机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一.doc

第一版：现代机器人 分类机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自60年代初问世以来，经历40余年的发展已取得长足的进步。走向成熟的工业机器人，各种用途的特种机器人的实用化，昭示着机器人 技术灿烂的明天。 但大家是否可以 给耳熟能详的 机器人一个准 确的定义呢？有人认为机器人无所不能，有人认为机器人必须像人。那么，何为机器人？靠近它，了解它。为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”： 1、机器人不应伤害人类； 2、机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外； 3、机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。 这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。中国工程院院长宋健指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人。第三版：机器人的鼻子 耳朵 手脚1999年6月，日本索尼公司宣布，将在日本和美国限量销售索尼公司研制的娱乐仿人机器人机器小狗“爱宝”。首次投放市场的是5000台限量版的ERS110型“爱宝”，其中在日本投放3000台，在美国投放2000台。人们对“爱宝”的热情出乎商家的预料，在日本投放的3000台“爱宝”在20分钟内就宣布售罄，在美国投放的2000台也在4天内售完。为了满足消费者的需求，索尼公司于1999年11月决定在日本、美国和欧洲的部分国家再投放10000台特定版的ERS111型“爱宝”机器小狗。这就是仿人机器人，仿人型机器人是多门基础学科、多项高技术的集成，代表了机器人的尖端技术。因此，仿人形机器人是当代科技的研究热点之一。仿人型机器人不仅是一个国家高科技综合水平的重要标志，也在人类生产、生活中有着广泛的用途。目前，我国仿人形机器人研究与世界先进水平相比还有差距。我国科技工作者正在努力向前，我们热切地期盼着我们自己水平更高的、功能更强的仿人型机器人与大家见面。第五版：机器人女友引发争议第七版：机器人乐队 消防机器人第十二版：树木球果采集机器人览！出版日期：2005年5月28日 主编：土星（宇宙工作室） 第一期（共12版） 刊号：DSFK0551344我国工业机器人起步于70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了各种用途的工业机器人。，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。HELLO 随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。将机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称，这也说明了机器人所具有的创新活力。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成。宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。一般的分类方式分为：操作型机器人，程控型机器人，示教再现机器人，数控型机器人，感觉控制机器人，适应控制机器人等。机器人在踢乒乓球。机器人为盲人带路。20世纪，人类取得了辉煌的成就，从量子理论、相对论的创立，原子能的应用，脱氧核糖核酸双螺旋结构的发现，到信息技术的腾飞，人类基因组工作草图的绘就，世界科技发生了深刻的变革。