beike機(jī)器人系統(tǒng)概論

1、第1章 機(jī)器人系統(tǒng)概述任課教師 石志國 副教授1教師簡(jiǎn)介石志國，男，副教授，物聯(lián)網(wǎng)與電子工程系副主任。教育背景2008年畢業(yè)于中國科學(xué)院軟件研究所，并獲得工學(xué)博士學(xué)位分別于2000年和2003年在北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院獲得學(xué)士和碩士學(xué)位。2006年1月到2月在比利時(shí)魯汶工學(xué)院做訪問學(xué)者。2013年4月到2014年4月 在加拿大Ryerson大學(xué)做訪問學(xué)者代表性編著1. 石志國等. 信息安全概論. 清華大學(xué)出版社. 2007,1 2. 石志國, 薛為民, 尹浩. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教程(修訂本). 清華大學(xué)出版社. 2007,1 (第一版于2006年榮獲第七屆全國高校出版社優(yōu)秀暢銷書二等獎(jiǎng))3.

2、石志國, 李向前, 薛為民. C+程序設(shè)計(jì)教程. 清華大學(xué)出版社. 2005,8 (榮獲2006年度全行業(yè)優(yōu)秀暢銷品種(科技類)代表性獲獎(jiǎng) 1. 2014 年 霍英東青年教師獎(jiǎng)二等獎(jiǎng) 2. 2011年 北京市高等學(xué)校青年教師教學(xué)基本功比賽一等獎(jiǎng)，最受學(xué)生歡迎獎(jiǎng)，最佳演示獎(jiǎng) 3. 2013年 北京科技大學(xué)本科教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) 4. 2010年 北京科技大學(xué)青年教師課堂教學(xué)針對(duì)性培養(yǎng)二等獎(jiǎng)2聯(lián)系方式Email: 辦公室：機(jī)電信息樓701電話：62334751 / 3我那個(gè)時(shí)代的校園456 機(jī)器人的定義、特性和功能 機(jī)器人的應(yīng)用以及發(fā)展現(xiàn)狀大綱7機(jī)器人的歷史源遠(yuǎn)流長，早在我國的西周時(shí)期，一名叫作偃師

3、的能工巧匠就造就了一個(gè)能歌善舞的偶人，這是有據(jù)可查的第一個(gè)“機(jī)器人”。在1800年前的漢朝，張衡造出了舉世聞名的地動(dòng)儀和計(jì)里鼓車。在三國時(shí)期的諸葛亮發(fā)明了木牛流馬，用來運(yùn)送糧草。在國外，公元前2世紀(jì)亞歷山大時(shí)期，古希臘人造就出了“自動(dòng)機(jī)”以空氣、水、蒸汽壓力為動(dòng)力的會(huì)動(dòng)的雕像。這些都可以看作是廣義上的機(jī)器人。什么是機(jī)器人81886年法國作家利爾亞在他的小說未來的夏娃中將外表像人的機(jī)器起名為“安德羅丁”。1920年捷克作家卡雷爾卡佩克發(fā)表了科幻劇本羅薩姆德萬能機(jī)器人。劇本中，卡佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”，該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)的悲劇性影響，引起了大家的廣泛關(guān)注，被

4、當(dāng)成了機(jī)器人一詞的起源。9在1967年日本召開了第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議上，人們提出了兩個(gè)有代表性的定義。一個(gè)是森政弘與合田周平提出的：“機(jī)器人是一種具有移動(dòng)性、個(gè)體性、智能性、通用性、半機(jī)器半人性、自動(dòng)性、奴隸性等7個(gè)特征的柔性機(jī)器”。從這一定義出發(fā)，森政弘又提出了自動(dòng)性、智能性、個(gè)體性、半機(jī)器半人行、作業(yè)性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動(dòng)性等10個(gè)特性來表示機(jī)器人的形象；另一個(gè)是加藤一郎提出的具有如下3個(gè)條件的機(jī)器稱為機(jī)器人：（1） 具有腦、手、腳等三要素的個(gè)體；（2） 具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠(yuǎn)方信息）和接觸傳感器；（3） 具有平衡覺和固有覺得傳感器。101987年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)

