工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢分析

徐才廣

摘要：科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展加快了我國產(chǎn)業(yè)變革的步伐，工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人在我國的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及提高人們的生活質(zhì)量發(fā)揮了重要的作用。文章主要對(duì)工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；服務(wù)機(jī)器人；特點(diǎn)；趨勢

機(jī)器人是按照人類設(shè)定的程序進(jìn)行自動(dòng)控制的機(jī)器，根據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域以及功能的不同將其分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人在我國的發(fā)展歷史較早，工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用有效的提高了生產(chǎn)效率，降低人類操作的危險(xiǎn)性。隨著研發(fā)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，從傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域向服務(wù)業(yè)、醫(yī)療行業(yè)甚至太空作業(yè)發(fā)展。服務(wù)機(jī)器人在我國的起步較晚，自定位導(dǎo)航、智能控制、路徑規(guī)劃是服務(wù)機(jī)器人的主要特點(diǎn)，目前的應(yīng)用范圍主要有保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、救援以及監(jiān)護(hù)等。

一、工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人主要是依靠自身動(dòng)力以及邏輯編程控制來自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，目前主要是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或者多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：第一，可編程。工業(yè)機(jī)器人能夠根據(jù)工作環(huán)境和條件的不同，編寫不同的程序以適應(yīng)工作的需要，靈活性較強(qiáng)。第二，擬人化。工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在與人體結(jié)構(gòu)方面有很大的相似度，主要表現(xiàn)在多關(guān)節(jié)機(jī)械手。同時(shí)還模擬了人體各種感覺器官的傳感器，有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。第三，通用性。即使是同一型號(hào)或者一個(gè)系列的機(jī)器人，通過改變控制程序或者安裝方式，可以讓機(jī)器人執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。第四，高集成性。工業(yè)機(jī)器人所涉及的學(xué)科內(nèi)容非常廣泛，是將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等集成在一起，功能越來越強(qiáng)大。服務(wù)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人相比，智能化程度更高一些，主要是利用優(yōu)化計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制和傳感器等智能控制技術(shù)來進(jìn)行自主導(dǎo)航定位以及路徑規(guī)劃，可以脫離人為控制而自主規(guī)劃導(dǎo)航。其集成多功能模塊，能夠?yàn)槿藗兲峁└觾?yōu)質(zhì)的服務(wù)。

二、工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展趨勢

在我國科學(xué)技術(shù)以及制造技術(shù)快速發(fā)展的背景下，機(jī)器人的發(fā)展突破了種種難關(guān)，逐漸向智能化、數(shù)字化、模塊化和協(xié)作機(jī)器人等方向發(fā)展，功能愈加完善，精度更高，作業(yè)范圍更廣，這些也將成為我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要成果，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

第一，隨著我國人工智能技術(shù)的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，智能化和數(shù)字化會(huì)是機(jī)器人發(fā)展的重要方向。機(jī)器人智能化和數(shù)字化在性能上更加完善，工業(yè)機(jī)器人對(duì)精度的要求更高，可在核能、航天、生物工程等高科技行業(yè)中應(yīng)用，既能夠解決勞動(dòng)力短缺的問題，又能夠提高作業(yè)效率。服務(wù)機(jī)器人在操作和維護(hù)方面會(huì)更加便捷。

第二，仿生性是機(jī)器人發(fā)展的方向之一。有些工作的作業(yè)環(huán)境比較惡劣，對(duì)人類生命安全會(huì)產(chǎn)生一定的威脅，所以仿生機(jī)器人可以代替人類進(jìn)行工作，比如水下清洗機(jī)器人，就會(huì)利用仿生魚機(jī)器人，來適應(yīng)環(huán)境的需要。

第三，傳感融合技術(shù)會(huì)讓機(jī)器人逐漸擺脫單一程序控制的限制，通過傳感技術(shù)的改進(jìn)，機(jī)器人可以擁有像人類一樣的視覺、聽覺和觸覺等，工人智能水平更高。

第四，論是工業(yè)機(jī)器人還是服務(wù)機(jī)器人，其最終目的都是減輕勞動(dòng)者工作負(fù)擔(dān)，為人類提供服務(wù)。為了促進(jìn)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域和使用范圍的普及，在操控技術(shù)方面的改革是未來重要的發(fā)展方向之一。對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的革新，可以讓普通消費(fèi)者不需要專業(yè)技術(shù)即可操作機(jī)器人，同時(shí)在作業(yè)環(huán)境發(fā)生變化的情況下，只需要投入較少的資金和時(shí)間就可更改機(jī)器人的性能，適應(yīng)性能更強(qiáng)，操作更加簡便。

第五，協(xié)作機(jī)器人是指與人類共同協(xié)作并且不會(huì)侵犯人類安全的機(jī)器人，這類機(jī)器人的使用和安裝都更加便捷，所需要的空間較小，資源消耗少。比如在汽車裝配環(huán)節(jié)的應(yīng)用，在航空航天領(lǐng)域的檢查、鉆孔、焊接等方面的應(yīng)用，在電子行業(yè)的裝配、分發(fā)、檢查、處理以及在生命科學(xué)等領(lǐng)域都會(huì)發(fā)揮重要的作用。

第六，服務(wù)機(jī)器人的研發(fā)進(jìn)程相對(duì)較慢，但是在我國的一些領(lǐng)域中已經(jīng)取得了顯著的成效。比如在醫(yī)療領(lǐng)域的骨骼恢復(fù)和手術(shù)機(jī)器人會(huì)是服務(wù)機(jī)器人未來發(fā)展的重要方向。在軍事領(lǐng)域的排爆機(jī)器人可以減少對(duì)人類造成的危害，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)器人會(huì)提高作物的產(chǎn)量，減少病蟲害的發(fā)生。服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展空間巨大，會(huì)為我國社會(huì)的發(fā)展帶來重要的變革。

三、結(jié)語

工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的共同點(diǎn)都是讓人們從繁重的工作中解脫出來，降低人工操作的危險(xiǎn)性，有效提高作業(yè)的精準(zhǔn)度。在人工智能技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境下，為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。科技創(chuàng)新勢必會(huì)促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人向更加綜合化、智能化、集成化的方向發(fā)展，為促進(jìn)我國的全面發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。