信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、海洋技术、航空航天技术等都取得了重大突破，极大地提高了社会生产力。 机器人就是伟大的发明，它经历40年的发展已取得长足的进步。工业机器人在经历了诞生成长成熟期。人的耳朵是仅次于眼睛的感觉器官，声波扣击耳膜，引起听觉神经的冲动，冲动传给大脑的听觉区，因而引起人的听觉。机器人的耳朵通常是用“微音器”或录音机来做的。被送到太空去的遥控机器人，它的耳朵本身就是一架无线电接收机。 人的耳朵是十分灵敏的。我们能听到的最微弱的声音，它对耳膜的压强是每平方厘米只有一百亿分之几公斤。这个压强的大小只是大气压强的一百亿分之几。可是用一种叫做钛酸钡的压电材料做成的“耳朵”比人的耳朵更为灵敏，即使是火柴棍那样细小的东西反射回来的声波也能被它“听”的清清楚楚。如果用这样的耳朵来监听粮库，那么在二到三公斤的粮食里的一条小虫爬动的声音也能被它准确地“听”出来。 用压电材料做成的“耳朵”之所以能够听到声音，其原因就是压电材料在受到拉力或者压力作用的时候能产生电压，这种电压能使电路发生变化。这种特性就叫做压电效应。当它在声波的作用下不断被拉伸或压缩的时候，就产生了随声音信号变化而变化的电流，这种电流经过放大器放大后送入电子计算机（相当于人大脑的听区）进行处理，机器人就能听到声音了。 但是能听到声音只是做到了第一步，更重要的是要能识别不同的声音。目前人们已经研制成功了能识别连续话音的装置，它能够以百分之九十九的比率，识别不是特别指定的人所发出的声音，这项技术就使得电子计算机能开始“听话”了。这将大大降低对电子计算机操作人员的特殊要求。操作人员可以用嘴直接向电子计算机发布指令，改变了人在操作机器的时候手和眼睛忙个不停而与此同时嘴巴和耳朵却是闲着的状况。一个人可以用声音同时控制四面八方的机器，还可以对楼上楼下的机器同时发出指令，而且并不需要照明，这样就很适宜于在夜间或地下工作。这项技术也大大加速了电话的自动回答，车票的预定以及资料查找等服务工作的自动化实现的进程。 机器人要模仿动物的一部分行为特征，自然应该具有动物脑的一部分功能。机器人的大脑就是我们所熟悉的电脑。但是光有电脑发号施令还不行，最基本的还得给机器人装上各种感觉器官。我们在这里着重介绍一下机器人的“手”和“脚”。 机器人必须有“手”和“脚”，这样它才能根据电脑发出的“命令”动作。“手”和“脚”不仅是一个执行命令的机构，它还应该具有识别的功能，这就是我们通常所说的“触觉”。由于动物和人的听觉器官和视觉器官并不能感受所有的自然信息，所以触觉器官就得以存在和发展。动物对物体的软，硬，冷，热等的感觉就是靠的触觉器官。在黑暗中看不清物体的时候，往往要用手去摸一下，才能弄清楚。大脑要控制手，脚去完成指定的任务，也需要由手和脚的触觉所获得的信息反馈到大脑里，以调节动作，使动作适当。人的眼睛是感觉之窗，人有80%以上的信息是靠视觉获取，能否造出“人工眼”让机器也能像人那样识文断字，看东西，这是智能自动化的重要课题。关于机器识别的理论，方法和技术，称为模式识别。所谓模式是指被判别的事件或过程，它可以是物理实体，如文字，图片等，也可以是抽象的虚体，如气候等。机器识别系统与人的视觉系统类似，由信息获取，信息处理与特征抽取，判决分类等部分组成。 机器认字 大家知道，信件投入邮筒需经过邮局工人分拣后才能发往各地。一人一天只能分拣2-3千封信，现在采用机器分拣，可以提高效率十多倍。机器认字的原理与人认字的过程大体相似。机器人的鼻子也就是用气体自动分析仪做成的。我国已经研制成功了一种嗅敏仪，这种气体分析仪不仅能嗅出丙酮、氯仿等四十多种气体，还能够嗅出人闻不出来但是却可以导致人死亡的一氧化碳（也就是我们通常所用的煤气）。这种嗅敏仪有一个由二氧化锡，氯化钯等物质烧结而成的探头（相当于鼻粘模）。当它遇到某些种类气体的时候，它的电阻就发生变化，这样就可以通过电子线路做出相应的显示，用光或者用声音报警。