劉磊

摘 要：該篇文章首先介紹了機器人一詞的由來以及對何為機器人做了一個簡單介紹，指出機器人所具有的一些特點，其次詳細展開對國內(nèi)外機器人的研究現(xiàn)狀的一些介紹，主要介紹了工業(yè)機器人、仿人機器人、特種機器人、納米機器人等幾種當(dāng)前應(yīng)用廣泛和未來發(fā)展前景廣闊的機器人。通過對比國內(nèi)外機器人的研究現(xiàn)狀指出一些機器人領(lǐng)域現(xiàn)在所存在的一些不足之處，從而展開對機器人的未來發(fā)展前景的概括。

關(guān)鍵詞：機器人 研究現(xiàn)狀 不足之處 發(fā)展前景

中圖分類號：G433 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（c）-0057-02

機器人的英文名詞是Robot，Robot來源于捷克作家卡雷爾卡佩克（Karel Capek）所寫的一個劇本：羅薩姆的萬能機器人[1]。根據(jù)Robota（捷克文，原意為“勞役、苦工”）和Robotnik（波蘭文，原意為“工人”）創(chuàng)造出“機器人”這個詞。英文中的Robot一詞由此而來，自此以后世界各國以Robot一詞作為機器人的代名詞。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將機器人定義成是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能夠借助可編程序操作來處理各種材料、零件、工具，以執(zhí)行種種任務(wù)。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的定義我們可以按以下特征來描述機器人：（1）機器人具有類似于人的上肢的動作機構(gòu)，能夠執(zhí)行一定的功能。（2）機器人具有一定程度的智力與識別能力。（3）機器人是一種人造的機器或者機械電子裝置。

1 國內(nèi)外機器人的研究現(xiàn)狀

1.1 國外機器人的研究現(xiàn)狀

國外機器人的研究起步早，可追溯至20世紀(jì)中期。因此國外機器人技術(shù)發(fā)展較為成熟，其中以美國、日本、德國等發(fā)達國家為代表，機器人發(fā)展至今已經(jīng)有了許多分支，但現(xiàn)階段主要還是以工業(yè)機器人的研究為主。

（1）工業(yè)機器人。工業(yè)機器人利用機械手、刀具或其他裝配的加工工具來實現(xiàn)物料的加工搬運等作業(yè)。依據(jù)使用用途的不同，可分為焊接機器人、搬運機器人、噴涂機器人等。1960年美國“聯(lián)合控制公司”研制出世界上第一臺真正意義上的工業(yè)機器人——Unimate工業(yè)機器人。兩年后，美國AMF公司生產(chǎn)出另一種可編程序的工業(yè)機器人Versatran。

（2）仿人機器人。仿人機器人[2]主要是模仿人的形態(tài)和行為，在形態(tài)上和人類差不多。在仿人機器人方面走在前端的當(dāng)屬日本，日本在仿人機器人技術(shù)上發(fā)展較為成熟。1969年日本早稻田大學(xué)加藤一郎實驗室研發(fā)出第一臺以雙腳走路的機器人。加藤一郎因長期致力于研究仿人機器人，被譽為“仿人機器人之父”。

（3）納米機器人?！凹{米機器人”的研制屬于分子仿生學(xué)的范疇，它的設(shè)計理念來自于分子水平的生物學(xué)原理，從分子或原子水平上實現(xiàn)對目標(biāo)的作業(yè)。諾貝爾獎得主理論物理學(xué)家理查德-費曼率先提出納米技術(shù)設(shè)想。根據(jù)這一設(shè)想，2010年5月，美國哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家成功研制出一種納米蜘蛛機器人，它是由脫氧核糖核酸分子構(gòu)成的。這種納米機器人只有4納米長，比人類頭發(fā)絲直徑的十萬分之一還小。自20世紀(jì)60年代納米技術(shù)設(shè)想的提出，納米機器人得到了迅速發(fā)展并不斷豐富中。納米機器人未來的一個發(fā)展方向是醫(yī)用納米機器人，將醫(yī)用納米機器人用于醫(yī)療方面將會帶來一場醫(yī)學(xué)革命，將會為解決疑難雜癥做出突出貢獻。

1.2 國內(nèi)機器人的研究現(xiàn)狀

我國機器人行業(yè)起步晚，開始于20世紀(jì)70年代，發(fā)展至今，已有30多年的歷史。我國機器人行業(yè)雖然起步較歐美日等發(fā)達國家晚，但是我國在機器人這一行業(yè)發(fā)展迅速，特別是步入21世紀(jì)以來，我國在工業(yè)機器人、特種機器人等方面取得了突破的進展。經(jīng)過幾十年的不懈努力，目前我國已基本形成涵蓋整個機器人產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)能力，已成為全球最大的機器人市場。

