机器人的现状及其发展.ppt

：负载能力 1000 kg 以上：100-1000 kg / 10 平方米以上：10-100 kg / 1 10 平方米：0.1-10 kg / 0.1-1 平方米：0.1 kg 以下 / 0.1 平方米以下 机器人的应用机器人的应用（The Applications of RobotsThe Applications of Robots） 机器人的应用十分广泛，在许多领域机器人都得到了成功的应用或有着美好的应用前景。 工业机器人工业机器人 工业机器人是应用最为成功和广泛的机器人，它的应用涉及到工业生产的各个方面，如焊接、装配、喷漆等。 海洋探测机器人海洋探测机器人 可用于海底矿物资源和水文气象探测、海底地势勘查、打捞、救生、排险等。 空间机器人空间机器人 在航天飞机上用来回收和维修人造卫星，在空间站、月球表面和火星上进行工作。 军用机器人军用机器人 有扫雷排雷机器人、侦察机器人、防核防化机器人等。 特种机器人特种机器人 替代人在繁重、危险、恶劣环境下作业必不可少的工具，如消防（灭火）机器人、防暴机器人、盾构机器人等。 微型机器人微型机器人 进入煤气、输油管道等狭窄场所进行工作，甚至进入人体的血管、肠胃。 微操作机器人微操作机器人 是机器人领域的一个重要研究方向，在国防、空间技术、生物医学工程、智能制造和微机电系统（MEMS）中有广泛的应用前景。 娱乐机器人娱乐机器人 充当导游、做表演、甚至与人进行简单交流，如导游机器人、足球机器人、机器狗、机器猫、机器鱼等。 服务机器人服务机器人 已经开始或在不久的将来进入人类家庭生活，如保健机器人，导盲机器人、垃圾清扫和擦玻璃机器人等。2. 2. 机器人的发展历史机器人的发展历史( The Developing History of Robots )( The Developing History of Robots ) 古代古代“机器人机器人”现代机器人的雏形现代机器人的雏形人类对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史17731773年，著名的瑞士钟表年，著名的瑞士钟表匠杰克匠杰克道罗斯和他的道罗斯和他的儿子利儿子利路易路易道罗斯道罗斯制造出自动书写玩偶、制造出自动书写玩偶、自动演奏玩偶等，他们自动演奏玩偶等，他们创造的自动玩偶是利用创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成齿轮和发条原理而制成的，它们有的拿着画笔的，它们有的拿着画笔和颜色绘画，有的拿着和颜色绘画，有的拿着鹅毛蘸墨水写字，结构鹅毛蘸墨水写字，结构巧妙，服装华丽，在欧巧妙，服装华丽，在欧洲风靡一时。洲风靡一时。 19201920年年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔恰佩克在他的科幻小说罗萨姆的万能机器人中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。l现代机器人的发展历史现代机器人的发展历史1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫在 I Robot 一书中给机器人赋予了伦理性纲领，提出“机器人三原则”。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。1954年 美国人乔治德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。 20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。 美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。1948年 诺伯特维纳出版控制论，阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。19981998年年 丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。u19991999年年 日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO)，当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的途径之一。20062006年年6 6月月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。AlphaGo的算法秘密棋局评估器 （Position Evaluator）阿尔法围棋（AlphaGo）的第二个大脑相对于落子选择器是回答另一个问题。不是去猜测具体下一步，它预测每一个棋手赢棋的可能，在给定棋子位置情况下。这“局面评估器”就是“价值网络（Value Network）”，通过整体局面判断来辅助落子选择器。这个判断仅仅是大概的，但对于阅读速度提高很有帮助。通过分类潜在的未来局面的“好”与“坏”，AlphaGo能够决定是否通过特殊变种去深入阅读。第一大脑：落子选择器 （Move Picker）阿尔法围棋（AlphaGo）的第一个神经网络大脑是“监督学习的策略网络（Policy Network）” ，观察棋盘布局企图找到最佳的下一步。事实上，它预测每一个合法下一步的最佳概率，那么最前面猜测的就是那个概率最高的。这可以理解成“落子选择器”。左右两个大脑 阿尔法围棋（AlphaGo）是通过两个不同神经网络“大脑”合作来改进下棋。这些大脑是多层神经网络跟那些Google图片搜索引擎识别图片在结构上是相似的。它们从多层启发式二维过滤器开始，去处理围棋棋盘的定位，就像图片分类器网络处理图片一样。经过过滤，13 个完全连接的神经网络层产生对它们看到的局面判断。这些层能够做分类和逻辑推理。 这些网络通过反复训练来检查结果，再去校对调整参数，去让下次执行更好。这个处理器有大量的随机性元素，所以人们是不可能精确知道网络是如何“思考”的，但更多的训练后能让它进化到更好。 工业机器人工业机器人19591959年年 德沃尔与美国发明家约瑟夫英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。 19621962年年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。 海洋探测机器人海洋探测机器人1990年日本海洋科技中心 研制的“海沟号”缆控式无人潜水器（左）及其在大海中工作时的情况（右） CR-01型型6000米水下无缆机器人米水下无缆机器人1995年8月我国沈阳自动化所机器人中心研制的CR-01型6000米水下无缆机器人（上）和正在下水的情况（右） 空间机器人空间机器人美国航空航天局（NASA）研究的月球车在月球表面时的情形水下扫雷机器人水下扫雷机器人瑞典博福斯公司研制的“双鹰”水下扫雷机器人