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1、第28卷增刊自动化学报Vol.28,Suppl.2002年12月ACTAAUTOMATICASINICADec.,2002我国特种机器人发展战略思考王树国付宜利(哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150001)(E-mail:meylfu@hope.hit.edu.cn)摘要特种机器人与工业机器人相比在理论基础、技术特征和应用领域等方面有显著特点,被列入许多国家的发展研究计划,吸引了世界众多科学家从事这方面的研究.特种机器人已成为当今国际自动化技术发展的重要方向.文中介绍了特种机器人的国内外发展现状和趋势,探讨了特种机器人的特点、共性技术和基本科学问题,并对
2、我国特种机器人发展战略提出了若干建议.关键词特种机器人,发展战略,自动化,中国中图分类号TP224ONADVANCEDROBOTDEVELOPMENTSTRATEGYOFCHINAWANGShu-GuoFUYi-Li(InstituteofRobot,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)(E-mail:meylfu@hope.hit.edu.cn)AbstractComparedwithindustrialrobots,advancedrobot,whichislistedinhightechnologydev
3、elopmentprogramsofmanydevelopedcountries,presentsuniquecharacteristicsontheorybasis,techniquesandapplicationfields.Attentionofscientistsallovertheworldhasbeenfocusedonadvancedrobot-relatedresearchthathasbecomeoneofthemostimportantresearchtopicsinautomation.Inthisarticle,afteranove
4、rviewofdevelopmentandtrendsinadvancedrobots,theirdesignandapplications,commontechnologiesandfoundationalscienceproblemsarediscussed,andsuggestiononadvancedrobotdevelopmentstrategyforChinaisgiven.KeywordsAdvancedrobot,developmentstrategy,automation,China1特种机器人研究的应用与科学意义工业机器人作为生产自动化
5、设备的典型代表,在制造业获得了巨大的成功.进入20世纪80年代以来,机器人技术在信息技术、控制技术、人工智能和传感技术等迅速发展的支持下,已远远超出了服务于制造业的范围,被广泛地应用于非制造领域.在非制造领域应用机收稿日期2002-04-22收修改稿日期2002-07-21增刊王树国等:我国特种机器人发展战略思考71器人已成为当今国际自动化技术的重要发展方向.目前国际上对非制造领域机器人(也称为advancedrobot,我国称为特种机器人)的研究和开发非常活跃.特种机器人技术主要研究非制造业应用并服务于人类的各种先进机器人及其相关高技术,特种机器人是替代
6、人在危险、恶劣环境下作业必不可少的工具,可以辅助完成人类无法完成的如空间与深海作业、精密操作、管道内作业等的关键技术装备.与工业机器人相比特种机器人通常在非结构环境下自主工作,更多依赖其对环境信息的获取和智能决策能力.因此特种机器人更强调感知、思维和复杂行动能力,比一般意义上的机器人需要更大的灵活性、机动性,具有更强的感知能力、决策能力、反应能力以及行动能力.特种机器人从外观上也远远脱离了最初工业机器人所具有的形状.特种机器人融合了更多学科的知识,如机构学、控制工程、计算机科学、人工智能、微电子学、光学、传感技术、材料科学、仿生学等,因此,特种机器人的研究
7、不仅能促进本学科的发展,还可带动其它学科的进步.特种机器人研究特别强调智能性和对环境的适应性,使其具有更广阔的应用领域.特种机器人在空间及海洋探索、农业及食品加工、采掘、建筑、医疗、服务、交通运输、军事和娱乐等领域都具应用前景.针对各个领域的应用特点,科学技术人员正在研制各种类型的特种机器人,如空间机器人、水下机器人、服务机器人、微操作机器人、仿人机器人、医疗机器人、军用机器人等.这些特种机器人将更加符合各应用领域的特殊要求,其功能和智能程度也大大超出了工业机器人的范围,使机器人技术呈现出更加广阔的发展空间.随着陆地资源逐渐枯竭,深海开发已成为各国的重要战
8、略目标.深海矿产资源的勘探与开采,是近几年国际激烈竞争的焦点之一.
