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1、智能机器人的发展与展望关键词：智能机器人、人工智能、感知、决策摘要：本文首先介绍了机器人的起源、历史发展，然后对当代智能机器人的三大要素进行分析，并提出存在的主要问题和面临的挑战，最后对智能机器人的未来进行展望，就未来机器人如何发展的问题提出了自己的看法。引言：从1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念开始，随着科技的不断进步，各国在机器人的研究上相继取得了重大突破，如今，机器人已被看作是一种常用工具，在制造、装配甚至服务行业，发挥着它不可替代的作用。机器人的起源机器人的诞生可以说是从美丽的神话开始的。它先后经历了从古代的神
2、话幻想到此后数千年间艰苦的探索、设计和试验的漫长道路。《三国演义》记载了诸葛亮在同司马懿斗智斗勇时使用了一种叫做“木牛流马”的木质机器，木牛流马作为一种可以接受人类指挥而且能自动执行工作的机械装置，从某种意义上来说，就是一种机器人。除此之外，中国古代书籍《列子·汤问篇》中记述了一个由能工巧匠制作的“机械艺人”，宋代沈括在《梦溪笔谈》中记录了“自动木人抓老鼠”的故事。而在国外，自动偶人“安德鲁丁”曾欧洲流行一时，1662年日本的竹田近江用钟表技术发明了制动机器玩偶，并在大阪演出。他们作为古代机器人的代表，不论是否真实，都体现了古代人
3、民的创造力和对美好未来的憧憬。机器人的发展历程机器人现在已被广泛地用于生产和生活的许多领域,它的发展按其拥有智能的水平可以分为三个层次.一是工业机器人,它只能死板地按照人给它规定的程序工作,不管外界条件有何变化,自己都不能对程序也就是对所做的工作做出相应的调整.如果要改变机器人所做的工作,必须由人对程序作相应的改变,因此它是毫无智能的.二是初级智能机器人.它和工业机器人不一样,具有像人那样的感受,识别,推理和判断能力.可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序,也就是它能适应外界条件变化对自己怎样作相应调整.不过,修改程序的
4、原则由人预先给以规定.这种初级智能机器人已拥有一定的智能,虽然还没有自动规划能力,但这种初级智能机器人也开始走向成熟,达到实用水平.三是高级智能机器人.它和初级智能机器人一样,具有感觉,识别,推理和判断能力,同样可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序.所不同的是,修改程序的原则不是由人规定的,面是机器人自己通过学习,总结经验来获得修改程序的原则.所以它的智能高出级智能机器人.这种机器人已拥有一定的自动规划能力,能够自己安排自己的工作.这种机器人可以不需要人的照料,完全独立的工作,故称为高级自律机器人.这种机器人也开始走向
5、实用.智能机器人应该具备的要素一个智能机器人应该具备三大要素：感知、决策、行动。感知就是机器人具有能够感觉内部、外部的状态和变化，理解这些变化的某种内在含义的能力。决策要求机器人具有能够依据各种条件、状态、约束的限制自主产生目标，规划实现目标的具体方案、步骤的能力。行动需要机器人具备完成一些基本工作、基本动作的能力。在这三大要素的基础上，智能机器人通过感知辅助产生决策，并将决策付诸行动，在复杂的环境下自主地完成任务，形成各种智能行为。一、智能机器人的感知一个鲜活的生命可以通过它的各种感觉器官和中枢神经系统来感受、理解外部和自己内部
6、的变化。而一个智能机器人要感知这个世界，就必须具有一定的信息获取手段和信息处理方法。对于机器人来说，获取信息的手段就是通过多种不同功能的传感器来收集各种不同性质的信息。而对于信息的理解则是通过对传感器信息的处理来获得的。1．信息收集智能机器人进行信息收集的传感器可以分为触觉传感器、温度传感器、距离传感器、定位系统、速度和加速度传感器、角度及角加速度传感器、力和力矩传感器、姿态传感器、机器人视觉传感器、机器人听觉传感器、嗅觉传感器等。这些传感器的应用可以使机器人检测到外界环境和本身的状态及变化。线加速度计获取线加速度信息，进而得到当
7、前机器人的线速度和位置信息。陀螺仪通过测量角度、角速度、角加速度的变化，可以得到机器人的姿态角、运动方向以及运动方向的改变等信息。激光全局定位传感器运用三角测量法得到机器人的位置坐标信息。GPS用于机器人的室外定位。超声传感器可以用来测量机器人周围障碍物的有无和距离的远近，红外传感器可以用来测量距离和方向，也可以用来测量外部温度变化。激光雷达可以精确地测定外部障碍物和机器人之间的距离值。接触和接近传感器类似于动物的触须，可以帮助机器人避免与环境中的物体发生碰撞，感知探测范围内是否存在物体。触觉传感器类似于皮肤的作用，通常由触觉传感
8、器阵列组成，可以用来感觉物体的形状，乃至物体表面的纹理形状。力和力矩传感器用来感觉机器人对外界物体施加的力或力矩的大小，从而保证机器人的力反馈控制。嗅觉传感器是机器人配备的用来感知气味浓度的化学传感器，气味的浓度和气流的方向可以用来解决机器人的导航