5、工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。”我國科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。”在研究和開發(fā)未知以及不確定環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人的過程中，人們逐步認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動(dòng)和交互技術(shù)的結(jié)合。11機(jī)器人從第一臺(tái)遙控的操作機(jī)到現(xiàn)在智能型機(jī)器人，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展成為人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一格縮影。從簡(jiǎn)單的機(jī)電控制到復(fù)雜的智能控制，從簡(jiǎn)單的開關(guān)量到復(fù)雜的、連續(xù)的、隨機(jī)的量，從平面空間到立體空

6、間，從簡(jiǎn)單的運(yùn)算到復(fù)雜的、大量的數(shù)據(jù)處理，從簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)到復(fù)雜的人工肌肉，都是機(jī)器人這個(gè)特殊的裝置所需要的。機(jī)器人發(fā)展簡(jiǎn)史12第一代的機(jī)器人是一種“遙控操作器”。第一代是示教再現(xiàn)型機(jī)器人：尤尼梅特和沃爾薩特蘭這兩種最早的工業(yè)機(jī)器人是示教再現(xiàn)型機(jī)器人的典型代表。它由人操縱機(jī)械手做一遍應(yīng)當(dāng)完成的動(dòng)作或通過控制器發(fā)出指令讓機(jī)械手臂動(dòng)作，在動(dòng)作過程中機(jī)器人會(huì)自動(dòng)將這一過程存入記憶裝置。當(dāng)機(jī)器人工作時(shí)，能再現(xiàn)人教給它的動(dòng)作，并能自動(dòng)重復(fù)的執(zhí)行。這類機(jī)器人不具有外界信息的反饋能力，很難適應(yīng)變化的環(huán)境。 13英格伯格和德沃爾制造的工業(yè)機(jī)器人是第一代機(jī)器人，屬于示教再現(xiàn)型，即人手把著機(jī)械手，把應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)

7、做一遍，或者人用“示教控制盒”發(fā)出指令，讓機(jī)器人的機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)，一步步完成它應(yīng)當(dāng)完成的各個(gè)動(dòng)作。14第二代機(jī)器人是一種按人事先編好的程序?qū)C(jī)器人進(jìn)行控制，使其自動(dòng)重復(fù)完成某種操作的方式。第二代是有感覺的機(jī)器人：它們對(duì)外界環(huán)境有一定感知能力，并具有聽覺、視覺、觸覺等功能。機(jī)器人工作時(shí)，根據(jù)感覺器官（傳感器）獲得的信息，靈活調(diào)整自己的工作狀態(tài)，保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作。如：有觸覺的機(jī)械手可輕松自如地抓取雞蛋，具有嗅覺的機(jī)器人能分辨出不同飲料和酒類。15第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它是利用通過各種傳感器、測(cè)量器等來獲取環(huán)境的信息，然后利用智能技術(shù)進(jìn)行識(shí)別、理解、推理并最后做出規(guī)劃決策，能自主行動(dòng)

8、實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的高級(jí)機(jī)器人。第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它不僅具有感覺能力，而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力，并具有記憶、推理和決策的能力，因而能夠完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。中央電腦控制手臂和行走裝置，使機(jī)器人的手完成作業(yè)，腳完成移動(dòng)，機(jī)器人能夠用自然語言與人對(duì)話。 智能機(jī)器人的“智能”特征就在于它具有與外部世界對(duì)象、環(huán)境和人相適應(yīng)、相協(xié)調(diào)的工作機(jī)能。從控制方式看，智能機(jī)器人不同于工業(yè)機(jī)器人的“示教、再現(xiàn)”，不同于遙控機(jī)器人的“主從操縱”，而是以一種“認(rèn)知適應(yīng)”的方式自律地進(jìn)行操作。16智能機(jī)器人在發(fā)生故障時(shí)，通過自我診斷裝置能自我診斷出故障部位，并能自我修復(fù)。今天，智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍大大地?cái)U(kuò)展了，除工

