机器人

科技工作者之家 2020-08-14

习近平总书记指出:

前几天,我看了一份材料,说机器人革命有望成为第三次工业革命的一个切入点和重要增长点,将影响全球制造业格局,而且我国将成为全球最大的机器人市场。国际机器人联合会预测,机器人革命将创造数万亿美元的市场。 由于大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术同机器人技术相互融合步伐加快,3D打印、人工智能迅猛发展,制造机器人的软硬件技术日趋成熟,成本不断降低,性能不断提升,军用无人机、自动驾驶汽车、家政服务机器人已经成为现实,有的人工智能机器人已具有相当程度的自主思维和学习能力。国际上有舆论认为,机器人是制造业皇冠顶端的明珠,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。机器人主要制造商和国家纷纷加紧布局,抢占技术和市场制高点。看到这里,我就在想,我国将成为机器人的最大市场,但我们的技术和制造能力能不能应对这场竞争?我们不仅要把我国机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场。这样的新技术新领域还很多,我们要审时度势、全盘考虑、抓紧谋划、扎实推进。

 ——《在中国科学院第十七次院士大会、中国工程 院第十二次院士大会上的讲话》(2014年6月9日)

说到机器人,你是不是立刻会想到《机器人总动员》《变形金 刚》《终结者》《机器战警》等关于机器人的经典电影?当然,可能还有最近特别火的美剧《西部世界》。机器人经常在科幻小说和电影中出现,其实现实中科学家也在研发各种类型的机器人,它们已经出现在我们的生产和生活中。那么,机器人是什么呢?

机器人靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器装置。它既可以实时接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以基于人工智能技术自行决定行动。机器人的发展经历了几个阶段:直接接受人类指挥并做出操作的操作性机器人阶段,按照人类预先设定好的程序去执行操作的自动性机器人阶段,机器人具有自主学习能力并做出决定的智能机器人阶段。 

机器人一般由机械部分、传感部分和控制部分组成,这三大部分又可分为机械执行系统、驱动系统、感受系统、控制系统、机器人环境交互系统、人机交互系统六个子系统。 

机械部分有若干自由度,可以实现上下左右前后的移动,绕某一点或某一轴转动等操作,构成一个多自由度的机械系统。 

传感部分实时监测机器人的运动、工作和环境情况,相当于人类的眼睛、鼻子、耳朵等感官部位,根据需要将机器人的实时状况反馈给控制系统,然后对执行机构进行调整。 

控制部分的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号,支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能,相当于人类的大脑,一般机器人的控制系统可以由一台或多台微型处理器来完成。 

由这些系统相互作用,机器人可以像人一样完成一些操作,比如用手去拿桌子上的苹果。机器人的任务是协助或部分取代人类的工作,在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。机器人技术发展成为感知、决策、行动和交互四大技术的结合,以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起,成为现代科技创新的一个重要标志。

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