機(jī)器人的發(fā)展歷史
科技的發(fā)展帶動(dòng)著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，可以說(shuō)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(gè)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(duì)外界信息的反饋能力, 即有了感覺(jué), 如力覺(jué)、觸覺(jué)、視覺(jué)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(jiǎn)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(kāi)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(lái)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(shí)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(dòng)智能化結(jié)合起來(lái)，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(yàn)階段，將向?qū)嵱没较虬l(fā)展。
現(xiàn)在，讓我們來(lái)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(shù)嶺和阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室就已開(kāi)始實(shí)施計(jì)劃，研制遙控式機(jī)械手，用于搬運(yùn)放射性材料。這些系統(tǒng)是“主從”型的，用語(yǔ)準(zhǔn)確地“模仿”操作員手和臂的動(dòng)作。主機(jī)械手由使用者進(jìn)行導(dǎo)引做一連串動(dòng)作，而從機(jī)械手盡可能準(zhǔn)確地模仿主機(jī)械手的動(dòng)作，后來(lái)用機(jī)械耦合主從機(jī)械手的動(dòng)作加入力的反饋，使操作員能夠感覺(jué)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(yù)為“工業(yè)機(jī)器人之父”的Joseph F.Engel Berger創(chuàng)建了世界上**個(gè)機(jī)器人公司——Unimation（Univeral Automation）公司，并參與設(shè)計(jì)了**臺(tái)Unimate機(jī)器人。這是一臺(tái)用于壓鑄的五軸液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，手臂的控制由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成。它采用了分離式固體數(shù)控元件，并裝有存儲(chǔ)信息的磁鼓，能夠記憶完成180個(gè)工作步驟。與此同時(shí)，另一家美國(guó)公司——AMF公司也開(kāi)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(yùn)輸、采用液壓驅(qū)動(dòng)。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(shuō)，60年代和70年代是機(jī)器人發(fā)展**快、**的時(shí)期，這期間的各項(xiàng)研究發(fā)明有效地推動(dòng)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(dòng)驅(qū)動(dòng)、關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)、多CPU二級(jí)微機(jī)控制、采用VAL專用語(yǔ)言，可配置視覺(jué)、觸覺(jué)的力覺(jué)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(gè)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(jì)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(kāi)發(fā)，無(wú)論就水平和規(guī)模而言都得到迅速發(fā)展。據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，到1980年全世界約有2萬(wàn)余臺(tái)機(jī)器人在工業(yè)中應(yīng)用。
在過(guò)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(guó)防的各個(gè)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(guó)在機(jī)器人研究方面相對(duì)西方國(guó)家和日本來(lái)說(shuō)起步較晚。但我們所取得的成就仍是不容輕視的。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始涉足機(jī)器人領(lǐng)域的研究和應(yīng)用的。1986年，我國(guó)開(kāi)展了“七五”機(jī)器人攻關(guān)計(jì)劃，1987年，我國(guó)的“863”高技術(shù)計(jì)劃將機(jī)器人方面的研究開(kāi)發(fā)列入其中。目前我國(guó)從事機(jī)器人研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的主要是高校及有關(guān)科研院所等。**初我國(guó)在機(jī)器人技術(shù)方面研究的主要目的是跟蹤國(guó)際先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)。隨后，我國(guó)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(dòng)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(yáng)自動(dòng)化研究所研制完成的有纜深潛300m機(jī)器人、無(wú)纜深潛機(jī)器人、遙控移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人。
我國(guó)在仿人形機(jī)器人方面，也取得很大的進(jìn)展。例如，中國(guó)國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)經(jīng)過(guò)10年的努力，于2000年成功地研制出我國(guó)**個(gè)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(yǔ)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(shuō)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展速度還是比較快的。原來(lái)只能在科幻小說(shuō)和電影中看到的機(jī)器人現(xiàn)在可以說(shuō)已經(jīng)離我們?cè)絹?lái)越近了。那么在未來(lái)，機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)到底會(huì)是怎樣的呢？
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