9、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，機(jī)器人應(yīng)用到各行各業(yè)，機(jī)器人已具備了人類的特點(diǎn)。機(jī)器人向著智能化、擬人化方向發(fā)展的道路，是沒有止境的。機(jī)器人技術(shù)成為了一個(gè)非常綜合的、新型技術(shù)?？茖W(xué)技術(shù)的日新月異，給我們?nèi)祟惖纳顜砭薮蟮淖兓?，機(jī)器人技術(shù)包括了：控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，傳感器技術(shù)，機(jī)械技術(shù)、材料技術(shù)等等。17從機(jī)器人誕生到本世紀(jì)80年代初，機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)長期緩慢的發(fā)展過程。到了90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。除了工業(yè)機(jī)器人水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的先進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)也有了長足的進(jìn)展。下將按工業(yè)機(jī)器人和先進(jìn)機(jī)器人兩條技術(shù)發(fā)展路線分述機(jī)器人的最新進(jìn)展情

10、況。機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀181工業(yè)機(jī)器人（1）機(jī)器人操作機(jī)：通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用，機(jī)器人操作機(jī)已實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)。以德國KUKA公司為代表的機(jī)器人公司，已將機(jī)器人并聯(lián)平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開鏈結(jié)構(gòu)，拓展了機(jī)器人的工作范圍，加之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用，大大提高了機(jī)器人的性能。此外采用先進(jìn)的RV減速器及交流伺服電機(jī)，使機(jī)器人操作機(jī)幾乎成為免維護(hù)系統(tǒng)。（2）并聯(lián)機(jī)器人：采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)，利用機(jī)器人技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量及加工，這是機(jī)器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展，為將來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。意大利COMAU公司，日本FANUC等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。（3）控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)

11、的性能進(jìn)一步提高，已由過去控制標(biāo)準(zhǔn)的6軸機(jī)器人發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制21軸甚至27軸，并且實(shí)現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制。人機(jī)界面更加友好，基于圖形操作的界面也已問世。編程方式仍以示教編程為主，但在某些領(lǐng)域的離線編程已實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。19（4）傳感系統(tǒng)：激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器在機(jī)器人系統(tǒng)中已得到成功應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作業(yè)等，大大提高了機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。日本KAWASAKI、YASKAWA、FANUC和瑞典ABB、德國KUKA、REIS等公司皆推出了此類產(chǎn)品。（5）網(wǎng)絡(luò)通信功能：日本YASKAWA和德國KUKA公司的最新機(jī)器人控制器

12、已實(shí)現(xiàn)了與Canbus、Profibus總線及一些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接，使機(jī)器人由過去的獨(dú)立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進(jìn)了一大步，也使機(jī)器人由過去的專用設(shè)備向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備發(fā)展。（6）可靠性：由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高。過去機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性MTBF一般為幾千小時(shí)，而現(xiàn)在已達(dá)到5萬小時(shí)，幾冬天可以滿足任何場(chǎng)合的需求。202先進(jìn)機(jī)器人近年來，人類的活動(dòng)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，機(jī)器人應(yīng)用也從制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域發(fā)展。像海洋開發(fā)、宇宙探測(cè)、采掘、建筑、醫(yī)療、農(nóng)林業(yè)、服務(wù)、娛樂等行業(yè)都提出了自動(dòng)化和機(jī)器人化的要求。這些行業(yè)與制造業(yè)相比，其主要特點(diǎn)是工作環(huán)境的非結(jié)構(gòu)化和不確定性，因

13、而對(duì)機(jī)器人的要求更高，需要機(jī)器人具有行走功能，對(duì)外感知能力以及局部的自主規(guī)劃能力等，是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。21（1）水下機(jī)器人：美國的AUSS、俄羅斯的MT-88、法國的EPAVLARD等水下機(jī)器人已用于海洋石油開采，海底勘查、救撈作業(yè)、管道敷設(shè)和檢查、電纜敷設(shè)和維護(hù)、以及大壩檢查等方面，形成了有纜水下機(jī)器人（remote operated vehicle）和無纜水下機(jī)器人（autonomous under water vehicle）兩大類。（2）空間機(jī)器人：空間機(jī)器人一直是先進(jìn)機(jī)器人的重要研究領(lǐng)域。目前美、俄、加拿大等國已研制出各種空間機(jī)器人。如美國NASA的空間機(jī)器人Sojan

