機(jī)器人的發(fā)展歷史
科技的發(fā)展帶動著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，可以說機(jī)器人的發(fā)展史也是世界科技發(fā)展史的體現(xiàn)。科學(xué)的前沿技術(shù)在機(jī)器人中都有應(yīng)用。
機(jī)器人發(fā)展到目前為止共分為三個階段。**階段的機(jī)器人只有“手”, 以固定程序工作, 不具有外界信息的反饋能力；第二階段的機(jī)器人具有對外界信息的反饋能力, 即有了感覺, 如力覺、觸覺、視覺等；第三階段, 即所謂“智能機(jī)器人”階段,這一階段的機(jī)器人已經(jīng)具有了自主性,有自行學(xué)習(xí)、推理、決策、 規(guī)劃等能力。
**代是可編程機(jī)器人，這類機(jī)器人一般可以根據(jù)操作員所編的程序，完成一些簡單的重復(fù)性操作。這一帶機(jī)器人從20世紀(jì)60年代后半期開始投入使用，目前他在工業(yè)界得到了廣泛應(yīng)用。
第二代是感知機(jī)器人，即自適應(yīng)機(jī)器人，它是在**代機(jī)器人的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有不同程度的“感知”能力。這類機(jī)器人在工業(yè)界已有應(yīng)用。
第三代機(jī)器人將具有識別、推理、規(guī)劃和學(xué)習(xí)等智能機(jī)制，它可以把感知和行動智能化結(jié)合起來，因此能在非特定的環(huán)境下作業(yè)，故稱之為智能機(jī)器人。目前，這類機(jī)器人處于試驗階段，將向?qū)嵱没较虬l(fā)展。
現(xiàn)在，讓我們來具體看看機(jī)器人的發(fā)展歷史。
工業(yè)機(jī)器人的**早研究可追溯到第二次大戰(zhàn)后不久。在40年代后期，橡樹嶺和阿爾貢國家實驗室就已開始實施計劃，研制遙控式機(jī)械手，用于搬運放射性材料。這些系統(tǒng)是“主從”型的，用語準(zhǔn)確地“模仿”操作員手和臂的動作。主機(jī)械手由使用者進(jìn)行導(dǎo)引做一連串動作，而從機(jī)械手盡可能準(zhǔn)確地模仿主機(jī)械手的動作，后來用機(jī)械耦合主從機(jī)械手的動作加入力的反饋，使操作員能夠感覺到從機(jī)械手及其環(huán)境之間產(chǎn)生的力。50年代中期，機(jī)械手中的機(jī)械耦合被液壓裝置所取代，如通用電氣公司的“巧手人”機(jī)器人和通用制造廠的“怪物”I型機(jī)器人。1954年G.C.Devol提出了“通用重復(fù)操作機(jī)器人”的方案，并在1961年獲得了專利。
1958年，被譽為“工業(yè)機(jī)器人之父”的Joseph F.Engel Berger創(chuàng)建了世界上**個機(jī)器人公司——Unimation（Univeral Automation）公司，并參與設(shè)計了**臺Unimate機(jī)器人。這是一臺用于壓鑄的五軸液壓驅(qū)動機(jī)器人，手臂的控制由一臺計算機(jī)完成。它采用了分離式固體數(shù)控元件，并裝有存儲信息的磁鼓，能夠記憶完成180個工作步驟。與此同時，另一家美國公司——AMF公司也開始研制工業(yè)機(jī)器人，即Versatran（Versatile Transfer）機(jī)器人。它主要用于機(jī)器之間的物料運輸、采用液壓驅(qū)動。該機(jī)器人的手臂可以繞底座回轉(zhuǎn)，沿垂直方向升降，也可以沿半徑方向伸縮。一般認(rèn)為Unimate和Versatran機(jī)器人是世界上**早的工業(yè)機(jī)器人。
可以說，60年代和70年代是機(jī)器人發(fā)展**快、**的時期，這期間的各項研究發(fā)明有效地推動了機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和推廣。
1979年Unimation公司推出了PUMA系列工業(yè)機(jī)器人，他是全電動驅(qū)動、關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)、多CPU二級微機(jī)控制、采用VAL專用語言，可配置視覺、觸覺的力覺感受器的，技術(shù)較為先進(jìn)的機(jī)器人。同年日本山梨大學(xué)的牧野洋研制成具有平面關(guān)節(jié)的SCARA型機(jī)器人。整個70年代，出現(xiàn)了更多的機(jī)器人商品，并在工業(yè)生產(chǎn)中逐步推廣應(yīng)用。隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)、控制技術(shù)和人工智能的發(fā)展，機(jī)器人的研究開發(fā)，無論就水平和規(guī)模而言都得到迅速發(fā)展。據(jù)國外統(tǒng)計，到1980年全世界約有2萬余臺機(jī)器人在工業(yè)中應(yīng)用。
在過去30~40年間，機(jī)器人學(xué)和機(jī)器人技術(shù)獲得引人注目的發(fā)展，具體體現(xiàn)在： 1.機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在全世界迅速發(fā)展；
2.機(jī)器人的應(yīng)用范圍遍及工業(yè)、科技和國防的各個領(lǐng)域； 3.形成了新的學(xué)科——機(jī)器人學(xué)； 4.機(jī)器人向智能化方向發(fā)展；
5.服務(wù)機(jī)器人成為機(jī)器人的新秀而迅猛發(fā)展。
我國在機(jī)器人研究方面相對西方國家和日本來說起步較晚。但我們所取得的成就仍是不容輕視的。
我國是從20世紀(jì)80年代開始涉足機(jī)器人領(lǐng)域的研究和應(yīng)用的。1986年，我國開展了“七五”機(jī)器人攻關(guān)計劃，1987年，我國的“863”高技術(shù)計劃將機(jī)器人方面的研究開發(fā)列入其中。目前我國從事機(jī)器人研究和應(yīng)用開發(fā)的主要是高校及有關(guān)科研院所等。**初我國在機(jī)器人技術(shù)方面研究的主要目的是跟蹤國際先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)。隨后，我國在機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用方面取得了很大的成就，主要研究成果有：哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的兩足步行機(jī)器人，北京自動化研究所1993年研制的噴涂機(jī)器人，1995年完成的高壓水切割機(jī)器人，沈陽自動化研究所研制完成的有纜深潛300m機(jī)器人、無纜深潛機(jī)器人、遙控移動作業(yè)機(jī)器人。
我國在仿人形機(jī)器人方面，也取得很大的進(jìn)展。例如，中國國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)經(jīng)過10年的努力，于2000年成功地研制出我國**個仿人形機(jī)器人——“先行者”，其身高140厘米，重20公斤。它有與人類似的軀體、頭部、眼睛、雙臂和雙足，可以步行，也有一定的語言功能。它每秒走一步到兩步，但步行質(zhì)量較高：既可在平地上穩(wěn)步向前，還可自如地轉(zhuǎn)彎、上坡；既可以在已知的環(huán)境中步行，還可以在小偏差、不確定的環(huán)境中行走。
可以說機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展速度還是比較快的。原來只能在科幻小說和電影中看到的機(jī)器人現(xiàn)在可以說已經(jīng)離我們越來越近了。那么在未來，機(jī)器人的發(fā)展趨勢到底會是怎樣的呢？
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