智能機器人的現狀及發展趨勢

楊鵬鵬

摘要：本文介紹了智能機器人的發展概況、以及世界各國機器人的發展水平、機器人的感官系統、人工智能技術在機器人中的應用，討論了智能機器人的發展趨勢以及對未來技術的展望，最后提出了自己的建議和設想，分析我國在智能機器人方面發展并提出展望。

關鍵詞：智能機器人;發展現狀;應用;趨勢

1.國內外的發展現狀綜述

1.1智能機器人的發展現狀

智能移動機器人是第三代機器人，這種機器人帶有多種傳感器，能夠將多種傳感器得到的信息進行融合，能夠有效的適應變化的環境，具有很強的自適應能力、學習能力和自治能力。

目前研制中的智能機器人智能水平并不高，只能說是智能移動機器人的初級階段。智能移動機器人研究中當前的核心問題有兩個方面;一方面是，提高自主機器人的自主性，這是就智能移動機器人與人的關系而言，既希望智能移動機器人進一步獨立于人，具有更為友善的人機界面。從長遠來說，希望操作人員只要給出要完成的任務，而機器自動形成完成該任務的步驟，并自動完成它。另一方面是，提高智能移動機器人的適應性，提高智能移動機器人適應環境變化的能力，這就是智能移動機器人與環境的關系而言，希望加強它們之間的交互關系。

在各國的智能移動機器人發展中，美國的智能移動機器人技術在國際上一直處于領先地位，其技術全面、先進、適應性也很強，性能可靠、功能全面、精確度高，其視覺、觸覺等人工智能技術已在航天、汽車工業中廣泛應用。日本由于一系列扶植政策，各類機器人包括智能移動機器人的發展迅速。歐洲各國在智能移動機器人的研究和應用在世界上處于公認的領先地位。中國起步較晚，而后進入了大力發展的時期，以期以機器人為媒介物推動整個制造業的改變，推動整個高技術產業的壯大。

2.智能機器人的應用

現階段機器人在某些人類不能到達的地方的應用比較廣泛，人們稱其為特種機器人。消防機器人屬于特種機器人范疇，它作為特種消防設備可以替代消防隊員接近火災現場實施有效的滅火救援作業，開展各項火場偵查任務，尤其是在危險性大或者消防隊員不易接近的場合，消防機器人的應用將大大提高消防部門撲滅火災的能力，對減少國家財產損失和滅火救援人員的傷亡具有重要作用，消防機器人的應用將大大提高消防部門撲滅惡性火災的能力。

在航空領域里，人們也開發并應用了高靈敏度仿人機器人來完成一些復雜的工作。約翰遜航航天中心的軟件設計、機器人技術以及仿真部門聯合美國國防部高等研究計劃局在10年前就已經制造出了為太空之旅而設計的仿人機器宇航員。在過去的十年里，美國國家航空航天局已經在制造為太空應用的機器人技術方面積蓄了豐富的專業技術。通過應用先進的控制、感應和攝像技術，通過與美國國家航空航天局的科學家根據太空行動協議在休斯敦約翰航天中心共同開發一款的全新的高靈敏度的仿人機器人。它用來與人類共同并肩工作，幫助通用生產更加安全的汽車和建設更加安全的生產工廠，協助美國國家航空航天局的宇航員完成一些危險的太空工作。

在國防領域中，軍用智能移動機器人得到了前所未有的重視和發展，近年來，美英等國研制出第二代軍用智能移動機器人，其特點是采用自主控制方式，能完成偵察、作戰和后勤支援等任務，在戰場上有看、嗅等能力，能夠自動跟蹤地形和選擇道路，具有自動搜索、識別和消滅敵方目標的功能。如美國的Navplab自主導航車，SSV自主地面戰車等。在未來的軍事智能移動機器人中，還會有智能戰斗機器人、智能偵察機器人、智能工兵機器人、智能運輸機器人等等，成為國防裝備中的新亮點。

3.智能機器人發展趨勢展望

智能機器人具有廣闊的發展前景，目前機器人的研究正處于第三代智能移動機器人階段，盡管國內外對此的研究已經取得了許多成果，但其智能化水平仍然不盡人意。未來的智能移動機器人應當在以下幾個方面著力發展;面向任務，由于目前人工智能還不能提供實現智能機的完整理論和方法，已有的人工智能技術大多數要依賴領域知識，因此當我們把機器要完成的任務加以限定，及發展面向任務的特種機器人，那么已有的人工智能技術就能發揮作用，使開發這種類型的智能移動機器人成為可能;傳感技術和集成技術，在現有傳感器的基礎上發展更好、更先進的處理方法和實現手段，或者尋找新型傳感器，同時提高集成技術，增加信息的融合;機器人網絡化，利用通信網絡技術將各中機器人連接到計算機網絡上，并通過網絡對計算機實現有效的控制;智能控制中的軟計算方法與傳統的計算方法相比，已模糊邏輯、基于概率論的推理、神經網絡、遺傳算法和混沌為代表的軟計算技術具有更高的魯棒性、易用性及計算的低耗費性等優點。應用到機器人技術中，可以提高其問題求解速度，較好的處理多變量、非線性系統的問題;機器學習，各種機器學習算法的出現推動了人工智能的發展強化學習、蟻群算法、免疫算法等可以用到機器人系統中，使其具有類似人的學習能力，以適應日益復雜的、不確定和非結構化的環境;智能人機接口，人機交互的需求越來越向簡單化、多樣化、智能化、人性化方向發展;因此需要研究并設計各種智能人機接口如多語種語音，自然語言理解、圖像、手寫字識別等，以更好地適應不同的用戶和不同的應用任務，提高人與機器人交互的和諧性;多機器人協調作業，組織和控制多個機器人來協作完成單機器人無法完成的復雜任務，在復雜未知環境下實現實時推理反應以及交互的群體決策和操作。

4.建議和設想

雖然智能機器人有著非常廣泛的應用范圍和無可限量的發展前景，但是也有很多不足之處。首先，由于智能機械采用大量高科技元件，導致成本較高。這大大限制了智能機器人大應用范圍，影響了智能機械的推廣和普及，很難實現規模化生產。其次，較易損壞，由于各部件本身精密細致，鏈接精巧繁多，即使一個小小的錯誤總會對整個機械運動情況有影響，因此，智能機器人用于實際應用不能達到像傳統機械那樣經久耐用。再次，維修困難，一個零件損壞時不能像傳統零件那樣容易找到替換零件，這也影響了智能機器人的推廣應用。今后我們可以去尋找一種新型材料，實現批量生產，降低生產成本。突破智能機器人的發展瓶頸。

5.結語

隨著科學技術的日新月異，機器人的發展肯定會上一個新的臺階，對解決人類無法完成的、不好完成的、不愿完成的危險作業會發揮著越來越多的作用，機器人更好地服務與社會服務于人類的夢想會更快實現。