3.4智能機器人技術主講人：***CONTENTS目錄01智能機器人技術概述02智能機器人的技術框架03智能機器人的定義和分類04智能機器人的應用05智能制造06智能制造相關概念與案例智能機器人技術概述01智能機器人技術的滲透領域工業(yè)生產線智能機器人技術在工業(yè)生產線中廣泛應用，可執(zhí)行重復性高、精確度要求高的任務，提高生產效率和質量。家庭服務在家庭服務方面，智能機器人能承擔清潔、烹飪等工作，為人們提供便利和舒適的生活體驗。醫(yī)療輔助智能機器人可輔助醫(yī)療工作，如進行基本的病人護理、提供健康咨詢和心理慰藉等。教育娛樂在教育娛樂領域，智能機器人能帶來新穎的互動體驗，激發(fā)學習興趣和創(chuàng)造力。醫(yī)療智能服務機器人案例“NurseBot”的功能“NurseBot”能進行基本的病人護理，如測量體溫、血壓和心率，還能與病人交流，提供健康咨詢和心理慰藉?！癗urseBot”的核心技術其核心技術包括先進的傳感器、機器學習和自然語言處理。傳感器實時監(jiān)測生命體征并傳輸數據，機器學習算法調整護理計劃，自然語言處理技術理解病人問題并準確回答?！癗urseBot”的作用該案例展示了智能機器人技術在醫(yī)療領域能提供高效、個性化的服務。智能機器人的技術框架02技術框架的組成部分感知部分智能機器人技術框架的一部分，是機器人與外界環(huán)境互動的起點。認知部分處理和理解感知系統收集到的信息的關鍵部分，如同機器人的大腦。決策部分根據認知系統提供的信息來決定下一步該做什么，是機器人的“思考”過程。行動部分執(zhí)行決策系統命令的部分，就像機器人的手腳。感知系統視覺傳感器如同機器人的眼睛，能讓機器人看到周圍的世界，幫助收集視覺信息。聽覺傳感器類似機器人的耳朵，能讓機器人聽到聲音，輔助其感知外界聲音信息。觸覺傳感器好比機器人的皮膚，能讓機器人感受到觸摸，收集觸覺方面的信息。認知系統信息處理對感知系統收集到的如看到的東西、聽到的聲音等信息進行處理。信息理解像人類大腦處理五官信息一樣，理解感知信息，如識別物體、聲音類型。決策系統決策依據根據認知系統提供的信息來決定下一步動作。決策示例若機器人認出前面有障礙物，會決定是停下來、繞過去等，如同人看到積水決定繞道或跳過。行動系統命令執(zhí)行執(zhí)行決策系統下達的命令。類比人類如同人類的手腳根據大腦指令做事，行動系統控制機器人移動到新位置。索菲亞機器人開發(fā)公司由中國香港的漢森機器人技術公司（HansonRobotics）開發(fā)。外觀特點看起來像人類女性，擁有橡膠皮膚，能表現超62種面部表情。先進功能具備語音識別、自然語言交流、人臉識別、機器人視覺和行動控制等能力，能不斷學習。公民身份2017年被沙特阿拉伯授予公民身份，是歷史上首個獲此身份的機器人。發(fā)展與目標2016年首次亮相后不斷進化，現能進行高級任務，目標是像人類一樣擁有意識等能力。智能機器人的定義和分類03智能機器人的定義和要素智能機器人的定義智能機器人是一種能夠通過內置的智能系統，自主完成特定任務或操作的機器。感覺要素包括各種傳感器，使機器人能夠感知周圍環(huán)境，如視覺、聽覺、觸覺等。反應要素涉及機器人的執(zhí)行器，如電機，使機器人能夠對外界做出反應。思考要素是機器人的“大腦”，負責處理信息并做出決策。智能機器人的分類傳感型機器人也稱為外部受控機器人，依賴外部計算機進行控制，本體上只有執(zhí)行機構和感應機構，常用于特定任務，如機器人世界杯的小型組比賽機器人。交互型機器人能夠通過計算機系統與操作員或程序員進行人機對話，實現對機器人的控制與操作，有一定自主性，能獨立完成簡單任務，如軌跡規(guī)劃和避障。自主型機器人在設計制作之后，無須人的干預，能夠在各種環(huán)境下自動完成各項擬人任務，具有高度的自主性和適應性，如機器人世界杯的中型組比賽機器人。工業(yè)機器人主要應用于制造業(yè)，執(zhí)行重復性高、精確度要求高的任務，如焊接、裝配和質量檢測，需具備高精度的控制能力和穩(wěn)定性。服務機器人設計用于提供服務，如清潔、烹飪、護理和教育，具備高度的交互能力和環(huán)境適應性，能根據用戶需求提供個性化服務。特種機器人應用于專業(yè)領域，如軍事、醫(yī)療、深海探索等，能在極端環(huán)境下執(zhí)行任務，通常需要特殊的設計和高度的自主性。智能機器人的應用04智能服務機器人設計目的智能服務機器人被設計用于提供各種服務，如清潔、烹飪、護理和教育，具備高度交互能力和環(huán)境適應性，可根據用戶需求提供個性化服務。環(huán)境感知機器人通過視覺、觸覺、聲音傳感器感知和理解周圍世界，能“看”物體、“摸”表面、“聽”聲音，以識別障礙物或響應呼喚。自主導航借助SLAM技術，機器人能在陌生環(huán)境中自行找路，記住走過的路徑，區(qū)分墻和空地，避免迷路和碰撞。人機交互運用語音識別技術讓機器人“聽”懂人類語言，自然語言處理技術助其理解語義，人臉識別可提供個性化服務。機械結構機器人的“身體”設計需適配工作場景，如在平滑地面用輪子，在不平坦戶外用履帶。