• 机器人家族的发展历史

  • 发布时间:2015-12-18 21:42 浏览:加载中

  •   古时候,一些能工巧匠就已经能够制作出由人控制、具有人或动物的某些功能的机构装置,作为劳力的补充。例如《三国演义》中的“木牛流马”便是诸葛亮克 敌制胜的“秘密武器”。书中记载三国时期蜀魏交战,由于蜀道艰难,用牛马运粮太慢,军粮告罄。于是诸葛亮凭借聪明才智,设计出了由人驾驭的“木牛流马”, 作为运输工具,并安装了机关,使得军粮能够按时运达。后来,木牛流马一直作为一种神秘的“自动机器”流传至今。国外也有许多类似的记载。

      作为科学技术的结晶,真正的机器人雏形出现在第二次世界大战期间。那时,为了处理放射性材料,美国的橡树岭和阿贡实验室发明了遥控操作的联动式机械手,以代替工作人员工作,从而避免工作人员受到辐射伤害。

      到20世纪40年代末期,由于飞机生产的需要,美国开始应用当时刚出现的电子计算机技术研制数控机床,这种机床可根据预先编制的程序自动执行加工作业。1953年,这种数控机床研制成功了。

       事隔一年,一位名叫乔治·德沃尔的美国人把遥控操作的机械手的制作原理和数控技术结合起来,研制成一台机器人的实验样机。当需要执行的指令通过程序输入 计算机后,机器人就可脱离人的直接操纵自动地运行。当然,它只能做一些简单的重复性工作。直到20世纪60年代初,美国在乔治·德沃尔专利基础上正式研制 成机器人产品,取名为“万能自动”机器人,它可用于搬运和焊接等作业,是第一台由电子程序控制的工业机器人。

      此后不久,美国的另一家公司也开发出了可编程的机器人,取名为“多才多艺”机器人,它们在汽车制造厂一展神威,大大提高了生产效率和汽车的质量,也把汽车制造工人从繁熏、危险的劳动环境中解脱了出来。

      这一重大突破引起了日本、欧洲等国家的重视,它们纷纷投入巨额资金,引进美国的先进技术开发机器人。与此同时,美国又研制成了带视觉和触觉的机器人,这两种“感觉”,进一步扩展了机器人的应用领域。

      到了20世纪70年代,计算机和人工智能技术的发展又将机器人推向了高级化。许多生产领域已离不开机器人,许多人类难以进行的工作召唤着机器人。后来,日本结合应用实际,大力发展了机器人,并一跃成为“机器人王国”。从此,浩浩荡荡的机器人大军走向了世界很多工厂。

       到了20世纪90年代,全世界各种机器人已超过60多万台,甚至还要多,其功能得到不断充实和完善。从固定程序式的和示教再现的第一代工业机器人,发展 到了具有感觉的第二代机器人和具有自主判断和决策功能的第三代机器人,机器人的形状可谓“千姿百态”,有像机器的、像人的、像蛇的、像汽车的……它们的用 途也从最早的工业应用领域拓展到许多其他领域。

      例如:在建筑领域,机器人能够爬壁作业,能够钻入地下管道,在很狭小的空间中作业;在 军事领域,机器人能充当开路先锋,深入敌后进行监视和侦察,如在海湾战争中,英美就派出机器人排除埋设在海湾地区的大量地雷;在高科技领域,机器人可以帮 助科学家在人类目前尚无法深入的环境中收集分析数据,如机器人丹蒂就被派遣到火山上进行探测,机器人“探测一号”被送到火星上探明人类进入太空之路;生活 中,机器人还可以进入医院和家庭,担任“护士小姐”和保姆……

      1981年春,在日本东京一家大百货公司里,有个“女演员”在作动人的 演唱。她身穿低胸连衣裙,露出雪白的大腿,手持吉他,自弹自唱;那迷人的声音,生动的表情,柔和的动作,引得游客纷纷驻足。当一些观众情不自禁地上前同她 握手时,才发现她是模仿美国影坛巨星梦露制作的机器人。

