機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及可能發(fā)展趨勢(shì)的討論

周劼 桂林理工大學(xué)

機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及可能發(fā)展趨勢(shì)的討論

周劼 桂林理工大學(xué)

機(jī)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(jī)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(shì)，同時(shí)淺析一下機(jī)器人的行進(jìn)方式。

機(jī)器人 發(fā)展 現(xiàn)狀 趨勢(shì)

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

1 機(jī)器人現(xiàn)階段發(fā)展程度

1.1 高校機(jī)器人制作

高校機(jī)器人并不是最高端的，因?yàn)檫@些學(xué)生大學(xué)，研究生才初識(shí)幾年專業(yè)，但熱衷研究的他們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下已經(jīng)把機(jī)器人做出了一些獨(dú)特的能力，還做了些許優(yōu)化。少數(shù)功能健全，設(shè)計(jì)合理，貼近生活的機(jī)器人已經(jīng)得到了公司、社會(huì)的青睞。作為機(jī)器人研究的主干力量之一，現(xiàn)階段優(yōu)秀學(xué)校的機(jī)器人很多已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的幾個(gè)電路板。例如，飛行的機(jī)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(shí)別目標(biāo)，抓取物品。但是，它們?cè)S多還是把結(jié)構(gòu)暴露在外，沒有合理到可以加裝外殼，進(jìn)而批量生產(chǎn)，尚屬于初步的機(jī)器人。

1.2 公司機(jī)器人研究

相比高校，研究機(jī)器人的公司擁有更多關(guān)系，資金，經(jīng)驗(yàn)。較為成功的公司所做的機(jī)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(jī)器人外殼做成人的樣子，內(nèi)部結(jié)構(gòu)大到撐起一個(gè)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(gè)機(jī)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(gè)角落。然而，他們有時(shí)還是不夠智能，在做某些事時(shí)很死板，一個(gè)步驟不會(huì)變通，特別是在一些難代替步驟上研發(fā)的機(jī)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(jī)器人，他們需要更加智能。

機(jī)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(jī)器人用的大多都是上述兩種途徑研發(fā)的，所以不多細(xì)說。

2 機(jī)器人未來發(fā)展趨勢(shì)

2.1 研究方向

（1）探索收集更高強(qiáng)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(shí)候不會(huì)傷害人類。

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

（3）機(jī)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(jī)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(diǎn)

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

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

（3）讓機(jī)器人檢查工廠生產(chǎn)的機(jī)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(jī)器人，盡量讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主操作小至納米的物品。

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

（7）AVG技術(shù)，讓幾個(gè)機(jī)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(jī)器人的行進(jìn)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(shí)至少三個(gè)輪子與地接觸才能穩(wěn)定。

（1）標(biāo)準(zhǔn)輪：最簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，無特定要求時(shí)用。

（2）小腳輪：它是偏心旋轉(zhuǎn)的，有偏心力施加向底盤，比標(biāo)準(zhǔn)輪穩(wěn)固。因此配合她的應(yīng)是一個(gè)固定較為堅(jiān)實(shí)的底盤。求穩(wěn)固時(shí)用。

（3）瑞典輪：因?yàn)椴倏v起來在一方向上有阻力，輪子便能向相反方向移動(dòng)。所以輪子能延很多軌跡移動(dòng)，代價(jià)只是很小摩擦力。適用于需要多軌跡時(shí)。

（4）全向輪：輪子上端給旋轉(zhuǎn)力，四處轉(zhuǎn)動(dòng)，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?yàn)榭涌油萃?，因?yàn)闄C(jī)器人腳掌有一定面積，而實(shí)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(zhǔn)備兩套工具以維修，需具備兩項(xiàng)技術(shù)，較重部分應(yīng)位于履帶上。

結(jié)束語：機(jī)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(shí)代跨入宇宙時(shí)代是個(gè)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(jī)器人，可見人類發(fā)展與機(jī)器人專業(yè)息息相關(guān)。對(duì)于機(jī)器人的行進(jìn)僅僅提出一點(diǎn)愚見，希望和廣大有志者一起研究。

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

[2]王曙光，移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)機(jī)器人原理與設(shè)計(jì)