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文檔簡介
1、機器人發(fā)展史,機器人的歷史并不算長,1959年美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機器人,機器人的歷史才真正開始。 格在大學(xué)攻讀伺服理論,這是一種研究運動機構(gòu)如何才能更好地跟蹤控制信號的理論。德沃爾曾于1946年發(fā)明了一種系統(tǒng),可以“重演”所記錄的機器的運動。1954年,德沃爾又獲得可編程機械手專利,這種機械手臂按程序進行工作,可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的程序,因此具有通用性和靈活性,英格伯格和德沃爾都在研究機器人,認為汽車工業(yè)最適于用機器人干活,因為是用重型機器進行工作,生產(chǎn)過程較為固定。1959年,英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。 這種機器人外形有點像坦克炮塔,基座上
2、有一個大機械臂,大臂可繞軸在基座上轉(zhuǎn)動,大臂上又伸出一個小機械臂,它相對大臂可以伸出或縮回。小臂頂有一個腕子,可繞小臂轉(zhuǎn)動,進行俯仰和側(cè)搖。腕子前頭是手,即操作器。這個機器人的功能和人手臂功能相似。 它成為世界上第一臺真正的實用工業(yè)機器人。此后英格伯格和德沃爾成立了“尤尼梅遜”公司,興辦了世界上第一家機器人制造工廠。第一批工業(yè)機器人被稱為“尤尼梅特”,意思是“萬能自動”。 他們因此被稱為機器人之父。1962年美國機械與鑄造公司也制造出工業(yè)機器人,稱為“沃爾薩特蘭”,意思是“萬能搬動”。”尤尼梅特”和“沃爾薩特蘭”就成為世界上最早的、至今仍在使用的工業(yè)機器人。 據(jù)說文藝復(fù)興時期,既是杰出畫家、又
3、是科學(xué)家的達.芬奇,曾設(shè)計出了一款機器人。 近百年來發(fā)展起來的機器人,大致經(jīng)歷了三個成長階段,也即三個時代。第一代為簡單個體機器人,第二代為群體勞動機器人,第三代為類似人類的智能機器人,它的未來發(fā)展方向是有知覺、有思維、能與人對話。,第一代機器人屬于示教再現(xiàn)型,第二代則具備了感覺能力,第三代機器人是智能機器人,它不僅具有感覺能力, 而且還具有獨立判斷和行動的能力。 英格伯格和德沃爾制造的工業(yè)機器人是第一代機器人,屬于示教再現(xiàn)型,即人手把著機械手,把應(yīng)當完成的任務(wù)做一遍,或者人用“示教控制盒”發(fā)出指令,讓機器人的機械手臂運動,一步步完成它應(yīng)當完成的各個動作。 20世紀70年代,第二代機器人開始有
4、了較大發(fā)展,第二代機器人則對外界環(huán)境實用階段,并開始普及。 第三代機器人是智能機器人,它不僅具有感覺能力,而且還具有獨立判斷和行動的能力,并具有記憶、推理和決策的能力,因而能夠完成更加復(fù)雜的動作。中央電腦控制手臂和行走裝置,使機器人的手完成作業(yè),腳完成移動,機器人能夠用自然語言與人對話。 智能機器人在發(fā)生故障時,通過自我診斷裝置能自我診斷出故障部位,并能自我修復(fù)。今天,智能機器人的應(yīng)用范圍大大地擴展了,除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外,機器人應(yīng)用到各行各業(yè),機器人已具備了人類的特點。機器人向著智能化、擬人化方向發(fā)展的道路,是沒有止境的。機器人是雖然外表可能不像人,也不以人類的方式操作,但可以代替人力自動工作的機
5、器。后來美國著名科普作家艾薩克.阿西莫夫為機器人提出了三條原則,即“機器人三定律”: 第一定律機器人不得傷害人,或任人受到傷害而無所作為; 第二定律機器人應(yīng)服從人的一切命令,但命令與第一定律相抵觸時例外; 第三定律機器人必須保護自身的安全,但不得與第一、第二定律相抵觸。 這些“定律”構(gòu)成了支配機器人行為的道德標準,機器人必須按人的指令行事,為人類生產(chǎn)和生活服務(wù)。,第代,第二代是有感覺的機器人:它們對外界環(huán)境有一定感知能力,并具有聽覺、視覺、觸覺等功能。機器人工作時,根據(jù)感覺器官(傳感器)獲得的信息,靈活調(diào)整自己的工作狀態(tài),保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作。如:有觸覺的機械手可輕松自如地抓取雞蛋,
6、具有嗅覺的機器人能分辨出不同飲料和酒類。 似的,第代,第三代機器人是智能機器人,它不僅具有感覺能力,而且還具有獨立判斷和行動的能力,并具有記憶、推理和決策的能力,因而能夠完成更加復(fù)雜的動作。中央電腦控制手臂和行走裝置,使機器人的手完成作業(yè),腳完成移動,機器人能夠用自然語言與人對話。 智能機器人的“智能”特征就在于它具有與外部世界對象、環(huán)境和人相適應(yīng)、相協(xié)調(diào)的工作機能。從控制方式看,智能機器人不同于工業(yè)機器人的“示教、再現(xiàn)”,不同于遙控機器人的“主從操縱”,而是以一種“認知適應(yīng)”的方式自律地進行操作。 智能機器人在發(fā)生故障時,通過自我診斷裝置能自我診斷出故障部位,并能自我修復(fù)。今天,智能機器人的
