智能機器人的控制技術前景分析

孟繁麗

摘 要：隨著科學技術的發展，機器人控制技術也日漸成熟，不僅在力矩和位置控制等基礎技術上有所進步，在智能化控制上也有顯著提高。可是機器人基礎控制技術盡管比較完善，但是想要得到進一步提升卻有很大難度，因此，智能化發展成為了機器人控制技術的研發方向，該技術上突破會給基礎控制技術的發展帶來契機，本文重在研究機器人控制技術的發展方向及難度，希望本文內容能對機器人控制技術的研究帶來幫助。

機器人技術一直是國內外科學家重點研究的課題，尤其是美國、日本等發達國家更是機器人研究能力較強的國家，他們對機器人的研究工作有近60年了，而且實現了編程機器人向智能化機器人的發展。他們經過多年研究總結，把機器人控制技術分為三大部分，分別是力矩技術、位置技術和智能技術，其中，力矩技術和位置技術是基礎，智能技術是研究的發展方向，所以說，前者是基礎技術，后者是重點技術，兩者都要快速地向前發展。

1.機器人基礎控制技術的重要性及所面臨的技術難題

力矩技術和位置技術是機器人控制技術的基礎，智能化技術是在這兩種技術的基礎上進行發展的，所以說，我們要想實現機器人智能化發展，就要先認識到力矩技術和位置技術的作用，了解到兩種基礎控制技術的重要性。

以前，在機器人基礎控制技術中的研究重點是速度、位置和受力等要素，而隨著科學技術的發展，控制技術又需要研究各種實用的系統技術，從而保證機器人基礎控制技術更加完善。可以這樣說，在當今時代，機器人基礎控制技術已經達到了一定的水平，這給機器人控制技術的發展打下了堅實的基礎，但是，對于作為基礎技術中的力矩技術和位置技術來說，要想實現突破，卻要依賴智能化技術的發展，因此，位置技術、力矩技術、智能技術三者是緊密聯系和相互制約的，位置技術和力矩技術為機器人控制技術智能化發展打下了基礎，智能化技術又為機器人基礎控制技術的突破帶來了機會。下面，我介紹一下機器人控制基礎技術所面臨的難題。

第一，機器人基礎技術研發中存在技術難題。機器人系統設置和實際運動出現不一致問題，這個問題一直難以解決，這對位置技術和力矩技術來說是一個大的挑戰。第二，數據模型不能解決機器人運動中的復雜問題。機器人在實際運行中遇到復雜問題時，數據模型就出現工作不正常現象，還有一些難以預見的問題，更是機器人控制基礎技術難以解決的。第三，機器人基礎控制技術系統不夠完善。由于機器人基礎控制技術都是建立在數字模型基礎上的，該數字模型只是簡單的力矩控制系統，根本不能完成復雜的指令，因此，機器人為了提高系統的性能，就需要增加設備來實現，這對基礎控制系統來說難度很大。第四，機器人基礎控制技術不能解決不確定對象的有關問題。機器人運行中會遇見很多不確定因素，由于這些不確定因素沒有建立數字模型，因此，這些問題就難以靠基礎控制技術來解決。所以說，機器人性能要想得到提高，光靠基礎控制技術是難以實現的，機器人智能化控制才是其發展方向，只有智能化系統才能解決機器人運行中的復雜問題，才能讓機器人性能和穩定性得到大幅度提升。

2.機器人控制技術的特點及發展方向

機器人智能化發展是機器人控制技術提高的表現，也是科學家們一直研究的重要內容，只有實現機器人智能化控制，才能保證機器人運行的穩定，才能完成一些復雜的動作和任務。在當今時代下，機器人智能控制技術的定義就是在沒有人為控制的情況下，機器人可以自主運行，完成各種動作或任務，其技術特點如下：

