未来机器人技术发展方向的探讨

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1、未来机器人技术发展方向的探讨蔦嚣孝藉期机器人ROBoTVo1.18,No.5Sept.,1996zE己｛f未来机器人技术发展方向的探讨蒋新松丁？（中国科学院沈阳自动化研究所110015）摘要随着激烈的市场竞争•制造技术正以空前的速度迅猛发展中，它对生产装备提出了种种要求，另一方面技术的发展又提供满足这些要求的可能性•我们从这样的形势出发，来探讨未来机器人技术的发展.首先从适应21世纪的主要生产模式——敏捷制造出发,从系统技术的角度讨论了工业机器人应发展的方向•接着又从当前技术进展的各十方面讨论了工业机器人发展的可能性I随着开发海洋及宇宙空间,进

2、一步改善采掘工业，农业•以及服务业等的需求,讨论了在这些非结构性环境中工作的遥控机器人及其相关技术的可能发展方向.关键词敏捷性装备,超轻型机器人，传感一驱动单元，机械电子工程.机器人化机器，舰爱fL也?匕冀i一嵌凌1引言1」简短的回顾自从为了抓取放射性材料而设计制造的第一台遥控机械手的诞生至今已48年，而第一台工业机器人间世也已整整40年了•在机器人发展的历史上，存在着两条不同的技术路线:一条是口本和瑞典所走的•需求牵引，技术驱动,把美国开拓的机器人，结合工业发展的需求，开发出一系列特定应用的机器人，如:弧焊，点焊，喷漆装配，刷胶，建筑等等,从

3、而形成了庞大的机器人产业，目前全世界装机容量已达60多万台，近几年来仍以每年20的速率在增长｝一条是把机器人作为研究人工智能的载体，看成计算机科学的一部分•即:单纯从技术上仿人的某些功能出发，研究智能机器人•如:美国,英国的相当的一部分大学及研究所所做的，由于人工智能和其他智能技术的发展远落后于人们对它的冀望，致使绝大部分研究成果始终走不出实验室•今天我们来研究机器人未来的发展方向，回顾这段历史很有必要,我们必须对需要与可能二者作认真的研究，即按'需求牵引，技术导向”的原则，才能得出正确的研究方向和制订出条可行的技术路线.1.2工业机器人21世

4、纪面临的形势21世纪即将来临，毫无疑问，技术的发展及世界市场的竞争,将捂着21世纪90年代展开的道路前进，危机与机遇并存•一方面随着技术发展的速度加快及生活水平提高后，人们对新产品的不断追求，二者结合将给企业提供空前的机遇;另一方面随着技术装备及工具软件的日新月异，开发周期越来越短，加上有同样能力的企业将日益增多，竞争将更加激烈•竞争使得一个产品生产的批量越来越少，产品的生命周期越来越短•一个企业能否抓住机遇采取各种方式快速开发新产品，将是赢得竞争的主要手段•从对制造装备的要求来说，由于生产批量越来越小，而过去大规模生产系统是依靠大量生产同一产

5、品来降低成本的,这样生产的需求和生产装备的矛盾就19益突出;因此，能否把现在的大规模生产线作为一块跳板，跳到具有和它同样效19905—21*机器人1996年11月率，能生产中小批量的"敏捷生产线，以期达到生产同一类产品的价格和批量无关•这将决定个企业，一个地区以至一个国家在未来竞争中的地位•这一发展态势将为机器人技术的进一步研究与开发提供极大的机遇•在用通过编程可重组的生产单元来实现敏捷制造装备中，传统机械的机器人化及新一代机器人化的机器将是两个重要的发展方向•这里所谓机器人化，是赋予机器以一定的”感知，思维（问题解题,决策和规划）和动作的能力

6、，或者说采用机械电子工程的办法来改造传统机械，发展新机械•两种提法中，笔者倾向前一种提法，因为它含义更确切些.这一切要求我们站在系统观点来发展机器人技术•另外材料，传感器,控制等技术的发展又为机器及机器人本体的发展提供了很好的基础.1.3非制造业用机器人面临的形势21世纪将是人类开发海洋的世纪•随着陆地资源的日益枯竭，向海洋要资源将比向其他星球耍资源更为现实，大规模的开发和利用海洋的各种资源,将是人类21世纪的伟大事业•随着空间技术的发展，满足特种需求的空间工业的兴起，已不是一件遥远的事了•无论是开发海洋，还是建立空间工业，由于海洋和空问都不适

7、宜于人类的生存，适应这种需求发展各种机器人将是一个可选择的途径，这将大大促进机器人的发展.从自动化的发展来看.21世纪前20年内,将是非制造业的自动化发展时期，如:采掘,建筑，医疗，交通运输，农业等等.这些行业的共同特点是工作无法在事先布置好的条件下进行，而且在进行过程中环境或随着工作的内容也可能随时发生变化，这就是所谓非结构化•开发适应于非结构环境下工作的机器人仍将是机器人发展的一个长远方向•作为近期可行的技术途径,发展一种人一机系统，把工况分析，判断及决策等高层活动市人来完成,低层由机器人完成，使人脱离危险的工作面,或辅助人进行更精细的动作

8、（如医疗机器人）等.2工业机器人.2.1系统发展方式工业机器人必须改变过去的部件发展方式冷而优先考虑"系统发展方式二随着工业机器人应用范围的不断地扩大