【正文】 樣子不一定必須像人，只要能自主完成人類所賦予他的任務(wù)與命令，就屬于機(jī)器人大家族的成員。 魯問(wèn)篇 》 記載“公輸子（魯班）削竹木以為鵲 ,他曾制造過(guò)一只木鳥(niǎo) ,成而飛之 ,三日不下”。 7 后漢三國(guó)時(shí)期， 《 三國(guó)志 牛馬皆不水食，可以晝夜搬運(yùn)不絕也 ”。 進(jìn)入自動(dòng)機(jī)械時(shí)期 第一次工業(yè)革命 近代 機(jī)器人 9 ? 1662年，日本的竹田近江利用鐘表 技術(shù)發(fā)明 了自動(dòng)機(jī)器玩偶，并在 大阪 的道頓堀演出 。瓦克遜的本意是想把生物的功能加以機(jī)械化而進(jìn)行醫(yī)學(xué)上的分析。道羅斯。它是一個(gè)電動(dòng)機(jī)器人，裝有 無(wú)線電發(fā)報(bào)機(jī) ，可以回答一些問(wèn)題，但該機(jī)器人不能走動(dòng)。 1939年 美國(guó)紐約世博會(huì)上展出了西屋電氣公司制造的家用機(jī)器人 Elektro。 機(jī)器人三定律 Three Laws of Robotics A robot may not injure a human being or, through inaction, allow a human being to e to harm. 機(jī)器人不得傷害人類，或看到人類受到傷害而袖手旁觀。德沃爾制造出世界上第一臺(tái) 可編程的機(jī)器人 ，并在 1956年獲得美國(guó)專利。 自 1946年第一臺(tái)數(shù)字 電子計(jì)算機(jī) 問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。 1961年， Unimation公司（通用機(jī)械公司）成立，生產(chǎn)和銷售了第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器“ Unimate”，即萬(wàn)能自動(dòng)之意。與Unimation公司生產(chǎn)的 Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機(jī)器人，并出口到世界各國(guó)，掀起了全世界對(duì)機(jī)器人和機(jī)器人研究的熱潮。 開(kāi)始向人工智能進(jìn)發(fā) 1968年 美國(guó)斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機(jī)器人 Shakey。 19 1967年， Unimation公司第一臺(tái)噴涂用機(jī)器人出口到日本川崎重工業(yè)公司。 20 1973年 美國(guó)辛辛那提 .米拉克龍（ Cincinnati Milacron）公司推出了第一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人 T3，可以力舉超過(guò) 100磅重的物體，并且可追蹤在裝配線上工件，被譽(yù)為“未來(lái)工具” 。 1982年， Westinghouse公司兼并 Unimation公司，隨后又賣給了瑞士的 Staubli公司。 ? 80年代， 將具有感覺(jué)、思考、決策和動(dòng)作能力的系統(tǒng)稱為智能機(jī)器人 ，這是一個(gè)概括的、含義廣泛的概念。它具有人工智能，使用太陽(yáng)能動(dòng)力。同年，他還預(yù)言：“我要讓機(jī)器人擦地板，做飯，出去幫我洗車，檢查安全”。 Advanced ?? 新紀(jì)元 Step in ?? 進(jìn)入 Innovative ?? 創(chuàng)新 Mobility ?? 移動(dòng)工具 28 SONY公司的 QRIO Qrio的四個(gè)型號(hào)擁有各自不同的性格： Ken的性格為對(duì)宇宙及科學(xué)等感興趣的知識(shí)探求型，知識(shí)淵博且有獨(dú)到的見(jiàn)解，特長(zhǎng)為猜謎及健談，具有與人自然交流的談話能力； Audrey屬于喜歡小孩子的穩(wěn)重和藹型，特長(zhǎng)為朗讀連環(huán)畫(huà)，具有使人開(kāi)心的對(duì)話技術(shù)； Charlie屬于喜歡電影及音樂(lè)的逗人開(kāi)心型，擅長(zhǎng)舞蹈與運(yùn)動(dòng)，能夠進(jìn)行全身協(xié)調(diào)地運(yùn)動(dòng)控制，可以隨音樂(lè)起舞； Marco對(duì)時(shí)裝及藝術(shù)感興趣，活潑但“不夠穩(wěn)重”，特長(zhǎng)為唱歌，可以根據(jù)聲音合成展示豐富的音樂(lè)內(nèi)容。 30 伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)馬薩諸塞州伯靈頓的 iRobot公司制造的 PackbotEOD炸彈處理型機(jī)器人在伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)上大顯身手，幫助士兵排除炸彈。并向各個(gè)領(lǐng)域拓展，如航天、水下、排險(xiǎn)、核工業(yè)等，機(jī)器人的感知技術(shù)得到相應(yīng)的發(fā)展，產(chǎn)生第二代機(jī)器人。 國(guó)際會(huì)議： ISIP、 IEEE——IROS、 ICRA 等。 1985年哈工大研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)弧焊機(jī)器人（華宇 Ⅰ號(hào)）。 智能機(jī)器人是自動(dòng)化領(lǐng)域的兩個(gè)分支之一。創(chuàng)建了我國(guó)第一個(gè)機(jī)器人工程研究開(kāi)發(fā)中心。 37 ? 他是我國(guó) 機(jī)器人 事業(yè)的開(kāi)拓者，在多種機(jī)器人的研究、開(kāi)發(fā)、工程應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化方面作出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)；創(chuàng)建國(guó)家機(jī)器人技術(shù)研究開(kāi)發(fā)工程中心和中科院機(jī)器人學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為我國(guó)機(jī)器人學(xué)研究及機(jī)器人技術(shù)工程化建立了基地；參加“ 863”計(jì)劃的制訂， 1978年獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)成果獎(jiǎng)，中國(guó)科學(xué)院重大成果獎(jiǎng)；我國(guó)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制的示教再現(xiàn)機(jī)器人 SXJ1號(hào)， 1981年獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；海人一號(hào)水下機(jī)器人樣機(jī)， 1987年獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；中型水下機(jī)器人 RECONIV（ 300米水深、有纜）， 1991年獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)， 1992年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 1996年 7月 ， 國(guó)家科技領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)將海洋高技術(shù)作為 863計(jì)劃的第八個(gè)領(lǐng)域 。 