（1）工業(yè)機器人。在工業(yè)機器人方面，目前我國已經(jīng)成為全球最大的應(yīng)用市場。但當(dāng)前我國工業(yè)機器人行業(yè)覆蓋面低，僅限于一些較為高端的行業(yè)中。但由于面臨傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級對工業(yè)機器人需求增長，我國工業(yè)機器人市場潛力巨大。據(jù)中國機器人行業(yè)統(tǒng)計報告顯示，我國焊接機器人和噴涂機器人都占了不小的比重，而焊接機器人更是占了將近1/3。因此，可以看出中國焊接機器人在工業(yè)機器人中所占的比重，所以從某種意思上來說，焊接機器人更是中國工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀的一個縮影。

（2）特種機器人。特種機器人需執(zhí)行特殊任務(wù)，其研發(fā)緊密結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略、國防、公共安全等方面的需求，比如航天、深海、極地探測等。近幾年來，我國特種機器人在航天、深海等極限作業(yè)狀況下取得了令人顯著的成就。在“嫦娥工程”無人月球探測階段，我國玉月面巡視探測器玉兔號月球車是我國在空間作業(yè)領(lǐng)域所研制的一項重要成果。我國不僅在航空探索方面取得了巨大的成就，更在深海探索領(lǐng)域取得了同樣的榮譽。我國水下機器人近幾年來發(fā)展迅速，以“探索者號”[3]為代表，“探索者號”是我國自行研制的第一臺無纜水下機器人，“探索者號”并在國內(nèi)外首創(chuàng)了水下平臺對接回收技術(shù)。

2 機器人發(fā)展不足之處

機器人行業(yè)作為新生代領(lǐng)域，近10年來發(fā)展迅速，為人類社會的發(fā)展做出了突出的貢獻，但畢竟發(fā)展時間相對較短，難免有一些不足之處。

（1）靈敏度不高，智能控制系統(tǒng)差。現(xiàn)代機器人的研究開發(fā)雖說已走上智能水平，但其智力水平有限，機器人的智能控制是通過傳感器感知周圍環(huán)境，來做出相應(yīng)的動作。因此智能控制水平的高低直接決定著機器人做出動作響應(yīng)的快慢程度。

（2）抗電磁干擾能力差。機器人由于其自身材料和結(jié)構(gòu)的因素，其抗電磁干擾的能力相對較差。這會導(dǎo)致機器人在電磁干擾較大的環(huán)境下無法完成作業(yè)。

（3）對環(huán)境的適應(yīng)性較差。這種機器人更多的指的是野外作業(yè)的機器人。野外作業(yè)時環(huán)境變幻莫測，地形崎嶇不平更是對機器人的作業(yè)產(chǎn)生極大的干擾。

（4）運營成本高，普及性差。機器人的研發(fā)過程涉獵面廣，技術(shù)水平高，投入的成本也會因此居高不下，導(dǎo)致運營成本偏高，普及性差，難以深入行業(yè)的各個領(lǐng)域。

3 機器人的未來發(fā)展前景

通過研究國內(nèi)外機器人的發(fā)展現(xiàn)狀我們了解了機器人的能力和魅力，總結(jié)當(dāng)前機器人發(fā)展中所存在的不足之處，我們知道機器人未來發(fā)展前景十分廣闊。因此未來機器人的主要發(fā)展趨勢集中在以下幾個方面。

（1）機器人的人性化。事物的發(fā)展要講究以人為本，機器人也不外乎于此，機器人的研制是為人類服務(wù)，解放人的體力勞動，基于此方面，機器人就必須做到人性化的要求，以滿足人的需求。

（2）機器人的智能化。機器人的智能化是機器人研究領(lǐng)域的一大攻堅問題，機器人的智能化更是大勢所趨。機器人的智能化能夠高效率地完成作業(yè)，達到效率的最大化。

（3）機器人的普及化。如何讓機器人走進萬千普通老百姓的家庭中，是機器人研制者需要攻克的一大艱巨任務(wù)。只有讓機器人走進人類的生活中，在生活中的方方面面為人類服務(wù)，才能實現(xiàn)機器人的普及化。

（4）機器人的微型技術(shù)。這是機器人研究的一個新的領(lǐng)域和發(fā)展方向，過去的研究在這個領(lǐng)域幾乎是空白的，因此該領(lǐng)域研究進展的突破將是一個全新的技術(shù)革命。

（5）機器人語言交流功能的完美。智能機器人，既然已經(jīng)被賦予“人”的特殊含義，那當(dāng)然需要有比較完美的語言功能，這樣就能與人類進行一定的，甚至完美的語言交流，所以機器人語言功能的完善是一個非常重要的環(huán)節(jié)。

4 結(jié)語

機器人研究領(lǐng)域的幾十年發(fā)展，使機器人得到了迅速的發(fā)展，并且分化出許多分支。機器人的發(fā)展大大促進了人類社會的發(fā)展與進步，為人類的文明做出了重大的貢獻。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人研制也將會不斷地做出突破，機器人的智能化也將不斷提升，從而實現(xiàn)機器人真正意義上的高智能。

參考文獻

[1]芮延年.機器人技術(shù)及其發(fā)展[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]郭巧.現(xiàn)代機器人學(xué)：仿生系統(tǒng)的運動感知與控制[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1999.