14、or等。Sljanor是一輛自主移動(dòng)車，重量為11.5kg，尺寸63048mm，有6個(gè)車輪，它在火星上的成功應(yīng)用，引起了全球的廣泛關(guān)注。22（3）核工業(yè)用機(jī)器人：國外的研究主要集中在機(jī)構(gòu)靈巧，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、反應(yīng)快、重量輕、剛度好、便于裝卸與維修的高性能伺服手，以及半自主和自主移動(dòng)機(jī)器人。已完成的典型系統(tǒng)，如美國ORML基于機(jī)器人的放射性儲(chǔ)罐清理系統(tǒng)、反應(yīng)堆用雙臂操作器，加拿來大研制成功的輻射監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，德國的C7靈巧手等。（4）地下機(jī)器人：地下機(jī)器人主要包括采掘機(jī)器人和地下管道檢修機(jī)器人兩在類。主要研究內(nèi)容為：機(jī)械結(jié)構(gòu)、行走系統(tǒng)、傳感器及定位系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信及遙控技術(shù)。目前日、美、

15、德等發(fā)達(dá)國家已研制出了地下管道和石油、天然氣等大型管道檢修用的機(jī)器人，各種采機(jī)器人及自動(dòng)化系統(tǒng)正在研制中。23（5）醫(yī)用機(jī)器人：醫(yī)用機(jī)器人的主要研究內(nèi)容包括：醫(yī)療外科手術(shù)的規(guī)劃與仿真、機(jī)器人輔助外科手術(shù)、最小損傷外科、臨場(chǎng)感外科手術(shù)等。美國已開展臨場(chǎng)感外科（telepresence surgery）的研究，用于戰(zhàn)場(chǎng)模擬、手術(shù)培訓(xùn)、解剖教學(xué)等。法、英、意、德等國家聯(lián)合開展了圖像引導(dǎo)型矯形外科（telematics）計(jì)劃、袖珍機(jī)器人（biomed）計(jì)劃以及用于外科手術(shù)的機(jī)電手術(shù)工具等項(xiàng)目的研究，并已取得一些卓有成效的結(jié)果。（6）建筑機(jī)器人：日本已研制出20多種建筑機(jī)器人。如高層建筑抹灰機(jī)器人、預(yù)制

16、件安裝機(jī)器人、室內(nèi)裝修機(jī)器人、地面拋光機(jī)器人、擦玻璃機(jī)器人等，并已實(shí)際應(yīng)有和。美國卡內(nèi)基梅隆重大學(xué)、麻省理工學(xué)院等都在進(jìn)行管道挖掘和埋設(shè)機(jī)器人、內(nèi)墻安裝機(jī)器人等型號(hào)的研制、并開展了傳感器、移動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)自動(dòng)化施工方法等基礎(chǔ)研究。英、德、法等國也在開展這方面的研究。24（7）軍用機(jī)器人：近年來，美、英、法、德等國已研制出第二代軍用智能機(jī)器人。其特點(diǎn)是采用自主控制方式，能完成偵察、作戰(zhàn)和后勤支援等任務(wù)，在戰(zhàn)場(chǎng)上具有看、嗅和角摸能力，能夠 自動(dòng)跟蹤地形和選擇道路，并且具有自動(dòng)搜索、識(shí)別和消滅敵方目標(biāo)014的功能。如美國的Navplab自主導(dǎo)航車、SSV半自主地面戰(zhàn)車，法國的自主式快速運(yùn)動(dòng)偵察車（DA