同时，用这种嗅敏仪还可以查出埋在地下的管道漏气的位置。 现在利用各种原理制成的气体自动分析仪已经有很多种类，广泛应用于检测毒气，分析宇宙飞船座舱里的气体成分，监察环境等方面。这些气体分析仪，原理和显示都和电现象有关，所以人们把它叫做电子鼻。把电子鼻和电子计算机组合起来，就可以做成机器人的嗅觉系统了。 人能够嗅出物质气味，分辨出周围物质的化学成分，这全是由上鼻道的粘模部分实现的。在人体鼻子的这个区域，在只有五平方厘米的面积上却分布有五百万个嗅觉细胞。嗅觉细胞受到物质的刺激，产生神经脉冲传送到大脑，就产生了嗅觉。人的鼻子实际上就是一部十分精密的气体分析仪。人的鼻子是相当灵敏的，就算在一升水中放进二百五十亿分之一的乙硫醇（就是一种特殊的具有异常臭味的化学物质），人的鼻子也能够闻出来。 机器人不外乎分为两种，一种是人类的朋友，协助正义战胜邪恶；另一种则是人类的敌人，给世界带来灾祸。随着工业化的实现，信息化的到来，我们开始进入知识经济的新时代。创新是这个时代的源动力。文化的创新、观念的创新、科技的创新、体制的创新改变着我们的今天，并将改造我们的明天。新旧文化、新旧思想的撞击、竞争，不同学科、不同技术的交叉、渗透，必将迸发出新的精神火花，产生新的发现、发明和物质力量。机器人技术就是在这样的规律和环境中诞生和发展的。科技创新带给社会与人类的利益远远超过它的危险。机器人的发展史已经证明了这一点。机器人的应用领域不断扩大，从工业走向农业、服务业；从产业走进医院、家庭；从陆地潜入水下、飞往空间；.。机器人展示出它们的能力与魅力，同时也表示了它们与人的友好与合作。 宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版 THMRV（TsingHua Mobile Robot V）清华V型智能车是清华大学计算机系智能技 术与系统国家重点实验室在中国科学院院士张钹 主持下研制的新一代智能移动机器人，兼有面向 高速公路和一般道路的功能。车体采用道奇7座厢 式车改装，装备有彩色摄像机和激光测距仪组成的 道路与障碍物检测系统；由差分GPS、磁罗盘和光 码盘组成的组合定位导航系统等。两套计算机系统 分别进行视觉住处处理，完成信息融合、路径规划、 行为与决策控制等功能。四台IPC工控机分别完成 激光测距信息处理、定位信息处理、通讯管理、驾 驶控制等功能。设计车速高速公路为80km/h，一般 道路为20 km/h。目前已能够在校园的非结构化道 路环境下，进行道路跟踪和避障自主行驶。汽车的 智能化可以减轻驾驶员的疲劳，适应复杂的天气条件，减少交通事故的发生。 这种机器人多么好哦！你一定喜欢吧,我也一样。目前，彩化斜拉桥的方法有三种，即彩色绕包、全材彩化及彩色涂装，其中彩色涂装是最经济且柔性较大的方法。到目前为止，国内外对斜拉桥缆索进行彩色涂装主要采用两种方法，一种是针对小型斜拉桥使用液压升降平台进行缆索涂装，另一种是利用预先装好的塔顶的定点，用钢丝托动吊篮搭载工作人员沿缆索进行涂装。前一种方法的工作范围十分有限，后一种方法是许多斜拉桥采用的普遍方法，但采用人工方法进行高空涂装作业不仅效率低、成本高，而且危险性大，尤其是在风雨天就更加危险。为此，上海交通大学机器人研究所于1997年与上海黄浦江大桥工程建设处合作研制了一台斜拉桥缆索涂装维护机器人样机。 机器人具有人机交互功能，在高空可以判断是否到顶、等一些环境情况。 在现在的社会里，机器人的使用范围越来越广泛，即使在很多的传统工业领域中人们也在努力使机器人代替人类工作，在食品工业中的情况也是如此。目前人们已经开发出的食品工业机器人有包装罐头机器人，自动午餐机器人和切割牛肉机器人等。在这里我们以 用机器人来切割牛的前半身 为例来对食品工业机器人 做一简要的介绍。 