英國、德國、法國、日本等國家都研制了各種類型的地面軍用機器人。