智能機器人的現狀及其發展趨勢

摘 要：本文簡要介紹了智能機器人技術的發展現狀，以及世界各國智能機器人的發展水平，從幾個典型的方面介紹了智能機器人在各行各業的廣泛應用，討論了智能機器人的發展趨勢以及對未來技術的展望，分析了我國在智能機器人方面發展并提出期望。

關鍵詞：智能機器人；發展現狀；應用；趨勢

1、引言

智能機器人則是一個在感知-思維-效應方面全面模擬人的機器系統，它是人工智能技術的綜合試驗場，可以全面地考察人工智能各個領域的技術，研究它們相互之間的關系。還可以在有害環境中代替人從事危險工作、上天下海、戰場作業等方面大顯身手。隨著智能機器人的應用領域的擴大，人們期望智能機器人在更多領域為人類服務，代替人類完成更復雜的工作。然而，智能機器人所處的環境往往是未知的、很難預測。智能機器人所要完成的工作任務也越來越復雜；對智能機器人行為進行人工分析、設計也變得越來越困難。目前，國內外對智能機器人的研究不斷深入。

2、國內外在該領域的發展現狀綜述

2.1智能機器人的發展現狀

目前研制中的智能機器人智能水平并不高，只能說是智能機器人的初級階段。智能機器人研究中當前的核心問題有兩方面：一方面是，提高智能機器人的自主性，這是就智能機器人與人的關系而言，即希望智能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，而機器能自動形成完成該任務的步驟，并自動完成它。另一方面是，提高智能機器人的適應性，提高智能機器人適應環境變化的能力，這是就智能機器人與環境的關系而言，希望加強它們之間的交互關系。

智能機器人涉及到許多關鍵技術，這些技術關系到智能機器人的智能性的高低。這些關鍵技術主要有以下幾個方面：多傳感信息耦合技術，多傳感器信息融合就是指綜合來自多個傳感器的感知數據，以產生更可靠、更準確或更全面的信息，經過融合的多傳感器系統能夠更加完善、精確地反映檢測對象的特性，消除信息的不確定性，提高信息的可靠性；導航和定位技術，在自主移動機器人導航中，無論是局部實時避障還是全局規劃，都需要精確知道機器人或障礙物的當前狀態及位置，以完成導航、避障及路徑規劃等任務；路徑規劃技術，最優路徑規劃就是依據某個或某些優化準則，在機器人工作空間中找到一條從起始狀態到目標狀態、可以避開障礙物的最優路徑；機器人視覺技術，機器人視覺系統的工作包括圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出和顯示，核心任務是特征提取、圖像分割和圖像辨識；智能控制技術，智能控制方法提高了機器人的速度及精度；人機接口技術，人機接口技術是研究如何使人方便自然地與計算機交流。

2.2智能機器人的廣泛應用

現代智能機器人基本能按人的指令完成各種比較復雜的工作，如深海探測、作戰、偵察、搜集情報、搶險、服務等工作，模擬完成人類不能或不愿完成的任務，不僅能自主完成工作，而且能與人共同協作完成任務或在人的指導下完成任務，在不同領域有著廣泛的應用。在國防領域中，軍用智能機器人得到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，在戰場上具有看、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。在未來的軍事智能機器人中，還會有智能戰斗機器人、智能偵察機器人、智能警戒機器人、智能工兵機器人、智能運輸機器人等等，成為國防裝備中新的亮點。

現代智能機器人不僅在上述方面有廣泛應用，而將滲透到生活的各個方面，像在煤炭工業在礦業方面，考慮到社會上對煤炭需求量日益增長的趨勢和煤炭開采的惡劣環境，將智能機器人應用于礦業勢在必行。在建筑方面，有高層建筑抹灰機器人、預制件安裝機器人、室內裝修機器人、擦玻璃機器人、地面拋光機器人等。在核工業方面，主要研究機構靈巧、動作準確可靠、反應快、重量輕的機器人等等。智能機器人的應用領域的日益擴大，人們期望智能機器人能在更多的領域為人類服務，代替人類完成更多更復雜的工作。

3 討論與展望

3.1智能機器人的發展趨勢展望

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。未來的智能機器人應當在以下幾方面著力發展：面向任務，由于目前人工智能還不能提供實現智能機器的完整理論和方法，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其實現手段，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種機器人連接到計算機網絡上，并通過網絡對機器人進行有效的控制；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。

3.2建議及設想

由于現有的智能機器人的智能水平還不夠高，因此在今后的發展中，努力提高各發面的技術及其綜合應用，大力提高智能機器人的智能程度，提高智能機器人的自主性和適應性，是智能機器人發展的關鍵。同時，智能機器人涉及多個學科的協同工作，不僅包括技術基礎，甚至還包括心理學、倫理學等社會科學，讓智能機器人完成有益于人類的工作，使人類從繁重、重復、危險的工作中解脫出來，就像科幻作家阿西莫夫的“機器人學三大法則”一樣，讓智能機器人真正為人類利益服務，而不能成為反人類的工具。相信在不遠的將來，各行各業都會充滿形形色色的智能機器人，科幻小說中的場景將在科學家們的努力下逐步成為現實，很好地提高人類的生活品質和對未知事物的探索能力。

我國的智能機器人發展還落后于世界先進水平，而智能機器人又是高科技的集中體現，具有重要的發展價值，因此我國在智能機器人領域要認清形勢、明確發展發現和目標，采取符合我國國情的可行發展對策，努力縮小與世界領先水平的差距，早日讓智能機器人全面為社會的發展服務。相信經過政府的重視和投入，科技工作者的不懈奮斗，我國的智能機器人發展水平能達到新的高度。

作者簡介

閆貴龍（1976-），男，天津市，現職稱：助理工程師，本科，研究方向：智能機器人應用。