【摘要】人類始終渴望制造向人一樣的機器，從古至今一直在發(fā)展機器人。雖然當今機器人的功能十分有限，但它正在迅速發(fā)展，并對人類生產生活的各方面產生影響。

【關鍵詞】工業(yè)機器人；機器人控制；機器人發(fā)展

從古至今，人類一只想要創(chuàng)造一種像人一樣的機器，以便幫助人完成繁重的、枯燥的、危險的工作。西周時期，出現了能歌善舞的伶人，那是我國最早有記載的機器人。公元前2世紀，亞歷山大時代的古希臘人發(fā)明了最原始的機器人——自動機，可以自己開門，還可以借助蒸汽唱歌。漢代大科學家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車。每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。1773年，自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等被連續(xù)推出?，F在保留下來的瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶，還定期彈奏音樂供參觀者欣賞。19世紀中葉出現了科學幻想派和機械制作派。

我國工業(yè)機器人自興起以來，發(fā)展非常迅速。70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的適用化期。1972年開始研制自己的工業(yè)機器人?！捌呶濉逼陂g，完成了示教再現式工業(yè)機器人成套技術的開發(fā)，研制出了噴涂、電焊、弧焊和搬運機器人。1986年國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）開始實施。上世紀90年代初期起，形成了一批機器人產業(yè)化基地，進入本世紀，我國在工業(yè)機器人方面投入增加，取得了顯著成果。

我國從事機器人研發(fā)和應用工程的單位200多家，擁有量為3500臺左右，其中國產占20%，其余都是從日本、美國、瑞典等40多個國家引進的。2000年已經生產各種類型工業(yè)機器人和系統(tǒng)300臺套，機器人銷售額6.74億元，機器人產生對國民經濟的年收益額為47億元?；『?、點焊、裝配、噴涂機器人應用的最多；其次是搬運、上下料（沖壓、壓鑄、鑄鍛、注塑等）；再次是包裝、碼垛、拆垛機器人和密封涂膠機器人。就行業(yè)而言，汽車行業(yè)以焊接、噴涂、涂膠作業(yè)較多，沖壓搬運、裝配次之；電子電器行業(yè)集中在裝配，工程機械行業(yè)集中用于弧焊，噴涂其次。

機器人系統(tǒng)通常分為機構本體和控制系統(tǒng)兩大部分?？刂葡到y(tǒng)的作用是根據用戶的指令對機構本體進行操作和控制完成作業(yè)的各種動作。機器人控制系統(tǒng)有如下特點：一是機器人的控制與機構運動學及動力學密切相關。機器人的狀態(tài)可以在各種坐標下描述，應當根據實際要求選擇不同的基準坐標系，并做適當的坐標變換，因此多會運用運動學正問題和逆問題。二是一個簡單的機器人有3至5個自由度，比較復雜的機器人有十幾個，甚至幾十個自由度，一般每個自由度包含一個伺服機構。為了完成一個共同的任務，它們必須協調運動，組成一個多變量控制系統(tǒng)。三是把多個獨立的伺服系統(tǒng)有機地協調起來，使其按照人的意志行動，甚至賦予機器人一定的“智能”，這個任務只能由計算機完成。因此機器人控制系統(tǒng)必然是一個計算機控制系統(tǒng)，計算機軟件擔負著艱巨的任務。四是機器人動力學模型是一個非線性模型，隨著狀態(tài)的不同和外力的變化，其參數也在變化，而且各變量之間還存在耦合。因此在控制時經常使用重力補償、前饋、解耦或現代控制方法。五是機器人動作往往可以通過不同的方式和路徑來完成，因此存在一個“最優(yōu)”的問題。較高級的機器人可以用人工智能的方法，用計算機建立起龐大的信息庫，借助信息庫進行控制、決策、管理和操作；還可以通過傳感器和模式識別的方法去獲得對象及環(huán)境的信息，按照給定的指標要求，自動地選擇最佳的控制規(guī)律。

工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)一般分為兩個控制層次：上級為組織級，其任務是將期望的任務轉化成運動軌跡或適當的操作，并隨時監(jiān)測機器人各部分的運動及工作情況，處理意外事件；下級為實時控制級，它根據機器人動力學特性及機器人當前運動情況，綜合出適當的控制指令，驅動機器人機構完成指定的運動和操作。

如今機器人發(fā)展的特點可概括為：橫向上，應用面越來越寬。由95%的工業(yè)應用擴展到更多領域的非工業(yè)應用。像做手術、采摘水果、剪枝、巷道掘進、偵查、排雷，還有空間機器人、潛海機器人。機器人應用無限制，只要能想到的，就可以去創(chuàng)造實現；縱向上，機器人的種類會越來越多，像進入人體的微型機器人，已成為一個新方向，可以小到像一個米粒般大??；機器人智能化得到加強，機器人會更加聰明。

索菲亞（Sophia）機器人是與人類極其相似的人類機器人，也是世界上首個獲得公民身份的機器人。她的大腦采用人工智能技術和谷歌語音識別技術，能夠識別人類面部、理解語言、記住與人類的互動。2017年10月26日，沙特阿拉伯機器人索菲亞公民身份。作為首個獲得公民身份的機器人，她表示希望能夠幫助人類生活得更美好，她也希望自己有朝一日能夠上學，經商，她甚至希望將來能夠組建自己的家庭?？梢姍C器人與人工智能技術正在迅速發(fā)展，在未來也許真的會出現人與機器人和諧生活的一幕。

參考文獻

[1]孫樹棟.工業(yè)機器人技術基礎[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，2006.

作者簡介：孟冠彤（1997.01—），女，漢族，河北石家莊人，本科在讀，研究方向：機械電子工程。