从设计机器 人的角度来看，切割牛的 前半身这个问题不是一个 简单的问题，要考虑的细节 十分的复杂，因为从牛的身 体结构来看，每头牛的肢体 虽然大致一样，但还是有 很多不相同的地方。机器 人系统必须要选择对每头牛 的最佳切割方法，最大限 度的减少牛肉的浪费。实 际上，要使机器人系统能熟练的模仿一个熟练屠宰工人的动作，最终的解决办法将是把传感器技术，人工智能和机器人制造等多项高技术集成起来，使机器人系统能自动适应产品加工中的各种变化。 现在研制成功的切割牛肉的机器人能切下占总重量60%的牛肉，人们还在不断地改进它的性能，使它能切下更多的牛肉。 机器人轮椅主要有口令识别与语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能。 机器人轮椅关键技术是安全导航问题，采用的基本方法是靠超声波和红外测距，个别也采用了口令控制。超声波和红外导航的主要不足在于可控测范围有限，视觉导航可以克服这方面的不足。在机器人轮椅中，轮椅的使用者应是整个系统的中心和积极的组成部分。对使用者来说，机器人轮椅应具有与人交互的功能。这种交互功能可以很直观地通过人机语音对话来实现。尽管个别现有的移动轮椅可用简单的口令来控制，但真正具有交互功能的移动机器人和轮椅尚不多见。便携式机器人搬运机器人点焊机器人20公斤举重机器人据美国媒体日前报道，一名年轻的美国业余科学家大卫汉森日前制造出了一个以自己漂亮女友为原型的“机器人女友”尽管目前只制造出来一个头颅，但这个“机器人”头颅不仅能愁会笑，而且模样逼真得竟跟真人就像是双胞胎姊妹。然而，大卫汉森的“机器人女友”太过逼真，因此在美国科学界引发了巨大的争议。 据报道，大卫汉森曾是美国得克萨斯大学的一名前学生，他的“机器人女友”不仅面部长相与汉森真女友尼尔森惊人相似，并且连“她”的一颦一笑、甚至一个皱眉动作都仿佛跟尼尔森一个模子里脱出来似的，“机器人女友”甚至还能跟汉森含情脉脉地对视。 汉森的“机器人女友”震惊了美国科学界。由于汉森的“机器人”制造得太像他的女友尼尔森了，他已触犯了许多科学家一直避免的机器人科研禁忌。在日本，农业劳动力老龄化和农业劳动力不足的问题十分突出，为了解决这一问题，日本开发除了一系列不同用途的农业机器人，这其中就包括采摘水果的机器人。这种机器人有他自身的特点：它们一般是在室外工作，作业环境较差，但是在精度上却没有工业机器人那样要求高；这种机器人的使用者不是专门的技术人员，而是普通的农民，所以技术不能太复杂，而且价格也不能太高。机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版 恩格尔伯格认为，服务机器人与人们生活密切相关，服务机器人的应用将不断改善人们的生活质量，这也正是人们所追求的目标。一旦服务机器人像其它机电产品一样被人们所接受，走进千家万户，其市场将不可限量。恩格尔伯格创建的TRC公司第一个服务机器人产品是医院用的“护士助手”机器人，它于1985年开始研制，1990年开始出售，目前已在世界各国几十家医院投入使用。“护士助手”除了出售外，还出租。由于“护士助手”的市场前景看好，现已成立了“护士助手”机器人公司，恩格尔伯格任主席。 “护士助手”是自主式机器人，它不需要有线制导，也不需要事先作计划，一旦编好程序，它随时可以完成以下各项任务：运送医疗器材和设备，为病人送饭，送病历、报表及信件，运送药品，运送试验样品及试验结果，在医院内部送邮件及包裹。 服务机器人多有用呀！机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 中国科技馆是国家科技、文化和社会发展的形象体现和重要窗口，它集中展示了中国五千年有代表性的科技成就，展示了当今世界科技发展的前沿和趋势。新展厅是科技及科普工作者智慧的结晶，它标志着我国科技馆建设在迎接新世纪到来之际，已步入世界科技馆教育的先进行列。说话行走机器人可以与观众简单对话，还可以躲避障碍物。