17、RDS），德國MV4爆炸物處理機(jī)器人等。目前美國ORNL正在研制和開發(fā)Abrams坦克、愛國者導(dǎo)彈裝電池用機(jī)器人等各種用途的軍用機(jī)器人。251.4.1 遙控機(jī)器人通過操作者遙控完成各種遠(yuǎn)程作業(yè)的機(jī)器人。遙控機(jī)器人與傳統(tǒng)遙控器相似，又增加了用于機(jī)器人的各種技術(shù)，操作者可以通過可視距離內(nèi)遙控，也可以在電視圖像中進(jìn)行監(jiān)控操作。遙控機(jī)器人系統(tǒng)主要分為兩部分，機(jī)器人工作空間和操作者的操作空間，按類型可將遙控機(jī)器人分為兩種類型：固定式和移動(dòng)式兩種。主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：非結(jié)構(gòu)環(huán)境下很少重復(fù)的任務(wù)；遙控機(jī)器人被帶到施工現(xiàn)場(chǎng)；任務(wù)不是非結(jié)構(gòu)，但沒有先驗(yàn)知識(shí)去執(zhí)行任務(wù)。遙控機(jī)器人被廣泛的應(yīng)用到各種不容易到達(dá)或不能

18、到達(dá)作業(yè)的危險(xiǎn)環(huán)境中，并在各個(gè)領(lǐng)域根據(jù)應(yīng)用擴(kuò)展了研究課題，一個(gè)典型的遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人如圖1-1所示。機(jī)器人的特性和功能26271.4.2 自主機(jī)器人其本體自帶各種必要的傳感器、控制器，在運(yùn)行過程中無外界人為信息輸入和控制的條件下，可以獨(dú)立完成一定的任務(wù)的機(jī)器人是自主機(jī)器人。例如足球機(jī)器人的組成包括：(1) 視覺系統(tǒng)：負(fù)責(zé)感知球場(chǎng)上的態(tài)勢(shì)，視覺系統(tǒng)獲得球場(chǎng)上的實(shí)時(shí)圖像，對(duì)圖像進(jìn)行顏色分割，識(shí)別出球場(chǎng)上的各個(gè)目標(biāo)，然后進(jìn)行距離校正，將結(jié)果發(fā)給決策程序。(2) 決策系統(tǒng)：接收視覺系統(tǒng)的辨識(shí)結(jié)果，對(duì)球場(chǎng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，然后做出合理決策，將命令發(fā)送給底層控制系統(tǒng)。(3) 底層控制系統(tǒng)：通過串口接收上位機(jī)的命

19、令，控制各輪走行電機(jī)按照指定速度運(yùn)行，控制彈射和持球電機(jī)，將底層傳感器的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給上位機(jī)。(4) 通信系統(tǒng)：通過無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系場(chǎng)內(nèi)機(jī)器人和場(chǎng)外計(jì)算機(jī)，進(jìn)行遙控測(cè)試，參數(shù)設(shè)置等操作以及控制比賽的開始和終止，如圖1-2所示。28291. 工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人是指在工業(yè)中應(yīng)用的一種能進(jìn)行自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī)，能搬運(yùn)材料、工件或操持工具，用以完成各種作業(yè)。且這種操作機(jī)可以固定在一個(gè)地方，也可以在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的小車上，如圖1-3所示。1.5 機(jī)器人的應(yīng)用30312. 服務(wù)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員，到目前為止尚沒有一個(gè)嚴(yán)格的定義，不同國家對(duì)服

20、務(wù)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)也有一定差異。服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣，主要從事維護(hù)、保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護(hù)等工作。德國生產(chǎn)技術(shù)與自動(dòng)化研究所所長施拉夫特博士給服務(wù)機(jī)器人下了這樣一個(gè)定義：服務(wù)機(jī)器人是一種可自由編程的移動(dòng)裝置，它至少應(yīng)有三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，可以部分地或全自動(dòng)地完成服務(wù)工作。這里的服務(wù)工作指的不是為工業(yè)生產(chǎn)物品而從事的服務(wù)活動(dòng)，而是指為人和單位完成的服務(wù)工作?，F(xiàn)在世界上已應(yīng)用的服務(wù)機(jī)器人只有 1000多臺(tái)，其中建筑機(jī)器人500多臺(tái)，公用事業(yè)、環(huán)保、農(nóng)業(yè)機(jī)器人100多臺(tái)，運(yùn)輸與交通機(jī)器人100多臺(tái)，康復(fù)機(jī)器人100多臺(tái)，防輻射、防災(zāi)機(jī)器人70多臺(tái)，旅館、餐飲業(yè)機(jī)器人50多臺(tái)，醫(yī)療機(jī)器人20