應用場景和發(fā)展前景可在商場、醫(yī)院、酒店、家庭等場景提供幫助，提高服務效率和質量，未來將在更多領域應用，帶來社會變革。智能工業(yè)機器人應用環(huán)境智能工業(yè)機器人應用于工業(yè)環(huán)境，執(zhí)行重復性高、精確度要求高的任務。任務類型包括焊接、裝配、噴涂、加工、質量檢測等任務。高精度和穩(wěn)定性需在生產線上精確操作，保證產品質量一致性，如焊接機器人精確控制焊縫跟蹤和焊接參數。先進的視覺系統配備視覺系統，含攝像頭和圖像處理軟件，可識別和定位物體，用于分揀、定位和質量檢測。力覺反饋系統在精細操作任務中，配備力覺傳感器感知施加在工具或工件上的力，進行精細調整?？删幊毯挽`活性可編程執(zhí)行特定任務序列，程序能按需調整，適應不同生產需求。智能工業(yè)機器人安全性設計考慮安全性，配備緊急停止按鈕、安全傳感器和圍欄，防止意外傷害。集成化和模塊化設計采用模塊化設計，可快速更換工具和附件，適應不同生產線和任務需求。智能決策能力集成高級決策算法，自主做出決策，優(yōu)化生產流程。數字孿生技術應用數字孿生技術，在虛擬環(huán)境測試和優(yōu)化，再應用到實際機器人，提高效率和減少停機時間。發(fā)展趨勢未來將更加智能，能執(zhí)行更復雜任務，在更多生產環(huán)節(jié)發(fā)揮作用。智能制造05智能制造的概念和核心組成01智能制造的定義智能制造是指通過集成先進的信息技術和制造技術，實現生產過程的自動化、智能化和網絡化。這種制造方式能夠提高生產效率，降低成本，并提高產品的質量和一致性。02自動化自動化是指利用技術手段減少或消除人工干預，提高生產效率和質量。包括使用自動化設備和系統，如自動化裝配線、自動化檢測設備等，來執(zhí)行重復性高的任務，使生產線以更高速度和更低錯誤率運行。03智能化智能化涉及在制造過程中融入智能技術，如人工智能、機器學習、數據分析等，使系統能夠自主做出決策和優(yōu)化生產流程。可快速調整生產線以適應新生產任務或市場需求，無需大量人工干預。04網絡化網絡化是指通過互聯網和物聯網技術，實現設備、系統和人員之間的互聯互通。可實現遠程監(jiān)控、遠程維護、資源共享和協同工作，讓制造過程各環(huán)節(jié)緊密協作，無論是同一工廠內還是不同地區(qū)工廠之間。智能機器人在智能制造中的作用提高生產效率智能機器人可以不知疲倦地工作，比人類更快地執(zhí)行任務，從而提高生產線的整體效率。提高產品質量通過精確地控制和重復性，智能機器人可以減少人為錯誤，提高產品的一致性和質量。降低成本雖然初期投資可能較高，但長期來看，智能機器人可以減少人工成本，降低材料浪費，從而降低整體生產成本。智能機器人在智能制造中的作用增強靈活性智能制造系統可以快速調整生產流程，以適應市場需求的變化，例如，通過重新編程機器人來生產不同的產品。改善工作環(huán)境智能機器人可以在危險或惡劣的環(huán)境中工作，保護工人免受傷害。智能制造的發(fā)展趨勢智能化在制造過程中融入更多智能技術，使系統能自主決策和優(yōu)化生產流程。制造虛擬化借助數字孿生等技術，在虛擬環(huán)境中進行測試和優(yōu)化，再應用到實際生產。敏捷化能夠快速響應市場變化，靈活調整生產任務和流程。網絡化通過互聯網和物聯網技術，實現設備、系統和人員的互聯互通與協同工作。全球化制造業(yè)在全球范圍內進行資源配置和協作，實現跨國生產和銷售。制造綠色化注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，采用綠色生產技術和工藝，減少能源消耗和環(huán)境污染。智能制造相關概念與案例06智能制造2025“中國制造2025”的提出2015年3月5日，李克強總理在全國兩會上作《政府工作報告》時首次提出“中國制造2025”的宏大計劃?！爸袊圃?025”的目標推動我國到2025年基本實現工業(yè)化，邁入制造強國行列，實現中國制造向中國創(chuàng)造、中國速度向中國質量、中國產品向中國品牌三大轉變。智能制造2025“中國制造2025”的核心實現從單一的勞動力優(yōu)勢轉變?yōu)橐钥萍紕?chuàng)新為支撐的現代工廠建設。對企業(yè)和工業(yè)體系的要求要求企業(yè)自身具備較強的研發(fā)能力，注重產學研合作，形成自主知識產權，同時強調整個工業(yè)體系的結構性變革，包括人才培養(yǎng)、標準體系建設、政策扶持等多個方面。富士康的關燈工廠“關燈工廠”的概念“關燈工廠”也稱為“黑燈工廠”全稱“柔性裝配作業(yè)智能工廠”，以車間熄燈作業(yè)為特征，是指全部生產活動由電子計算機進行控制，生產第一線配有機器人而無須配備工人的工廠。富士康深圳關燈工廠的情況富士康公司位于深圳的關燈工廠，在專門生產智能手機過程中采用全自動化制造流程，配備機器學習和人工智能型設備自動優(yōu)化系統、智能自我維護系統和智能生產實時狀態(tài)監(jiān)控系統。富士康的關燈工廠效益實現“關燈工廠”后，生產效率提高30%，庫存周期降低15%；采用智能控制設備9臺，節(jié)省人力50人，節(jié)省比例96%；實時分析設備