【正文】 與圖像工程 語(yǔ)言與聲音識(shí)別 自學(xué)習(xí)與自組織 系統(tǒng)仿真 人工智能（專家系統(tǒng)，模糊推理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等） 人體工程學(xué) 多智能體系統(tǒng)等 76 機(jī)器人技術(shù)指標(biāo)與性能評(píng)價(jià) 指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)內(nèi)容 l 自由度（ DOF） “ 這個(gè)機(jī)器人有幾個(gè)自由度？ ” ——絕對(duì)內(nèi)行問(wèn)題 l 工作空間與 動(dòng)作領(lǐng)域 l 定位精度 實(shí)現(xiàn)精度 ——實(shí)際值與理論值的差值 重復(fù)精度 ——重復(fù)定位的偏離情況 l 負(fù)載能力 （ 30kg臂僅能提 10kg物體） l 最大運(yùn)動(dòng)速度 空程高速 提高效率 l 自由度活動(dòng)范圍 拉伸距離 轉(zhuǎn)動(dòng)角度 l 存儲(chǔ)器容量 l 機(jī)器人自身重量 l 智能水平 77 機(jī)器人對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求 多軸協(xié)調(diào) 位置高精度、無(wú)超調(diào) 大調(diào)速范圍（空程高速） 調(diào)速范圍＝工作時(shí)最大速度 /工作時(shí) 最小速度 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 系統(tǒng)剛性好 各軸速度誤差系數(shù)相近 有加減速控制（減少?zèng)_擊） 78 . 機(jī)器人技術(shù)展望 ? 伴隨信息技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人日新月異 ? 機(jī)器人的進(jìn)化絕對(duì)不會(huì)像人類進(jìn)化那么漫長(zhǎng) ? 第一、第二、第三代、 …… ? 還不到半個(gè)世紀(jì)，機(jī)器人讓人刮目相看 人類如果是按等差級(jí)數(shù)進(jìn)化， 那機(jī)器人將是按等比級(jí)數(shù)進(jìn)化。 一 、 操作臂技術(shù) 1． 高速操作臂：機(jī)構(gòu) ， 伺服驅(qū)動(dòng) ， 動(dòng)態(tài)控制方法； 2． 柔性操作臂：提高荷重比 （ ＜ 30∶ 10） ， 輕質(zhì)材料； 3． 冗余自由度臂； 4． 高精度 、 多自由度力控制：精密組裝； 5． 微型操作臂 。 81 當(dāng)代機(jī)器人的最偉大成就 ? 1. 在現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)中的主力軍作用 ? 2. 在火星探測(cè)中的勇氣號(hào)與機(jī)遇號(hào)機(jī)器人 ? 3. 類人形機(jī)器人的研究突飛猛進(jìn) ? 4. 機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊 ? 5. 機(jī)器人部隊(duì)將走向戰(zhàn)場(chǎng) ? 6. 到 2023年，平均每個(gè)家庭將有 3個(gè)機(jī)器人 ? 家政服務(wù)，娛樂(lè)，子女教育，安全 …… 82 關(guān)于機(jī)器人前景的展望 ? 用藍(lán)領(lǐng)機(jī)器替代藍(lán)領(lǐng)工人 ? 白領(lǐng)階層也成為機(jī)器人替代的對(duì)象 ? 人類天才敗陣的例子屢見(jiàn)不鮮 ? 人與機(jī)器（人）的關(guān)系已經(jīng)成為社會(huì)學(xué)家關(guān)注的重點(diǎn) ? 21世紀(jì)人如何與機(jī)器人和諧共處？ 83 人類 機(jī)器人 制 約 服 務(wù) 人類與機(jī)器的關(guān)系是服務(wù)與制約 是辯證的和變化的 服 務(wù) 制 約84 機(jī)器人技術(shù)發(fā)展方向 智能機(jī)器人的發(fā)展 （ 1）具有 感知功能的機(jī)器人和具有自主功能的智能機(jī)器人 技術(shù)將迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的小型化與智能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化將促使智能機(jī)器人的發(fā)展。 （ 2）微型機(jī)器人將會(huì)首先在醫(yī)療、軍事、環(huán)境、空間等科技領(lǐng)域得到應(yīng)用。這種技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)遙操作控制技術(shù)、眾多信息組的壓縮與擴(kuò)展方法及傳輸技術(shù)等。 (5) 軟機(jī)器人技術(shù) 許多特種機(jī)器人 ,特別是用于醫(yī)療和護(hù)理、休閑和娛樂(lè)等場(chǎng)合時(shí) ,經(jīng)常處于與人共存的環(huán)境中。機(jī)器人將成為人類多才多藝和聰明伶俐的“伙伴” ,更加廣泛地參與人類各方面的生產(chǎn)活動(dòng)和社會(huì)生活。目前， 航天飛機(jī)已經(jīng)將艙外作業(yè)機(jī)器人帶入太空進(jìn)行太空作業(yè)，火星探測(cè)車已被送到火星表面上 ,并成功地完成了預(yù)定的探測(cè)任務(wù)。在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中將會(huì)出現(xiàn)機(jī)器人對(duì)機(jī)器人的戰(zhàn)斗。 在醫(yī)院 ,機(jī)器人可以從事手術(shù)、化驗(yàn)、運(yùn)輸、康復(fù)及病人護(hù)理 等作業(yè)。機(jī)器人不再是只用于生產(chǎn)作業(yè)的工具 ,大量的服務(wù)機(jī)器人、表演機(jī)器人、科教機(jī)器人、機(jī)器人玩具和機(jī)器人寵物將進(jìn)入人類社會(huì) ,使人類生活更加豐富多彩。 人民生活水平的提高和國(guó)防力量的強(qiáng)大，對(duì)非制造環(huán)境下的機(jī)器人技術(shù)和裝備開(kāi)發(fā)提出了迫切需求。 中國(guó)機(jī)器人的發(fā)展應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向 ,以技術(shù)為驅(qū)動(dòng) ,沿著知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新的路子 ,向著提高對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)率和增強(qiáng)綜合國(guó)力的目標(biāo) ,努力開(kāi)拓前進(jìn)。 開(kāi)展先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)研究 , 開(kāi)發(fā)更高級(jí)、更具有自主性的智能工業(yè)機(jī)器人，把機(jī)器人技術(shù)推廣到更多的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域和其他更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 改革開(kāi)放的深入及與國(guó)際市場(chǎng)的接軌 ,新產(chǎn)品、新工藝的要求需要有新的裝備來(lái)武裝制造業(yè)。智能機(jī)器人玩具和智能機(jī)器人寵物的種類將不斷增加。在 21世紀(jì) ,服務(wù)機(jī)器人將進(jìn)入家庭和服務(wù)產(chǎn)業(yè)。 水下和地底作業(yè)對(duì)于人來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)危險(xiǎn)作業(yè) ,也是人類未解決的難題 90 3）機(jī)器人將在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮重要作用 軍用機(jī)器人可以是一個(gè)武器系統(tǒng) ,如機(jī)器人坦克、自主式地面車輛、掃雷機(jī)器人等 ,也可以是武器裝備上的一個(gè)系統(tǒng)或裝置 ,如軍用飛機(jī)的“副駕駛員”系統(tǒng)、艦船作戰(zhàn)管理系統(tǒng)、武器裝備的自動(dòng)故障診斷與排除系統(tǒng)、坦克炮裝彈機(jī)器人系統(tǒng)等。 機(jī)器人將成為人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的“主勞力”，人類將從繁重的、重復(fù)單調(diào)的、有害健康和危險(xiǎn)的生產(chǎn)勞動(dòng)中解放出來(lái) ,從而有更多的時(shí)間去學(xué)習(xí)、研究和創(chuàng)造。軟機(jī)器人技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的控制以及所用的傳感器 ,在機(jī)器人意外地碰撞人或相互碰撞時(shí)是“軟”的 ,增強(qiáng)人對(duì)機(jī)器人的安全感和親近感?；诙鄠鞲小⒍嗝襟w和虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (或臨場(chǎng)感 )的虛擬遙控操作和人機(jī)交互 ,將成為需要共同發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。從仿生學(xué)角度看 ,21世紀(jì)將出現(xiàn)與人體執(zhí)行、感知和大腦類似的新的機(jī)器人器件和系統(tǒng) 86 專項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展 （ 1）到 21世紀(jì) ,機(jī)器人的種類將大量增加，機(jī)器人種類的多樣性和機(jī)器人應(yīng)用的廣泛性 ,要求 機(jī)器人系統(tǒng)逐漸走向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、開(kāi)放化和網(wǎng)絡(luò)化。