楊嘉墀 (chi) 中國(guó)科學(xué)院院士，著名 空間 自動(dòng)控制專家。 39 ? 智能機(jī)器人主題的內(nèi)容和目標(biāo)： ? 智能機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)；智能機(jī)器人機(jī)構(gòu)；機(jī)器人智能控制；人工智能技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用；機(jī)器人視覺(jué)及非視覺(jué)傳感器；人機(jī)智能交互技術(shù)；機(jī)器人需要的其他技術(shù)。 學(xué)術(shù)會(huì)議：每?jī)赡曜笥胰マk一次大型全國(guó)性會(huì)議。它的成立標(biāo)志著我國(guó)機(jī)器人競(jìng)賽事業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。 43 機(jī)器人名詞的產(chǎn)生 封建神學(xué) 文藝復(fù)興 生理學(xué)和醫(yī)學(xué) 上帝造人說(shuō) → 法國(guó) 笛卡爾 人是機(jī)器 英國(guó)哲學(xué)家霍布斯 人不過(guò)是一架正立行走的機(jī)器：心臟是汲筒，四肢是杠桿，關(guān)節(jié)是齒輪，神經(jīng)是游絲 ? 人 機(jī)器 → ？ 相關(guān)定義與術(shù)語(yǔ) 44 Robot 機(jī)器人 —— 英文 robot ——來(lái)自捷克語(yǔ) robota 而中文翻譯成 羅伯特，機(jī)器奴仆，機(jī)器助手， 也許更好 不強(qiáng)調(diào)它要有人態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué) 45 捷克語(yǔ) robota “ 勞役、苦工” 波蘭語(yǔ) robotnik “ 工人” 捷克斯洛伐克語(yǔ) Robot 用來(lái)稱呼劇中的機(jī)器人 英語(yǔ) robot 德語(yǔ) robot 日語(yǔ) ロボット 俄語(yǔ) р о б о т 中國(guó) 機(jī)器人 ????? 46 機(jī)器人的定義 機(jī)器人問(wèn)世已有幾十年 ， 但沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的意見(jiàn) 。 美國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局：一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下完成某些操作和移動(dòng)作業(yè)任務(wù)或動(dòng)作的機(jī)械裝置 。 中國(guó)：我國(guó)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 ， 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 ” 。 機(jī)器人集中了機(jī)械工程、材料科學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，代表了機(jī)電一體化的最高成就，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。 53 （ 2）微機(jī)電系統(tǒng) MEMS 目標(biāo)任務(wù) 圍繞產(chǎn)業(yè)化支撐關(guān)鍵技術(shù) ， 開(kāi)展設(shè)計(jì)方法與工具 、 制造工藝 、 封裝與檢測(cè) 、 集成技術(shù)等研究 ， 微器件與系統(tǒng)應(yīng)用推廣 。 55 （ 4）大型工程機(jī)械 目標(biāo)任務(wù) 盾構(gòu) 與實(shí)際 3km施工應(yīng)用智能化機(jī)群工程機(jī)械的工程示范應(yīng)用 。 58 機(jī)器人分類 目前 ， 世界上已經(jīng)有了上萬(wàn)種機(jī)器人 。 示教再現(xiàn)型機(jī)器人 通過(guò)引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。 學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人 機(jī)器人能 “ 體會(huì) ” 工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所 “ 學(xué) ” 的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。 可變順序機(jī)器人 按預(yù)定的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。 感知型機(jī)器人 利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。 它能代替人完成具有大批量 、 高質(zhì)量要求的工作 ， 如汽車 、 摩托車 、 船舶制造 、 某些家電產(chǎn)品 、 化工等行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊 、 弧焊 、 噴漆 、 切割 、 電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運(yùn) 、 包裝 、 碼垛等作業(yè)的機(jī)器人 。當(dāng)然，也可把機(jī)器人化機(jī)器稱之為智能機(jī)器或智能機(jī)械。目前，第二臺(tái)大型噴漿機(jī)器人已用于西安－合肥的鐵路隧道施工。另外對(duì)大斷面隧道，人工噴漿需要搭腳手架，影響施工進(jìn)度，且費(fèi)工費(fèi)料。 多機(jī)器人系統(tǒng) Multirobot system 多智能體系統(tǒng) MultiAgent System (MAS) 73 機(jī)器人的 優(yōu)缺點(diǎn) 、 優(yōu)點(diǎn) ? 能不知疲倦 、 不厭其煩的持續(xù)工作 ， 不會(huì)有心理問(wèn)題； ? 具有比人更高的精確度 、 速度 ， 可以同時(shí)相應(yīng)多個(gè)激勵(lì)； ? 可以在危險(xiǎn)環(huán)境下工作 ， 無(wú)需考慮生命保障或安全的需要； ? 無(wú)需舒適的環(huán)境 ， 如照明 、 空調(diào) 、 噪音隔離等； ? 其感知系統(tǒng)及其附屬設(shè)備具有某些人類所不具有的能力 。 75 機(jī)器人學(xué)科的知識(shí)構(gòu)成 坐標(biāo)系統(tǒng)與坐標(biāo)變換 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué) 機(jī)械工程與機(jī)電一體化 控制工程 機(jī)器視覺(jué)