第一，系統運行模式智能化。機器人的控制系統是數學模式和非數學模式的整合。也就是說，當機器人遇到數字問題時，就是采用數字運算系統來進行工作；而當機器人遇到復雜性問題時， 就會運用系統儲存知識來進行工作。因此，機器人智能化控制系統很有實效性，不僅可以解決數字運算問題，還可以解決復雜的判斷性問題，它的研發重點不再是簡單的數字模型模式，而是智能推理模式。所以，機器人系統在設計時不僅要把機器人運作知識錄入到系統中，也要把智能識別和推理能力設計到系統中，這樣才能保證機器人運行模式智能化，從而可以自我運行和完成工作任務。

第二，控制系統具有組織能力。智能化機器人的運作系統具有組織能力，可以對工作任務進行計劃，從而一步一步完成工作任務。這種組織性控制系統和人類大腦一樣，有一定的邏輯思維能力，因此，該系統在開發中要錄入符號和數據，讓系統可以進行自我推理，從而解決實際運作中的一些復雜問題，這種智能化控制有一定的能動性，是機器人智能化控制的核心系統。

從機器人控制技術的特點中可看出，力矩技術和位置技術是機器人的基礎控制技術，它通過數學模式來傳送指令，從而實現機器人的運作，這是機器人運作技術中的簡單技術，而智能化技術是機器人的復雜技術，它是通過智能系統來實現機器人的自我工作，完成一定的工作任務，它可以解決許多復雜的運作問題。當前，力矩技術和位置技術已經較成熟，它在發展中所面臨的瓶頸問題需要智能化技術來解決的；而智能化技術尚不完善，還難以達到機器人運作中的智能化水平，但是，它卻可以解決一些問題，所以，我們要加大力度研發機器人控制技術，讓這三種控制技術迅速發展，從而加快機器人智能化發展的進程。

3.機器人控制技術智能化發展的主要表現

隨著網絡的發展，機器人控制技術又有了新的發展方向，國外對該領域的研究較多，國內由于受到資金、技術設備和工作環境等方面的制約發展較慢，但其發展方向是完全正確的，其主要表現在以下幾個方面：

（1）雙向控制技術。機器人控制技術的研發重點是雙向控制技術，這樣可以提高控制器的控制能力。網絡可以實現在線通訊和網絡查詢，機器人控制技術在發展中就需要具備這種能力，這種技術可以提高機器人的系統性能，讓機器人控制能力顯著提高。其優勢就是系統可以根據系統自帶知識進行智能化工作，而當遇到自身系統無法解決的問題時，機器人網絡化系統就會啟動，實行網絡在線查詢并命令機器人進行工作，這讓機器人的控制系統能力更加強大。

（2）語音控制技術。機器人控制技術中的重要能力就是機器人具有語音識別功能，機器人可以通過語言交流來進行工作，這一直是最實用的技術能力，可以滿足不同行業的需要，具有很大的發展空間。

（3）自主控制技術。機器人自主控制是機器人智能化發展中的主要技術，也是我國機器人研究人員重點研究的內容。在我國，機器人控制技術還處在半自主技術水平，也就是說，機器人可以自主完成一些工作，但是有些問題還需要遙控控制完成，這種控制技術已經較為成熟，加快了機器人智能化發展的進程。

機器人智能化發展代表著機器人控制技術水平的提高，不僅是人類重要的科學成果，更是人類智慧的結晶。目前，許多智能化機器人已經被應用到各個領域與相關行業，具備了一定的使用價值。這標志著機器人智能化發展是有現實意義的，我們一定要繼續努力，不斷完善智能化機器人的系統，讓機器人可以擁有更多功能，完成人們難以完成的工作，從而為人類服務，為社會服務。

參考文獻：

[1]王耀南，余群明.智能控制技術[J].大眾用電，2002（01）.

[2]黃永志，陳衛東.兩輪移動機器人運動控制系統的設計與實現[J].機器人，2004（01）.

[3]孫迪生，王炎編著.機器人控制技術[M].北京：機械工業出版社，1997.

（作者單位：天津職業技術師范大學）