由于受到语音识别技术的限制，机器人还不能像我们想象的那样自如地与大家交谈，但是这一天离我们已经不远了。该机器人是由行走机构、环境信息识别系统、语音识别系统、语音合成系统、电源系统和机器人外壳几部分组成。在它身上装有各种传感器，用来探测和识别在行走过程中遇到的障碍。语音识别系统可以通过无线话筒识别观众的问题，然后通过语音合成系统回答观众的问题。机器人通过传感器获得周围环境的信息后，自动判别并进行避障、前进。走进科技观新馆首先影入你眼帘的是巨型的拓扑符号，随着灯光的流动将人们带入了神秘的科学世界。站在拓扑符号前，一阵悦耳的音乐声传了过来，转脸一看原来是机器人乐队在演奏。乐队指挥是一个仿人形机器人，它手持指挥棒正在指挥乐队演奏。机器人乐队一曲接一曲地演奏着各种乐曲，很多观众在机器人乐队前流连忘返，尽情地享受着高科技带给我们的欢乐。现在，美国西尔索研究院（SRI）进行了一项研究，其目的是研究机器人与动物如何以最自然的方式相处。最近的研究结果表明，动物对机器人的反映良好，它们感到机器人比人和其他动物对它们的威胁要小得多。尽管有些动物经常与机器人接触，例如现在就有挤牛奶的机器人，但是使动物在与机器人的相处过程中尽可能地放松仍然是十分重要的。 这个机器人牧羊犬项目（RSP）是由SRI和布里斯托尔大学，里兹大学，牛津大学共同进行的。该项目是机器人与工程研究项目的子项目，将为未来研究机器人与动物的相互作用奠定一个良好的基础。大多数的司机对加油站里的刺鼻的汽油味都感到头疼，而且加油 时不小心就会在手上和衣服上染上汽 油，用加油机器人来完成这项工作也 许是更好的选择。用加油机器人可以 节省人力，因为它可以24小时连续 工作；加油时不会出现过满外溢现象； 可以减少空气污染，保护了环境。正 是基于这些考虑，美国、德国、法国等 都研制出了自己的加油机器人。受德国宝马 汽车公司、奔驰汽车公司及阿拉尔石 油公司的委托，德国莱斯机器人公司和弗劳恩霍夫生产技术与自动化研究所合作，耗资1500万马克，历时3年多，研制出了世界上第一台汽车加油机器人样机，该机器人可以对油箱盖在右后侧的80的汽车加油。 通用雕刻机器人（三维电脑雕刻机）以直角坐标型机器人构型为基础，采用了图文编程自动走刀的创新设计理念。雕刻机器人电脑雕刻系统集扫描、编辑、排版、雕刻诸功能于一体，是CAD/CAM一体化的典型产品，能方便快捷地在各种材质上雕刻出逼真、精致、耐久的二维图形及三维立体浮雕。该机器人运用多轴联动控制、轨迹插补、离线编程等机器人相关技术，并采用了PCNC硬件结构和控制软件，可应用于模具（如轮胎模具）图文雕刻及广告标志、工艺美术制作。玻璃雕刻机器人是应用于玻璃深加工行业的CAD/CAM一体化产品。这就是雕刻机器人，这是鞋厂、化工厂、油漆厂、鞋底厂、雕刻厂必须的重要机器哦！ Handy1康复机器人是目前世界上最成功的一种低价的康复机器人系统，现在有100多名严重残疾的人经常在使用它。在许多发达国家都有人采用了这种机器人 目前正在生产的机器人能完成3种功能，是由3种可以拆卸的滑动托盘来分别实现的，它们是吃饭/喝水托盘，洗脸/刮脸/刷牙托盘以及化妆托盘，它们可以根据用户的不同要求提供。由于不同的用户要求不同，他们可能会要求增加或者去掉某种托盘，以适应他们身体残疾的情况，因而灵活地生产可更换的托盘是很重要的。 Handy1具有通话能力，它可以在操作过程中为护理人员及用户提供有用的信息，所提供信息可以是简单的操作指令及有益的指示，并可以用任何一种欧洲语言讲出来。这种装置可以大大提高Handy1的方便用户的能力，而且有助于突破语言的障碍。 以进食为例，Handy1工作过程是这样的：在Handy1的托盘部分装有一个光扫描系统，它使用户能够从餐盘的任何部分选择食物。简而言之，一旦系统通电，餐盘中的事物就被分配到若干格中，共有7束光线在餐盘的后面从左向右扫描。用户只用等到光线扫到他想吃的食物的那一格的后面时，就可以按下单一的开关，启动Handy1。