機器人發(fā)展現(xiàn)狀及可能發(fā)展趨勢的討論

周劼 桂林理工大學(xué)

機器人發(fā)展現(xiàn)狀及可能發(fā)展趨勢的討論

周劼 桂林理工大學(xué)

機器人技術(shù)將極大便利生活，工業(yè)，甚至農(nóng)業(yè)，醫(yī)學(xué)等方方面面，在未來舉足輕重。本文明確了機器人發(fā)展現(xiàn)階段水平，并展望了未來的多種發(fā)展趨勢，同時淺析一下機器人的行進方式。

機器人 發(fā)展 現(xiàn)狀 趨勢

科技發(fā)展，其根本目標就是改變?nèi)祟惖纳?，改變世界。因此隨著科技的進步，現(xiàn)在人們生活中越來越多的步驟都可以被機器人代替了，機器人可以代替人們的很多勞動，讓人舒適地生活。那么，現(xiàn)在機器人究竟發(fā)展到了什么階段？我們很清楚這點，才能接著遠望有多少種可能發(fā)展的趨勢，在每種發(fā)展的可能上造福人類。行進工具的選擇對整個機器人運動的影響最大，最基本。因此淺談機器人是怎么動的，得先談基本行進方法的使用。

1 機器人現(xiàn)階段發(fā)展程度

1.1 高校機器人制作

高校機器人并不是最高端的，因為這些學(xué)生大學(xué)，研究生才初識幾年專業(yè)，但熱衷研究的他們在老師的帶領(lǐng)下已經(jīng)把機器人做出了一些獨特的能力，還做了些許優(yōu)化。少數(shù)功能健全，設(shè)計合理，貼近生活的機器人已經(jīng)得到了公司、社會的青睞。作為機器人研究的主干力量之一，現(xiàn)階段優(yōu)秀學(xué)校的機器人很多已經(jīng)不是簡單的幾個電路板。例如，飛行的機器人可以控制飛行器姿態(tài)、躲過障礙物，自如轉(zhuǎn)向、穿行，迅速識別目標，抓取物品。但是，它們許多還是把結(jié)構(gòu)暴露在外，沒有合理到可以加裝外殼，進而批量生產(chǎn)，尚屬于初步的機器人。

1.2 公司機器人研究

相比高校，研究機器人的公司擁有更多關(guān)系，資金，經(jīng)驗。較為成功的公司所做的機器人已經(jīng)很貼近生活，優(yōu)化較到位，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。有的已經(jīng)可以比較好地代替人們的某一步生活。例如，類人的機器人外殼做成人的樣子，內(nèi)部結(jié)構(gòu)大到撐起一個人的高度，十分智能，可以還原魔方，踢球賽，下圍棋等，甚至一個機器人做許多樣事。它們也應(yīng)用地更廣泛，從生活到工業(yè)的各個角落。然而，他們有時還是不夠智能，在做某些事時很死板，一個步驟不會變通，特別是在一些難代替步驟上研發(fā)的機器人尤為明顯，或者說在一些空曠領(lǐng)域上首先研發(fā)的機器人，他們需要更加智能。

機器人見于高校，公司，還見于生活和工業(yè)生產(chǎn)，然而它們的機器人用的大多都是上述兩種途徑研發(fā)的，所以不多細說。

2 機器人未來發(fā)展趨勢

2.1 研究方向

（1）探索收集更高強度，延展性好，更加輕質(zhì)，導(dǎo)電性更優(yōu)的材料，甚至考慮用柔軟的材料，在和人碰撞的時候不會傷害人類。

（2）機器人控制系統(tǒng)變小，自己也更加小型且靈活。類似于計算機，這點將在機器人發(fā)展過程中產(chǎn)生革命般的影響。

（3）機器人網(wǎng)絡(luò)化，研究如何更好地基于電腦，用網(wǎng)絡(luò)式控制器控制機器人，或制造大面積的遙控系統(tǒng)。

（4）傳感器的有效使用，傳感器的算法如何更好融合。

2.2 潛力與熱點

（1）機電一體化。顧名思義，機器和生物電信號。機器如何變?yōu)槿松眢w的一部分，并被有效的掌控。

（2）讓計算機分析數(shù)據(jù)，并讓機器人智能地產(chǎn)生結(jié)論，取代計算機死板的結(jié)論。

（3）讓機器人檢查工廠生產(chǎn)的機械故障等，甚至可謂，讓其自己檢查自己。

（4）在人類可掌控的范圍內(nèi)，讓其有自主學(xué)習(xí)的能力，將來與人類合作。

（5）納米機器人，盡量讓機器人實現(xiàn)自主操作小至納米的物品。

（6）讓機器人能讀懂人的腦電波，并且優(yōu)化這些機器人。甚至在讀懂后讓另外一個機器人幫助人去實現(xiàn)。

（7）AVG技術(shù)，讓幾個機器人協(xié)作辦事。在量大的，要配合的工作上次技術(shù)需要完善。

3 機器人的行進方式

3.1 輪式

四種輪子使用最廣泛。遇到坎坷地面，需要懸掛系統(tǒng)，讓所有輪子都與地接觸。平時至少三個輪子與地接觸才能穩(wěn)定。

（1）標準輪：最簡單易實現(xiàn)，無特定要求時用。

（2）小腳輪：它是偏心旋轉(zhuǎn)的，有偏心力施加向底盤，比標準輪穩(wěn)固。因此配合她的應(yīng)是一個固定較為堅實的底盤。求穩(wěn)固時用。

（3）瑞典輪：因為操縱起來在一方向上有阻力，輪子便能向相反方向移動。所以輪子能延很多軌跡移動，代價只是很小摩擦力。適用于需要多軌跡時。

（4）全向輪：輪子上端給旋轉(zhuǎn)力，四處轉(zhuǎn)動，技術(shù)上最難，穩(wěn)固性一般，但使用上綜合最好。

3.2 步行式

不適用于廢墟，因為坑坑洼洼，因為機器人腳掌有一定面積，而實際接觸面很容易又偏又小，容易踩不穩(wěn)，致使摔倒損壞。

十分仿真，用于平地，使用盡量貼近生活。

3.3 履帶式

（1）全履帶式：多用，最適于震后廢墟，沙子等易塌陷及不平地況。沒輪式靈活，但比輪式越野能力好。

（2）半履帶式：很少用，取輪式及全履帶式的中間，兼具兩者優(yōu)劣，就是需要準備兩套工具以維修，需具備兩項技術(shù)，較重部分應(yīng)位于履帶上。

結(jié)束語：機器人的發(fā)展十分迫切地需要更多人的參與，需要熱情地研究。人類世界從工業(yè)時代跨入宇宙時代是個必然。如電影里所描繪的那樣，外星人的飛船和控制器擁有許許多多的管道電路，甚至可以釋放小飛船，可以釋放機器人，可見人類發(fā)展與機器人專業(yè)息息相關(guān)。對于機器人的行進僅僅提出一點愚見，希望和廣大有志者一起研究。

[1]戴勇，鄧乾發(fā)，機器人研究方向和發(fā)展趨勢，機械工程導(dǎo)論

[2]王曙光，移動機器人的運動機構(gòu)，移動機器人原理與設(shè)計