      美国加州大学制作的一个叫“甜心”的机器人,更是美丽动人,而且会倒咖啡。德 国一位发明家用100千克的废料制成“美女”机器人,曲线玲珑、黑发蓝眼,还有一个动听的名字:“莉迪雅小姐”。她会做家务、会打电话,还会把早餐端到发 明家身边。发明家将她作为“情侣”,常常挽着她的纤腰到公园里散步。

      仿人型机器人在我国也叫智能型机器人。智能机器人是人的模型。它具有感知和理解周围环境,使用语言,推理和规划以及操纵工具的技能,并能通过学习适应环境,模仿人完成某些动作。

      机器人是一种适应性和灵活性很强的自动化设备,是人类20世纪的一项重要发明。目前,世界上有各种机器人30多万台,各个领域都有机器人的足迹。

       1969年,美国斯坦福研究所进行了机器人研究史上最引人注目的“猴子摘香蕉”实验。斯坦福研究所研制的机器人,接受了把房间中央高台上箱子推下来的任 务。起初机器人绕高台转了20分钟也无法“爬”上去,最后,它终于“看”到房子一角放着块斜面板,便把它推到高台边,沿斜面板登上高台,把箱子推了下来。 说明机器人具有了利用工具的能力。

      第一代机器人具有记忆功能,能往返重复操作。第二代机器人具有触觉和视觉的简单功能。能从杂乱的工作中选出所需的零件,装上机器并配有移动机构,可在小范围活动。第三代即智能机器人。

      家用智能机器人能听懂人的简单命令,能与人简单对话,能在陈设家具的房间内灵巧地行走,能定时唤醒主人,会用吸尘器打扫卫生,用电熨斗熨衣服,会烧水、做饭、洗衣、洗碗。空闲时还会陪小孩玩耍。会热情有礼貌地招待客人,必要时还会帮助修理汽车。

       工业用智能机器人,具有相当于人的眼、耳、口、手腕和脚的机能,可以完成许多工作。护理机器人,能为残疾人倒水喝、开收音机、放录音带、拨电话等。残疾 人通过安装在残疾人轮椅上的控制系统,可以指挥机器人完成各种动作,控制系统可以手控、自控、声控或程控。四肢残疾的人还能通过头部的动作指挥机器人。

       手术机器人,对脑外科手术和肝脏等精细手术,非常有效。使用手术机器人,几乎可以不伤及患者的健康组织,实现安全手术还不算,而且可进一步发展成远程手 术,例如,对远离大陆的海岛上的患者或是航行在船上的患者施行手术。手术机器人将会给外科手术带来重大变革。这种机器人实际是用计算机控制的特殊手术台, 它可将患者的头部或足其他需要治疗的部位固定在手术台上,则台上的特别细的针管自动插入人体的手术部位。针管的后端装备有激光手术刀和吸抽人体组织物的设 备。当针管在刺入患部之前,受计算机定位控制,在小型伺服驱动电机的带动下,针管能准确地插入人体的患病部位,实现手术治疗。

      这种控制相当复杂,并且要求各种传动装置具备很高的精度和上下、左右及前后各方向的移动自由度。

      例如,利用机器人进行人脑手术时,根据头部的核磁共振断层图像数据用快速计算机合成患者脑部的立体图像,对脑掌管视觉、语言等重要功能的区域预先指明,控制针管准确地插入到需治疗的患病处而不损坏重要的健康脑组织,实现安全治疗。

      迄今,智能机器人不仅在工业上得到广泛应用,而且已进入医院、家庭、商业、交通、银行、保安、消防、教学等领域。它们不怕冷热、不知疲劳、不怕危险,具有某些比人强大的功能,在宇航、国防、警察和保安系统中已大显身手。
  • (责任编辑:中国历史网)
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