21、多臺(tái)，家務(wù)、業(yè)余愛好、休閑機(jī)器人10余臺(tái)。這些數(shù)據(jù)是德國生產(chǎn)技術(shù)與自動(dòng)化研究所前幾年調(diào)查獲得的。32333. 娛樂機(jī)器人娛樂機(jī)器人以供人觀賞、娛樂為目的，具有機(jī)器人的外部特征，可以像人，像某種動(dòng)物，像童話或科幻小說中的人物等。同時(shí)具有機(jī)器人的功能，可以行走或完成動(dòng)作，可以有語言能力，會(huì)唱歌，有一定的感知能力。 工作之余欣賞一段美妙的音樂，不僅可以幫助趨散一天的疲勞，還可陶冶你的情操，提高你的藝術(shù)鑒賞力，所以很多人都有聽音樂的習(xí)慣。 幾年前，美國特種機(jī)器人協(xié)會(huì)曾舉辦了一場(chǎng)別開生面的音樂會(huì)，演唱者是世界男高音之王“帕瓦羅蒂”。這位“帕瓦羅蒂”并不是意大利著名的歌唱家帕瓦羅蒂，而是美國依阿華州州立大

22、學(xué)研制的機(jī)器人歌手“帕瓦羅蒂”。這場(chǎng)音樂會(huì)實(shí)際上是一場(chǎng)機(jī)器人驗(yàn)收會(huì)。聽眾席上不僅有機(jī)器人領(lǐng)域的專家，更有不少音樂家以及眾多慕名而來的聽眾。34目前，受關(guān)注的是機(jī)器人玩具，它實(shí)際是一種智能玩具，能夠開發(fā)兒童的智能，讓兒童在玩耍中學(xué)到一些高技術(shù)知識(shí)。我國機(jī)器人玩具還比較少，而在美國、日本等國，機(jī)器人玩具則已非常普遍。日本是機(jī)器人玩具發(fā)展較早的國家。35（4）類人機(jī)器人從其他類別的機(jī)器人可以看出，大多數(shù)的機(jī)器人并不像人，有的甚至沒有一點(diǎn)人的模樣，這一點(diǎn)使很多機(jī)器人愛好者大失所望。也許你會(huì)問，為什么科學(xué)家不研制類人機(jī)器人？這樣的機(jī)器人會(huì)更容易讓人接受。其實(shí)，研制出外觀和功能與人一樣的機(jī)器人是科學(xué)家們夢(mèng)

23、寐以求的愿望，也是他們不懈追求的目標(biāo)。然而，研制出性能優(yōu)異的類人機(jī)器人，其最大的難關(guān)就是雙足直立行走。因?yàn)闄C(jī)器人與人的學(xué)習(xí)方式不一樣。一個(gè)嬰兒要先學(xué)走，再學(xué)跑；而機(jī)器人則要先學(xué)跑，再學(xué)走。也就是說機(jī)器人學(xué)跑更容易些。3637（5）農(nóng)業(yè)機(jī)器人由于機(jī)械化、自動(dòng)化程度比較落后，“面朝黃土背朝天，一年四季不得閑”成了我國農(nóng)民的象征。但近年農(nóng)業(yè)機(jī)器人的問世，有望改變傳統(tǒng)的勞動(dòng)方式。在農(nóng)業(yè)機(jī)器人的方面，目前日本居于世界各國之首。381.5.2 軍用機(jī)器人1. 地面軍用機(jī)器人地面機(jī)器人主要是指智能或遙控的輪式和履帶式車輛.地面軍用機(jī)器人又可分為自主車輛和半自主車輛。自主車輛依靠自身的智能自主導(dǎo)航,躲避障礙物,獨(dú)立完成各種戰(zhàn)斗任務(wù);半自主車輛可在人的監(jiān)視下自主行使,在遇到困難時(shí)操作人員可以進(jìn)行遙控干