具有像人的四肢、靈巧的雙手、雙目視覺(jué)、力覺(jué)及觸覺(jué)感知功能的仿人型智能機(jī)器人將被研制成功 ,并得到應(yīng)用。 三 、 感知技術(shù) 視覺(jué)：圖像識(shí)別與處理； 手眼協(xié)調(diào)； 接觸覺(jué)小型化； 多信息融合 。 未來(lái)會(huì)是什么樣？ 79 進(jìn)入 90年代后 ,機(jī)器人數(shù)量增長(zhǎng)速度下降 ,但由于 人工智能 、 計(jì)算機(jī)科學(xué) 、 傳感器技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步 ， 使機(jī)器人技術(shù)研究在高水平上進(jìn)行 。 74 主要技術(shù)與相關(guān)科學(xué) 主要技術(shù) 操作技術(shù)（手） 移動(dòng)技術(shù)（減少死區(qū)） 傳感技術(shù) 控制與決策技術(shù) 通訊及信息處理技術(shù) 機(jī)身相關(guān)技術(shù)（能源、材料 …… ） 機(jī)器人相關(guān)學(xué)科 數(shù)學(xué)，物理學(xué)，理論力學(xué)，材料力學(xué)，流體力學(xué)（液壓、氣動(dòng)），機(jī)械學(xué)，自動(dòng)控制，電子與通訊，仿生學(xué)，人工生命等，還有 計(jì)算機(jī)，單片機(jī)， C語(yǔ)言、 C++、匯編語(yǔ)言等等。 71 自帶各種必要的傳感器、控制器 ,在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)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) 自主機(jī)器人 Autonomous robot 智能機(jī)器人 Intelligent robot 72 復(fù)雜的作業(yè)由單一機(jī)器人已難以完成，需要多個(gè)機(jī)器人協(xié)調(diào)與合作共同完成。但是人工進(jìn)行噴漿時(shí)，回彈造成的飛沙走石使工人不敢抬頭睜眼，致使噴槍無(wú)法保持與受噴面垂直，也無(wú)法使噴槍口與受噴面保持最佳距離。 70 山東科技大學(xué)機(jī)器人研究中心（ 現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)在我?？刂茖W(xué)院 ）從 1994年開(kāi)始著手“噴漿機(jī)器人”的研制。 機(jī)器人化機(jī)器 例如無(wú)人駕駛振動(dòng)壓路機(jī)、噴漿機(jī)器人、鑿巖機(jī)器人、盾構(gòu)機(jī)器人等等。 智能機(jī)器人 機(jī)器人具有感知和理解外部環(huán)境的能力，即使環(huán)境發(fā)生變化，也能夠成功的完成任務(wù)。 示教再現(xiàn)型機(jī)器人 通過(guò)手動(dòng)或其它方式，先引導(dǎo)機(jī)器人動(dòng)作，記錄下工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。 60 按替代人的器官類型分 操作機(jī)器人（手 —— manipulator） 移動(dòng)機(jī)器人（腿 —— lootive robot） 視覺(jué)機(jī)器人（眼 —— visual robot） ……….. 按與環(huán)境相關(guān)程度分 固定臂機(jī)器人 Fixed Arm Robot 可移動(dòng) 機(jī)器人 Mobile Robot 61 按其構(gòu)成機(jī)構(gòu)分 直角坐標(biāo)機(jī)器人 Cartesian coordinate 圓柱坐標(biāo)機(jī)器人 Cylindrical coordinate 極坐標(biāo)機(jī)器人 Polar coordinate 多關(guān)節(jié)型機(jī)器人 Articulated robot 并聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)器人 Parallel linked robot 串并聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)器人 Hybrid linked robot 按其驅(qū)動(dòng)方式分 液壓機(jī)器人 Hydraulic robot 氣動(dòng)機(jī)器人 Pneumatic robot 電動(dòng)機(jī)器人 Electrical robot 62 按運(yùn)動(dòng)方式分 點(diǎn)位控制型機(jī)器人 受控運(yùn)動(dòng)方式為自一點(diǎn)位目標(biāo)移向另