機器人的概念及發(fā)展簡史

1、機器人的概念及發(fā)展簡史機器人是在科研或工業(yè)生產(chǎn)中用來代替人工作的機械裝置，雖然現(xiàn)在機器人得到了廣泛的應(yīng)用，但機器人定義的標準卻沒有統(tǒng)一，不同國家，不同領(lǐng)域的學(xué)者給出的定義不盡相同，雖然定義的基本原則大體一致，但仍有較大的區(qū)別。直到四十多年前，“機器人”才作為專業(yè)術(shù)語加以引用，然而機器人的概念在人類的想象中卻已存在三千多年了。早在三千多年前的西周時代，我國就出現(xiàn)了能歌善舞的木偶，稱為“倡者”，這可能是世界上最早的“機器人”。春秋時代（公元

2、前770~前467）后期，被稱為木匠祖師爺?shù)聂敯?，利用竹子和木料制造出一個木鳥，它能在空中飛行，“三日不下”，這件事在古書《墨經(jīng)》中有所記載，這可稱得上世界第一個空中機器人。東漢時期（公元25~220），我國大科學(xué)家張衡，不僅發(fā)明了震驚世界的“候風(fēng)地動儀”，還發(fā)明了測量路程用的“計里鼓車”，車上裝有木人、鼓和鐘，每走1里，擊鼓1次，每走10里擊鐘一次，奇妙無比。三國時期的蜀漢（公元221~263），丞相諸葛亮既是一位軍事家，又是一位發(fā)明

3、家。他成功地創(chuàng)造出“木牛流馬”，可以運送軍用物資，可成為最早的陸地軍用機器人。在國外，也有一些國家較早進行機器人的研制。公元前3世紀，古希臘發(fā)明家戴達羅斯用青銅為克里特島國王邁諾斯塑造了一個守衛(wèi)寶島的青銅衛(wèi)士塔羅斯。在公元前2世紀出現(xiàn)的書籍中，描寫過一個具有類似機器人角色的機械化劇院，這些角色能夠在宮廷儀式上進行舞蹈和列隊表演。近代，隨著第一次、第二次工業(yè)革命，各種機械裝置的發(fā)明與應(yīng)用，世界各地出現(xiàn)了許多“機器人”玩具和工藝品。這些裝置

4、大多由時鐘機構(gòu)驅(qū)動，用凸輪和杠桿傳遞運動。1920年，捷克作家K.凱比克在一科幻劇本中首次提出了ROBOT（漢語前譯為“勞伯”）這個名詞?，F(xiàn)在已被人們作為機器人的專用名詞。1950年美國作家I.阿西莫夫提出了機器人學(xué)（Robotics）這一概念，并提出了所謂的“機器人三原則”，即：1.機器人不可傷人；2.機器人必須服從人給與，但不和1矛盾的指令；3.在與1，2原則不相矛盾的前提下，機器人可維護自身不受傷害。由于研究的側(cè)重點不同，對于機器

5、人的定義，國際上目前尚未有明確的統(tǒng)一標準。綜合各種定義，可將機器人理解為：機器人是一種在計算機控制下的可編程的自動機器，根據(jù)所處的環(huán)境和作業(yè)需要，它具有至少一項或多項擬人功能，另外還可能程度不同地具有某些環(huán)境感知能力（如視覺、力覺、觸覺、接近覺等），以及語言功能乃至邏輯思維、判斷決策功能等，從而使它能在要求的環(huán)境中代替人進行作業(yè)。機器人一般由以下部分組成：1.機械本體，機器人的機械本體機構(gòu)基本上分為兩大類：一類是操作本體機構(gòu)，它類似人的

6、手臂和手腕，配上各種手爪與末端操作器后可進行各種抓取動作和操作作業(yè)，工業(yè)機器人主要采用這種結(jié)構(gòu)。另一類為移動型本體結(jié)構(gòu)，主要目的是實現(xiàn)移動功能。2.驅(qū)動伺服單元機器人本體機械結(jié)構(gòu)的動作是依靠關(guān)節(jié)機器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動，而大多數(shù)機器人是基于閉環(huán)控制原理進行的。3.計算機控制系統(tǒng)，各關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動的指令值由主計算機計算后，在各采樣周期給出。主計算機根據(jù)示教點參考坐標的空間位置、方位及速度，通過運動學(xué)逆運算把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)節(jié)的指令值。4.傳感系統(tǒng).為了

7、是機器人正常工作，必須與周圍環(huán)境保持密切聯(lián)系，除了關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動系統(tǒng)的位置傳感器（稱作內(nèi)部傳感器）外，還要配備視覺、力覺、觸覺、接近覺等多種類主要用于汽車工業(yè)、機電工業(yè)（包括電訊工業(yè)）、通用機械工業(yè)、建筑業(yè)、金屬加工、鑄造以及其它重型工業(yè)和輕工業(yè)部門2.服務(wù)機器人。服務(wù)機器人尚處于開發(fā)及普及的早期階段，目前國際上對它還沒有普遍承認的嚴格定義，它的定義是由操作型工業(yè)機器人引伸而來的。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）采用的初步定義，所謂服務(wù)機器

8、人是一種半自主或全自主工作的機器人，它完成的是有益于人類健康的服務(wù)工作，但不包括那些從事生產(chǎn)的設(shè)備。另一種定義把服務(wù)機器人看做一種可自由編程的移動裝置，它至少有三個運動軸，可以部分地或全自動地完成服務(wù)工作。這些服務(wù)工作為個人或單位完成的，不指工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。機器人未來必將向擬人化、智能化發(fā)展。機器人技術(shù)自上個世紀中葉問世以來，經(jīng)歷力方面極為重要的戰(zhàn)略高技術(shù)。目前，機器人關(guān)鍵技術(shù)日臻成熟，應(yīng)用范圍迅速擴展，作為計算機、自動控制、傳感器、先進