基于機器人發(fā)展趨勢的研究

李牧 李成群

摘 要：隨著國家科研水平的不斷提高，機器人領域正在發(fā)生著巨大變化。本文通過查閱相關文獻、權威網(wǎng)站發(fā)布的信息及相關機器人研發(fā)部門公布的數(shù)據(jù)等，對仿生機器人、微型機器人、農(nóng)業(yè)機器人、云機器人和模塊化機器人的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析總結。同時，對未來機器人的發(fā)展趨勢和其所面臨的倫理問題進行簡要敘述，并結合“中國制造2025”的要求對機器人的發(fā)展進行簡要展望。

關鍵詞：機器人；自動化控制；機器人倫理；未來發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.203

0 引言

隨著社會勞動年齡人口逐年降低，制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和生產(chǎn)成本提高，給中國的機器人產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展[1]。我國面臨的勞動力短缺和地區(qū)間的勞動力資源競爭問題日趨明顯。現(xiàn)代化工廠都將采用機器人進行生產(chǎn)勞動，這不但可以降低企業(yè)勞動力成本、減少了工人的工作壓力，還提高生產(chǎn)效率以及減少安全事故發(fā)生率。機器人不僅在工業(yè)領域有著廣泛應用，在醫(yī)學領域也有著巨大的發(fā)展前景，微型機器人的應用會使那些“疑難雜癥”的治愈成為可能，對我國乃至世界的醫(yī)療技術水平的提高發(fā)揮著極其重要作用。

1 新型機器人

我們針對以下幾種特定的新型機器人進行簡短的描述和討論。

1.1 仿生機器人

仿生機器人，通過從生物身上得到啟發(fā)，將這種啟發(fā)通過仿生技術應用到機器人當中，以這種方式制造出來的機器人稱為仿生機器人。

仿生機器人較普通機器人來說，無論是結構還是控制都相對復雜，所以，有些人認為簡單的機器人就可以完成很多復雜工作，沒有必要再研發(fā)制造仿生機器人。但是，近年來，隨著仿生科技的不斷發(fā)展，尤其是在機器人行業(yè)，從飛鳥到魚蟲，各種生物特有的運動方式為科學家們提供了源源不斷的仿生靈感。仿生技術在機器人領域中的應用，使機器人的發(fā)展又向前邁了一步[2]。

1.2 微型機器人

微米、納米、費米機器人統(tǒng)稱為微型機器人。微米機器人是特征尺寸為微米級別的移動機器人或者是能夠處理微米級尺寸部件的機器人；納米機器人能夠處理其外廓尺寸在1nm（10-9m）到1000nm（10-6m）的范圍內(nèi)元件；費米機器人，是指可操作1fm（10-15m）大小對象的機器人，但就目前的科學技術水平暫時還無法實現(xiàn)費米級別的操作。雖然在現(xiàn)實中對于微小零件修復或者制造的應用并不廣泛，但在醫(yī)學領域，微型機器人可能會給醫(yī)學帶來歷史性的變革，為醫(yī)學診療提供新的方案[3]。

1.3 農(nóng)業(yè)機器人

農(nóng)業(yè)機器人，是機器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的應用，由不同軟件程序控制，來感知并適應不同的作物種類和作業(yè)環(huán)境[4]。農(nóng)業(yè)機器人出現(xiàn)后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得到了快速發(fā)展，許多國家同時也出現(xiàn)了多種不同類型農(nóng)業(yè)機器人。例如施肥機器人、大田除草機器人、分檢果實機器人等。

在進入21世紀以來，各國的新型農(nóng)業(yè)機器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中得到了廣泛地應用，越來越多的智能化農(nóng)業(yè)機器人出現(xiàn)在廣闊的田野上，來代替農(nóng)民完成各種農(nóng)業(yè)活動，第二次農(nóng)業(yè)革命將深入發(fā)展。

2 機器人倫理問題

通常“倫理”一詞是用來形容人與人、人與社會之間為人處世應該遵循的道理和準則[5]。在人與機器之間也存在類似的倫理道德問題。

機器人它的外形不一定像人，能夠在人的操控下完成某項工作要求。現(xiàn)在，機器人開始逐漸有了自己的“意識”，未來這種高智能“意識化”機器人十分可怕。由于機器人技術還不是十分發(fā)達，機器與人之間存在的倫理矛盾還不夠明顯，所以人們對其的重視程度還比較弱。如果未來我們還不能對其有一個正確的認識，將無法想象后果的嚴重性，或許有一天，人類將由機器人統(tǒng)治。

3 未來機器人發(fā)展方向

考慮到當今社會和未來社會生產(chǎn)方式及生活習慣的不同，所以必須考慮機器人在未來社會對人類生活的影響。今后，以下幾種機器人將會成為主流機器人。

3.1 云機器人

云機器人是云計算與機器人學結合的產(chǎn)物。它與其它網(wǎng)絡終端類似，機器人本身并不需要存儲大量的資料信息，也不需要有超強的計算能力[6]。云機器人，雖然在硬件上降低了對機器人處理器的要求，提高了執(zhí)行復雜指令的效率，但其可靠性并不能得到良好的保障，安全和隱私也面臨著被泄露的風險。

科研人員正在努力開發(fā)一種新的算法，來提高其穩(wěn)定性、安全和隱私方面等問題。在機械工程方面，云在工程技術上面的應用已經(jīng)取得了巨大的成就，在未來云將變得更加強大，云機器人技術也會隨著在機械工程領域的深入應用變得更加成熟。

3.2 模塊化機器人

模塊機器人是由彼此獨立的單元模塊構成，且每個模塊有自己獨立的驅動系統(tǒng)、動力裝置。當不同的模塊組合到一起時，通過一個控制系統(tǒng)進行整體控制操作，從而構成一個具有新功能的機器人。

模塊化機器人可以在惡劣的環(huán)境中使用，如在水下、太空行星上、自然災害或放射性地區(qū)。它們可以通過改變自己的形狀來適應不同的地形和任務。模塊化機器人也可通過提高每個模塊的功能屬性來提高它們整體執(zhí)行任務的能力，同時對壽命和適用性也有明顯的改善作用。

4 總結和展望

作為“中國制造2025”中一個極其重要的部分，機器人產(chǎn)業(yè)在為國家創(chuàng)造經(jīng)濟效益的同時，其自身也在發(fā)展，未來的機器人產(chǎn)業(yè)也必將更加智能。

參考文獻：

[1]睿工業(yè)，柳鵬.我國工業(yè)機器人發(fā)展及趨勢[J].機器人技術與應用，2012（05）：20-22.

[2]王穎，王碩.仿生機器人技術發(fā)展概況[J].高科技與產(chǎn)業(yè)化，2016（05）：44-47.

[3]宋曉峰，談士力.微型機器人的發(fā)展和研究現(xiàn)狀[J].機床與液壓， 2004（08）：1-2.

[4]姬江濤，鄭治華，杜蒙蒙等.農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].農(nóng)機化研究，2014（02）：1-4.

[5]王東浩.機器人倫理問題研究[D].南開大學，2014.

[6]張恒，劉艷麗，劉大勇.云機器人的研究進展[J].計算機應用研究，2014，31（09）：2567-2575.

作者簡介：李牧（1993-），男，河北秦皇島人，碩士研究生在讀，研究方向：機器人技術。