机器人前进到餐盘中所选中的部分，盛出一满勺食物送到用户的嘴里。用户可以按照自己希望的速度盛取食物，这一过程可以重复进行，只到盘子空了为止。机器人上的计算机始终跟踪盘子中被选中食物的地方，并自动控制扫描系统越过空了的地方。机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版 遥控消防机器人 1986年第一次使用了这种机器人。当消防人员难于接近火灾现场灭火时，或有爆炸危险时，便可使用这种机器人。这种机器人装有履带，最大行驶速度可达10公里/小时，每分钟能喷出5吨水或3吨泡沫。 喷射灭火机器人 这种机器人于1989年研制成功，属于遥控消防机器人的一种，用于在狭窄的通道和地下区域进行灭火。机器人高45厘米，宽74厘米，长120厘米。它由喷气式发动机或普通发动机驱动行驶。当机器人到达火灾现场时，为了扑灭火焰，喷嘴将水流转变成高压水雾喷向火焰。消防侦察机器人消防侦察机器人诞生于1991年，用于收集火灾现场周围的各种信息，并在有浓烟或有毒气体的情况下，支援消防人员。机器人有4条履带，一只操作臂和9种采集数据用的采集装置，包括摄像机、热分布指示器和气体浓度测量仪。攀登营救机器人攀登营救机器人于1993年第一次使用。当高层建筑物的上层突然发生火灾时，机器人能够攀登建筑物的外墙壁去调查火情，并进行营救和灭火工作。该机器人能沿着从建筑物顶部放下来的钢丝绳自己用绞车向上提升，然后它可以利用负压吸盘在建筑物上自由移动。这种机器人可以爬70米高的建筑物。救护机器人救护机器人于1994年第一次投入使用。这种机器人能够将受伤人员转移到安全地带。机器人长4米，宽1.74米,高1.89米，重3860公斤。它装有橡胶履带，最高速度为4公里/小时。它不仅有信息收集装置，如电视摄像机、易燃气体检测仪、超声波探测器等；还有2只机械手，最大抓力为90公斤。机械手可将受伤人员举起送到救护平台上，在那里可以为他们提供新鲜空气。 机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 越南战争期间美国空军损失惨重，被击落飞机2500架，飞行员死亡5000多名，美国国内舆论哗然。为此美国空军较多地使用了无人机。如“水牛猎手”无人机在北越上空执行任务2500多次，超低空拍摄照片，损伤率仅4。AQM-34Q型147火蜂无人机飞行500多次，进行电子窃听、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通道等。Lutronix公司正在研制一种15厘米的垂直起降旋翼式无人机，名叫Kollibri，它是在一个垂直圆柱顶端装上旋翼，摄像机装在底部。利用舵面控制俯仰、横滚及偏航，一个压电石英驱动器移动舵面。动力装置是一台电动机或D-STAR公司正在研制的0.1马力的柴油发动机。无人机的直径10厘米，重316克，负载重量100克，微型柴油机重37克，燃料重132克，占整个无人机重量的一半以上。在海湾战争中，先锋无人机成了美国陆军部队的开路先锋。它为陆军第7军进行空中侦察，拍摄了大量的伊军坦克、指挥中心、及导弹发射阵地的图像，并传送给直升机部队，接着美军就出动“阿帕奇”攻击型直升机对目标进行攻击，必要时还可呼唤炮兵部队进行火力支援。先锋机的生存能力很强，在319架次的飞行中，仅有一架被击中，有45架由于电磁干扰而失事。 在美国新泽西州的一家医药公司里，一台小车式的机器人正在公司大楼狭窄的过道中巡逻，只要发现有烟雾或距其30米以内有行人，它就会向指挥中心的值班人员发出警报。这是一台SR2室内保安机器人，是由Cybermotion公司为满足美国三军后勤部门的迫切需求研制的。 保安机器人一般可分成室内型及室外型两种，SR2就属于室内机器人，它的改进型叫MDARS-I。1999年年中，Cybermotion公司与陆军签订了一项为期7年的合同，生产MDARS-I机器人，每个 系统单价约10万美元。