詹朋

(西华大学，四川 成都 610039)

智能机器人的发展和设计

詹朋

(西华大学，四川 成都 610039)

机器人的发展可以说标志着一个国家的发展，机器人涉及机械设计、计算机、传感器、自动控制、人机交互、仿生学等多个学科，但是本文主要是讲的在感知-思维-效应方面全面模拟人的智能机器系统。

机器人；人工智能；发展；设计

1 引言

机器人在生活中存在着许许多多，但是种类也是五花八门，比如说有服务机器人可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹……在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接；有些工作人员无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境,这些人们干不了或干不好的领域变成了机器人大显身手.那么智能机器人的诞生也是不可避免的。

2 机器人的发展

机器人的发展应该是从六十年代初开始说起，那是人们才刚刚进入人们的视野，智能机器人其实就是仿照各种各样的人工智能综合的成果，它是因为计算机的发展来带动它的发展，人工智能研究者通过智能机器人试验床把人工智能活现出来，第一次证实了智能机器人可以根据环境和完成任务目标制定行动规划和操作。

又过了20多年之后，第一代机器人的市场趋于饱和，所以工业机器人的应用开始从汽车领域转向电子、电气机械装配和非制造领域。因为第一代机器人没有视觉和触觉，所以已经适应不了新用途的需要，在这时候，计算机和传感器的发展有利的推动了机器人技术的发展，所以人们研究出了第一代有感觉的机器人，这些机器人具有一定的识别和判断的能力。

到了九十年代之后，由于机器人的用户主要是中小企业，所以体型较小较轻的机器人开始出现，其中比较典型的例子就是1991年在日本生产的擦窗玻璃的机器人和苏联生产的很轻能够自由移动的一种机器人。

到了如今的21世纪机器人就变得应该是更加的智能化的方向去发展，比若说更聪明的机器人、更快的分析、更自然地互动、更微妙的互动……。

3 机器人的设计

3.1 机器人触觉传感器。触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。按功能可分为接触觉传感器、力-力矩觉传感器、压觉传感器和滑觉传感器。因此触觉传感器就相当于人的手一样有感知能力，例如:Sussex大学和Shack-leton系统驱动公司研制的基于运动的介电电容传感的阵列;由威尔士大学和软件科学公司研制的采用压强技术的装在机器人夹持器上的传感器。

3.2 机器人视觉传感器。机器人视觉是使机器人具有视觉感知功能的系统。机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的一维、二维和三维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置及各种状态。所以视觉传感器就相当于人的眼睛一样。伦敦大学目前正在研究一种双目视觉机器人的实时图像处理机。还有正在研究机器人视觉系统的教育机构有:考文垂工业大学、爱丁堡大学、格拉斯哥大学、格温特大学。

3.3 机器人声音传感器。声音传感器使用的是与人类耳朵相似具有频率反应的电麦克风，声音传感器目前已在地面传感器侦查监视系统中广泛应用，其最大优点就是分辨能力强。如果运动目标是人员，则不仅能听到声音，而且还能根据话音判断分辨查明其国籍、身份和谈话内容；如果运动目标是车辆，则可根据声响判断车辆大小种类，如：美国正在使用的一种可悬挂在树上的被称为“音响浮标”的装置探测距离300-400米，接近人的听觉范围。

3.4 机器人运动性能。机器人通常是要在周围移动物体的,例如:机器人臂到轮子或脚的运载器已有许多结构在使用,此外还有许多其他型号在研究之中。为在空间任意点以任意方式操作一个物体,机器人臂需要有6个自由度:左/右、前/后、上/下、投、卷和左右摆转。在工业中使用的坐标已有6个:圆柱形、球形、笛卡尔坐标、旋转坐标、Scara type和并行坐标。在国际机器人市场上圆柱体坐标机器人现已有售;Unimate机器人系列为球形坐标系统,手臂可移进移出,绕其坐标移动,还可以做旋转的纵向移动。当前机器人臂的研制目标是通过现有系统的组合或利用完全不同的设计思想开发更灵活、更有适应能力的坐标系统。

4 总结

机器人的发展与进步的主要体现就是人机之间的交互是否更加流畅，而想要跟人交流就需要各种各样的传感器，这样才能使得机器人更加接近于人，所以传感器的发展就是机器人的发展就是人工智能的发展，而机器人传感器的研究近年来多侧重于对多传感器的融合技术以及其算法的改进方面。在同一外界条件下,多个不同的传感器可以感知到的信息中大多存在着一定的内在的联系。而同一个机器人身上的传感器数量越多，每种传感器所需的适用范为和感知范围就会越复杂，这非常不利于机器人的设计与制造。多传感器融合技术可以对这种情况进行信息的整理与融合处理。另一方面，人脑对于信息的处理是十分复杂的，在基础的看听嗅味感等感知之外，大脑会将以上种种信息进行融合处理以获得在时间和空间上的以及关于知识，记忆和学习的比较高级的感知能力，从而使机器人能对周围环境进行判断。多传感器融合技术是机器人类人化处理信息的重要的一次进步和尝试，可以使“人工智能”这一技术更进一步。

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詹朋(1995—)，男，汉族，四川内江人，本科，西华大学。

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1671-1602(2016)24-0043-01