7、應(yīng)用范圍大大地擴展了,除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外,機器人應(yīng)用到各行各業(yè),機器人已具備了人類的特點。機器人向著智能化、擬人化方向發(fā)展的道路,是沒有止境的。,第代機器人,自 動 偶 人,1662年,日本的竹田近江利用鐘表技術(shù)發(fā)明了自動機器玩偶,并在大阪的道頓堀演出。 18世紀末, 日本人若井源大衛(wèi)門和源信在此基礎(chǔ)上進行了改進,制造出了端茶玩偶。它是木質(zhì)的,發(fā)條和彈簧則是用鯨魚須制成的,它雙手捧著茶盤,如果把茶杯放在茶盤上,它便會向前走,把茶端給客人,客人取茶杯時,它會自動停止行走,客人喝完茶把茶杯放回茶盤上時,它就又轉(zhuǎn)回原來的地方。若在客廳里有這樣一個玩偶,一定會給人們增添許多樂趣。 法國的機械師鮑堪松小時候
8、就擅長搞發(fā)明創(chuàng)造,幻想用機械制造出與真的動物一樣的“機械動物”。1738年,他制造出帶有齒輪的鐵鴨子。它能惟妙惟肖地模仿真正的鴨子的動作,當時的百科詞典中有詳細的描寫,德國大詩人歌德后來見到過這個鐵鴨子,并且還記到日記中。 鮑堪松還制造過會吹笛子的牧童。它坐在基座上,高170厘米,能吹12首不同的曲子。牧童用嘴向長笛的圓孔吹氣,使笛子發(fā)出響聲,它的手指在笛子上的其他圓孔上來回按動,使長笛的聲音發(fā)生變化。牧童吹笛子的時候,鮑堪松還親自用鈴鼓伴奏。記載和傳說難免溢美之詞,但鮑堪松的創(chuàng)造卻是確有其事。 鮑堪松制造的“自動偶人”,曾向巴黎公眾展出過,當時轟動了整個歐洲。鮑堪松還制造過“機械驢”。174
9、2年,這位發(fā)明家計劃制造一臺自動織布機,里昂的織布工人知道后,怕自動織布機與他們競爭,決定狠狠揍鮑堪松一頓。于是鮑堪松就制造了一個能在普通織布機上使用的“機械驢”。有人說這是第一個“工業(yè)機器人”,因而把鮑堪松譽為歐洲的機器人之父。, 機器人的未來: 在已經(jīng)過去的20世紀,機器人的家族逐漸發(fā)展、壯大。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天,你能預(yù)測下一世紀的機器人會是什么樣子呢?對于現(xiàn)有機器人的功能,這個人丁興旺的大家族又會對人類的文明和社會的進步產(chǎn)生怎樣的影響呢? 1.機器人會越來越小 目前各國的研究現(xiàn)狀而言,表明微型機器人大多還處于實驗室或原型開發(fā)階段,但可以預(yù)見,將來微型機器人將廣泛出現(xiàn)。 由德國工程師
10、萊納爾格茨恩發(fā)明的微型機器人,可直接由針頭注射進入人體血管、尿道、膽囊或腎臟。它依靠微型磁鐵驅(qū)動器前進,由醫(yī)生通過遙控器指揮,既可用于疾病診斷,也可用于如動脈硬化、膽結(jié)石等管腔阻塞類疾病治療。還能聽從醫(yī)生指揮,將藥物直接送達到需要醫(yī)治的患病器官,以取得更好的治療效果。當這種微型機器人工作完成后,醫(yī)生便可以像抽血那樣用針頭將它抽出來。 未來,將會有可以進入人體血液循環(huán)系統(tǒng)的功能齊全的醫(yī)用微型機器人,能進入工業(yè)上的小管道甚或裂縫,進行檢測與維護的工業(yè)用微型機器人,以及各種微型傳感器、微型機電產(chǎn)品,如掌上電視等。在軍事上,將有小如昆蟲的飛行器,用于偵察敵情;裝有自動駕駛系統(tǒng),能在海底航行數(shù)年的微型潛
11、艇 2.機器人會越來越聰明 現(xiàn)在的智能機器人,它的智力最高也只相當于兩三歲幼兒的智力水平。在將來,高智能的機器人將越來越多,其智力水平也一定會不斷提高,慢慢地達到七八歲、十幾歲少年甚至青年人的智力水平。 20世紀90年代后期,為促進智能機器人的發(fā)展,日本、韓國等國家相繼發(fā)起舉行機器人足球世界杯賽,并成立了相應(yīng)的協(xié)會。機器人足球賽涉及多機器人的動作協(xié)調(diào)、系統(tǒng)控制等前沿的課題??梢哉f,每一場機器人足球賽實際上都是世界各國機器人發(fā)展水平的一場較量。 也許在將來的某一天,就如同1996年世界國際象棋冠軍卡斯帕羅夫輸給了計算機“深藍”一樣,我們會看到世界頂尖級的球員組成的“超級聯(lián)隊”也對付不了的機器人球隊,你相信嗎?, 未來的機器人: 在21世紀,在人的控制下,在改造自然、發(fā)展生產(chǎn)的事業(yè)和家庭生活中,將會出現(xiàn)更多更好的機器人。 會有滅火的機器人,它身行敏捷,不僅在熊熊烈火之中來去自如,而且不管哪里冒煙、起火,它都能及時發(fā)現(xiàn),趕到現(xiàn)場,將火災(zāi)隱患消滅。 會有檢修汽車機器人,只要把車擺上檢修臺,它用眼一掃,耳朵一聽,立即就會查出毛病的部位和原因,進行修理,只需幾分鐘。 會有邊防機器人,24小時連續(xù)值勤,萬無一失。不管白天、黑夜、風(fēng)雨、冰雪天氣,
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