预计陆军一共将采 购25个系统100台机器人，用于美国18 个不同的军用仓库中，2001年正式生产。 MDARSI的最低速度为3公里/时，一 次充电可连续工作8小时，它可在360度范围内发现10米远的物体。机器人装有入侵者探测用的微波雷达，热成像仪，音响传感器，一台CCD摄像机，红外照明器和旋转及倾斜平台，还有超声波传感器及导航传感器等。一个无线局域网络转接器方便了机器人与控制站的通信。下班后机器人在仓库内巡逻，可发现烟、火及入侵者。此外，它还可确定所存物品的状况及位置，发现问题及时发出警报。 MDARS-E在值班时可自主进行监视，发现入侵者或异常情况时，视频链路自动启动，控制站记录下音响及视频警报，保安人员可以由远处观察那里的情况，或与入侵者对话。室外型机器人可用于军事基地、核武器设施、洲际导弹发射井、军需仓库、军火库、机场、铁路枢纽、港口、储油区，及其它重要设施的保卫工作。桑德斯（Sanders）公司研制的微星（Micro STAR）无人机，翼展为15厘米，重100克，最大负载15克，耗电15瓦，续航时间2060分钟，航程5公里，巡航速度55.6公里/时，飞行高度1591米，它的最佳飞行高度在4661米。 微星将携带昼夜摄像机及发射机。地面站是一个2.7公斤重的笔记本电脑，以后将改成手持式的终端。微星既可重复使用，也可一次性使用。对士兵操作的培训时间不超过6个月。预计2001年7月进行飞行试验，整个计划将于2001年9月完成。Aero Vironment公司研制的“黑蜘蛛”（Black Widow）固定翼微型无人机成圆盘形，它的翼展15厘米，重56.7克，航程3公里，飞行速度69公里/小时，室外续航时间20分钟，公司希望最终到达1小时。飞行试验表明，黑蜘蛛的隐蔽性很好，很难看见或听到它，它的电动机的声音比鸟叫声小得多，人们不知道它在哪里。空间建筑与装配。一些大型的安装部件，比如无线电天线，太阳能电池，各个舱段的组装等舱外活动都离不开空间机器人，机器人将承担各种搬运，各构件之间的连接紧固，有毒或危险品的处理等任务。在不久的将来，人造空间站初期建造一半以上的工作都将由机器人完成。卫星和其他航天器的维护与修理。随着人类在太空活动的不断发展，人类在太空的“财产”也越来越多，在这些财产中人造卫星占了绝大 多数。如果这些卫星一旦发生故障，丢弃它们再发射新的卫星 就很不经济，必须设法修理后使它们重新发挥作用。但是如 果派宇航员去修理，又牵涉到舱外活动的问题，而且由于航 天器在太空中，是处于强烈宇宙辐射的环境之下，人根本无法执行任务，所以只能依靠机器人。空间机器人所进行的维护和修理工作有回收失灵卫星，对故障卫星进行就地修理，为空间飞行器补给物资等。空间生产和科学实验。宇宙空间为人类提供了地面上无法实现的微重力和高真空环境，利用这一环境可以生产出地面上无法或难以生产出的产品。空间机器人在保证空间活动的安全性，提高生产效率和经济效益，扩大空间站的作用等方面都将发挥巨大的作用。 机器人扫雷的主要困难在探雷，首先要找到地雷在哪里。今天已采用的或正在研制中的探雷技术主要有：金属探测器；地面穿透雷达及红外传感器等。用这些方法探雷往往虚警率过高，探测率很低。现在没有哪一个单个传感器可以满足探雷的要求，于是人们就把多种传感器结合起来，以求得到更好的效果。由于探雷所需的数据来自不同的传感器，要做到准确判断，就需要复杂的传感器融合技术，而传感器融合所需要的计算量特别大。 核四级矩系统的能耗很大，但把它装在车上，它的体积、重量和动力都不成问题，价格也比较便宜，因而特别适合用于机器人探雷。美国陆军打算把它用在自己新的探雷车上，该车正处于工程制造阶段。目前机器人探雷扫雷的应用才刚刚开始，由于用机器人探雷及扫雷的速度快，特别是可以避免士兵伤亡这一最大的优点，使它具有光明的前景。