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服务机器人定义、分类、特点及趋势系列介绍.pdf

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政上给购买机器人企业以补贴、积极促进机器人研究单位与企业联合等,使英国机器人开始了在生产和服务领域广泛应用及大力研制的兴盛时期。譬如:英国机器人研究公司(RM)开发的霹雳舞机器人MechRC(如图11)既能在课堂上大显身手,会帮助孩子们学数学、几何、物理、设计和工程学,又能跳舞,因为这个机器人身上有着多个灵活的关节,通过计算机设定好的程序,就能做出各种人类的舞蹈动作。④俄罗斯由于没有国家发展服务机器人的统一规划,有限的国家订货和市场需求使得俄罗斯机器人技术的发展以科研和实验为主,以储备技术,便于随时根据市场需要制造出高质量的机器人,当前俄罗斯机器人的技术面临的问题是机器人技术的智能化程度较低,需要不断地增加功能、完善技术和提高质量。今后,俄罗斯将重点发展检查类机器人和室内外清扫和清洁机器人[8]。近几年来,俄罗斯服务机器人技术上也取得可喜的成绩:俄罗斯首次研制的人形机器人“阿涅亚”利用了“新纪元”公司许多独特的研究(如图12),这款机器人机械结构和程序保障系统十分先进,它们能用双脚行走,能与人对话。图11霹雳舞机器人图12“阿涅亚”机器人2服务机器人的关键技术:..服务机器人技术在本质上与所有其它类型的机器人是相似的,其主要技术包括:,它充分地利用多个传感资源,通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用,将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来,产生对观测环境的一致性解释和描述,多传感器信息融合技术按照数据的抽象层次分类可分为数据层融合、特征层融合和决策层融合三种[9]。、神经网络、进化计算等,且逐渐成为成熟的控制思想[10]。模糊控制源于模糊数学,或称弗晰数学,是研究如何表现和处理模糊性现象的一个数学分支[11-12],模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。人工神经网络控制,从生物学的观点来看,神经网络的功能为信息处理和推理、联想和思维等高级的思想活动[13],而人工神经网络控制是利用工程技术手段模拟人脑神经网络的结构和功能的一种技术系统,它是一种大规模并行的非线性动力学系统。,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题[14]。把人工神经网络控制和多传感器融合技术相结合用于服务机器人的导航定位系统,如图13所示。、可以避开障碍物的路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法:①传统路径规划方法主要有以下几种:自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法,在这几种方法中,人工势场:..它通过环境势场模型进行路径规划,但是没有考察路径是否最优。②智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中,来提高机器人路径规划的避障精度,加快规划速度,满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等,这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果[16]。把模糊控制和人工神经网络控制相融合,形成的模糊神经网络控制用于服务机器人的避障,以BP网络作为机体,以基于模糊规则的模糊神经网络,D摄像机和多个超声波测距传感器,对服务机器人能够避障进行控制,如图14所示。,未来智能机器人技术将沿着自主性、智能通信和适应性三个方向发展。(如图15),可以通过“思维力”进行控制。当患者需要借助于机械手完成某种动作时,他只要简单地想要做什么即可,大脑发出的信号会刺激肌肉,相应的电脉冲会被电极记录,随后信号会转变成控制机械手臂的指令可以完成各种复杂动作,其中包括拿住物体,它不仅能恢复患者的动作效能,而且能感受到触觉。据日本媒体报道,新开发的装置由头盔状的传感器及测量记录器构成(如图16),如果人设想使用左手的动作,脑波及脑血流的变化便会参照事先存储的数据,使机器人举起左手,该技:..帮助人们从事端菜、给植物浇水等家务和肢体残疾或瘫痪人士。,强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到服务机器人系统中,使其具有类似人的学习能力,以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境。例如:①英国科学家研发出首名“机器人科学家”(如图17),这款机器人能独立推理、把理论公式化乃至探索科学知识,堪称人工智能领域一大突破。“机器人科学家”将来可以投身于解开生物学谜题、研发新药、了解宇宙等研究领域。②英国的一种具有语言学习能力的类人型机器人(如图18)即将问世,研究者的目标是:机器人将来能够对语言进行自我学习,以及在社会化环境中向他人学习,并且把这种语言能力转化为自主化学习和处理问题的能力,并且与周围环境互动,将来有可能使机器人掌握更多的自主性能力。,除不断改善传感器的精度和可靠性外,对传感信息的高速处理、自适应多传感器融合和完善的静、动态标定测试技术也将成为机器人传感器研究和发展的关键技术。未来机器人传感器研究包括多智能传感器技术、网络传感器技术、虚拟传感器技术和临场感技术[17]。:..开放空间的导航、学习能力和智力行为、多传感器融合和允许对所有不同类型任务进行高效处理的处理器等)的限制,设计和使用功能日益强大的机器人,集成技术将允许超越由于材料、技术等形成的目前限制边缘,日本专家预测,在2013年到2027年之间,智能机器人系统的发展将允许机器人会保留和重复使用以前已获得的技能和技术,如表1所示,人和机器人的交流将变得更加的简单化了[18]4结论随着服务机器人技术不断发展和开发成本的不断下降,服务机器人将会走进千家万户,将成为人们生活、工作和学习上的好帮手,相信这一天将很快到来的。、技能、知识和经验相关的人类决策方面帮助人类作出决定。2014年在人机界面的实际使用中,设置在人机界面中带有对话与理解功能的虚拟用户可通过与人类的对话借助信息处理设备执行任务或程序。2023年随着与生物体隔膜相似功能的人工膜的发展,人脑可以通过计算机控制电机的技术使得对假肢进行直接和自主控制而不依赖于脊柱或周围神经系统。2027年随着具有视觉功能、听觉功能、能执行其它感官功能智能机器人的发展,机器人将类似于人类,能够思考,作出决定和采取行动。出师表两汉:诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂,今天下三分,益州疲弊,此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内,忠志之士忘身于外者,盖追先帝之殊遇,欲报之于陛下也。诚宜开张圣听,以光先帝遗德,恢弘志士之气,不宜妄自菲薄,引喻失义,以塞忠谏之路也。宫中府中,俱为一体;陟罚臧否,不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者,宜付有司论其刑赏,以昭陛下平明之理;不宜偏私,使内外异法也。:..以为宫中之事,事无大小,悉以咨之,然后施行,必能裨补阙漏,有所广益。将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用于昔日,先帝称之曰能”,是以众议举宠为督:愚以为营中之事,悉以咨之,必能使行阵和睦,优劣得所。亲贤臣,远小人,此先汉所以兴隆也;亲小人,远贤臣,此后汉所以倾颓也。先帝在时,每与臣论此事,未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军,此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之、信之,则汉室之隆,可计日而待也。臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙,猥自枉屈,三顾臣于草庐之中,咨臣以当世之事,由是感激,遂许先帝以驱驰。后值倾覆,受任于败军之际,奉命于危难之间,尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎,故临崩寄臣以大事也。受命以来,夙夜忧叹,恐托付不效,以伤先帝之明;故五月渡泸,深入不毛。今南方已定,兵甲已足,当奖率三军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益,进尽忠言,则攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效,不效,则治臣之罪,以告先帝之灵。若无兴德之言,则责攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,深追先帝遗诏。臣不胜受恩感激。今当远离,临表涕零,不知所言。