《机器人基础知识与应用》-01(机器人概述)

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1、厦门大学-全校性选修课信息科学与技术学院-自动化系教师：仲训昱博士、助理教授。机器人基础知识与应用BasicKnowledgeandApplicationofRobots我的硕士机械电子工程（船舶自动控制教研室）我的博士控制理论与控制工程（智能控制与机器人教研室）课程主要内容：机器人概述工业机器人系统移动机器人系统仿生机器人系统机器人应用与智能化第1讲机器人概述机器人定义各种定义机器人发展现代机器人发展简史机器人发展阶段机器人例举工业机器人特种机器人机器人技术机器人定义作家的描述根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“Ro

2、bot——机器人”这个词。机器人定义科学家的定义◆日本科学家定义1967年，日本科学家提出：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等七个特征的柔性机器”。日本科学家加藤一郎提出，具有如下三个要素的机器称为机器人：1．有脑、手、脚的个体；2．有非接触式传感器（用眼，耳接收远方信息）和接触式传感器；3．具有平衡觉和固定觉传感器。机器人定义科学家的定义1987年国际标准化组织的定义机器人的动作机构具有类似于人或其他生物的某些器官（肢体、感受等）的功能；机器人具有通用性，可从事多种工作，可灵活改变动作程序；机器人具有不同程度的智能，如记忆、感知、推理、

3、决策、学习等；机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。机器人定义科学家的定义◆中国科学家定义机器人是一种具有高度灵活性的自动化机器，这种机器除能动作外应具备一些与人或生物相似的智能，如感知、规划、动作和协同能力。机器人定义科学家的定义◆美国机器协会的定义美国机器协会的定义：一种用于移动各种材料、零件、工具和专用装置的、用可重复编制的程序动作来执行各种任务的多功能操作机。机器人定义◆机器人三基元机器人定义◆机器人体系结构分级范式反应范式机器人定义◆机器人物理结构物理结构：描述一系列的构成部件及其相互间的作用。●串联机器人●并联机器人●移动机器人（轮腿可变性）●人

4、型机器人现代机器人公认的机器人时代开始于1954年，这一年，世界上有了第一台可编程的自动机械臂。1959年，美国发明家英格伯格和德沃尔造出了世界上第一台工业机器人，它可以称为现代机器人的开端。（随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。）由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。现代机器人1962年美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。现代机器人1962年-1963年传感器的应用提

5、高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括1961年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在1965年，帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。现代机器人1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的

6、机器人，并向人工智能进发。现代机器人1968年，美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木，不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界上第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。（研究人工智能技术以及在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制）现代机器人1969年：日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人（加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机器人之父”。）现代机器人1973年，世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国CincinnatiMilacron公司的机

7、器人T3。现代机器人1978年，美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA:工业机器人的始祖PUMA至今仍然工作在工厂第一线现代机器人1984年英格伯格再推机器人Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。现代机器人1986年，美国研制了第一台拟人型双足步行机器人SD-2，八个自由度，能静态行走。现代机器人1997年，日本本田公司率先研制出第一台类人型步行机器人样机。现代机器人19