所谓地面军用机器人是指在地面上使用的机器人系统，它们不仅在和平时期可以帮助民警排除炸弹、完成要地保安任务，在战时还可以代替士兵执行扫雷、侦察和攻击等各种任务，今天美、英、德、法、日等国均已研制出多种型号的地面军用机器人。在西方国家中，恐怖活动始终是个令当局头疼的问题。英国由于民族矛盾，饱受爆炸物的威胁，因而早在60年代就研制成功排爆机器人。英国研制的履带式“手推车”及“超级手推车”排爆机器人，已向50多个国家的军警机构售出了800台以上。最近英国又将手推车机器人加以优化，研制出土拨鼠及野牛两种遥控电动排爆机器人，英国皇家工程兵在波黑及科索沃都用它们探测及处理爆炸物。土拨鼠重35公斤，在桅杆上装有两台摄像机。野牛重210公斤，可携带100公斤负载。两者均采用无线电控制系统，遥控距离约1公里。排除爆炸物机器人有轮式的及履带式的，它们一般体积不大，转向灵活，便于在狭窄的地方工作，操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。机器人车上一般装有多台彩色CCD摄像机用来对爆炸物进行观察；一个多自由度机械手，用它的手爪或夹钳可将爆炸物的引信或雷管拧下来，并把爆炸物运走；车上还装有猎枪，利用激光指示器瞄准。后，它可把爆炸物的定时装置及引爆装置击毁；有的机器人还装有高压水枪，可以切割爆炸物。非常有用！“土拨鼠”（右）和“野牛”（左）排爆机器人机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版机器人博览（JQRBL）第一期 2005年5月28日星期一 返 回 第 版宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 宇宙工作室出版 联系地址：地球村机器人研究所 E-MAIL： 服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义。不同国家对服务机器人的认识不同。服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一 个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主 工作的机器人，它能完成有意于人类健康的服务工 作，但不包括从事生产的设备。这里，我们把其 它一些贴近人们生活的机器人也列入其中。 1999年末，世界全 部服务机器人至少为6600台，其中家用机器人有 3000台，约占50，水下机器人及医用机器人分 别占14及12，清洁机器人占6，其他所有 机器人占23。 预计20002006年 服务机器人总量将增加到49,400台，其中40,000 台是家用机器人（除真空吸尘机器人外），5000台 是医用机器人。家用真空吸尘机器人2000年底将 进入市场，如果价格合理，2006年的销售量可能达 到25万台以上。 家用机器人的总销 售量预计将超过30万台，它表明服务机器人市场 即将进入一个崭新的阶段。 从需求及设备现有的技术水平方面来看，残疾人用的机器人还没有达到人们预期的目标。未来10年，助残机器人肯定会成为服务机器人的一个关键的领域。许多重要的研究机构正在集中力量开发这类机器人。 就服务机器人的总体来看，普及方面的主要困难一个是价格问题；另一个是，用户对机器人的益处、效率及可靠性不十分了解。我国是一个少林的国家，森林覆盖率仅为13.92%，在世界各国中排120位。我国人均森林蓄积量为9.8立方米，远远低于世界林业发达国家水平。为克服我国的森林资源危机，改进森林资源利用，充分发挥林地效益，其重要途径是：一、充分利用森林采伐剩余物；二、培育优质工业用材林。 在采伐剩余物中，伐根占有相当大的比重。伐区的伐根蓄积量很大，用途广（伐根可用于硫酸盐纸浆生产，微生物工业和制造木塑料等）。将伐根取出利用，经济效益极为可观。伐根清除后的林地易于人工更新造林，并可以清除繁殖在伐根上