最特别的机器人科技前沿

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1、最特别的仿真机器人科技前沿学号：090502137专业：管理科学与工程姓名：赵永杰6作为最新的一门科技学技术，仿真机器人的出现，是近几年来科技发展的重大突破和进步，本文从不同的角度来探讨仿真机器人的科技原理、应用、影响等。随着时代的发展，科学技术日新月异。我们的生活无时无刻不在被新科学新技术影响着、改变着。在人类的发展史中，机器人扮演着一个十分重演的角色，特别是现代机器人。现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。自1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人

2、的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。因此，机器人的到来给我们的生活和生产带来了很大的改变，特别是工业机器人在日本大力发展之后。机器人的发展迎来了一个新的春天，日本也因此而赢得了“机器

3、人王国的美称”。然而怎样才能让机器人能更加接近人类，更加有效的为人类服务呢？于是科学家们开始了研究一种新的机器人——仿真机器人。一、仿真机器人的出现。随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空

4、间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。无论机器人从外部特征如何近似人类，如何将机器人打开，其中一堆复杂的连线则与人体内部有着天壤之别。来自欧洲的研究小组目前着眼于缩小机器人与人类之间的差别，意味着未来的机器人将赋予更多的人性化特征。他们研制的新型机器人的“骨骼”是由热塑性聚合物和促动器构成的，响应每一块肌肉和类似筋腱的线路的运动。他们的目标是建立更接近人类的机器人，能够像人类一样与所处环境作出交互反应。将机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到

5、各个领域形成了各式各样的新机器——仿真机器人。二、机器人仿真技术的应用。机器人仿真主要应用在两个方面：6一是机器人本身的设计和研究，这里机器人本身包括机器人的机械结构以及机器人的控制系统，它们主要包括机器人的运动学和动力学分析。各种规划和控制方法的研究等。机器人仿真系统可为这些研究提供灵活和方便的研究工具，它的用户主要是从事机器人设计和研究的部门和高等学校。机器人仿真的第二个方面的主要应用是那些以机器人为主体的自动化生产线，它包括机器人工作站的设计、机器人的选型、离线编程和碰撞检测等。机器人可为此提供既经济又安全的设计

6、和试验的手段，它的用户主要是那些使用机器人的产业部门。目前，用于这方面的机器人仿真系统最常见的ROBCAD和IGRIP。下面以机器人离线编程为例来说明机器人仿真系统的应用。机器人是一种通用机械，通过重新编程，它可以完成不同的工作任务当机器人改变工作任务时，通常需中断机器人的当前工作，先对机器人进行示教编程，然后机器人按照新的程序执行新的工作．若借助于机器人仿真系统．舅4可首先在仿真系统上进行离线编程，然后将编好的程序装到机器人中，机器人便可按照新的程序执行新的工作，因此，机器人可不必中断当前的工作，从而提高了生产效率，

7、而且这种方法既经济又安全。利用机器人仿真系统进行离线编程在国外已十分普遍，它是机器人仿真系统应用最普遍和最典型的例子。机器人仿真系统的另外一个应用是它可以用于机器人的教学和培训。机器人是一个比较昂贵的设备，在进行机器人教学时，不可能用许多实际的机器人来作为教学和培训的试验设备，机器人仿真系统可为此提供一个方便和灵活的试验工具和手段。机器人仿真对于遥控操作机器人有着特殊的应用。1993年德国空间研究机构在美国的哥伦比亚号航天飞机上进行了搭载试验，其中一项内容便是地面操作人员对在航天飞机上的空间机器人进行遥控操作，由于从地

8、面到空间的信号传输往返时间达7秒钟。对于这么大的延时，通过手控操作来遥控机器人显然是非常困难的。解决这个大延时间题的唯一有效的途径是利用三维图形实时仿真。即通过对空间机器人及周围环境进行实时仿真，建立一个虚拟的现实环境，操作人员对仿真图形进行操作。由于操作人员与仿真图形之间不存在延时，因而这种控制是非常容易的。而实际的机器人则在几