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机器人发展史 机器人的历史并不算长 1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人 机器人的历史才真正开始 格在大学攻读伺服理论 这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论 德沃尔曾于1946年发明了一种系统 可以 重演 所记录的机器的运动 1954年 德沃尔又获得可编程机械手专利 这种机械手臂按程序进行工作 可以根据不同的工作需要编制不同的程序 因此具有通用性和灵活性 英格伯格和德沃尔都在研究机器人 认为汽车工业最适于用机器人干活 因为是用重型机器进行工作 生产过程较为固定 1959年 英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人 这种机器人外形有点像坦克炮塔 基座上有一个大机械臂 大臂可绕轴在基座上转动 大臂上又伸出一个小机械臂 它相对大臂可以伸出或缩回 小臂顶有一个腕子 可绕小臂转动 进行俯仰和侧摇 腕子前头是手 即操作器 这个机器人的功能和人手臂功能相似 它成为世界上第一台真正的实用工业机器人 此后英格伯格和德沃尔成立了 尤尼梅逊 公司 兴办了世界上第一家机器人制造工厂 第一批工业机器人被称为 尤尼梅特 意思是 万能自动 他们因此被称为机器人之父 1962年美国机械与铸造公司也制造出工业机器人 称为 沃尔萨特兰 意思是 万能搬动 尤尼梅特 和 沃尔萨特兰 就成为世界上最早的 至今仍在使用的工业机器人 据说文艺复兴时期 既是杰出画家 又是科学家的达 芬奇 曾设计出了一款机器人 近百年来发展起来的机器人 大致经历了三个成长阶段 也即三个时代 第一代为简单个体机器人 第二代为群体劳动机器人 第三代为类似人类的智能机器人 它的未来发展方向是有知觉 有思维 能与人对话 第一代机器人属于示教再现型 第二代则具备了感觉能力 第三代机器人是智能机器人 它不仅具有感觉能力 而且还具有独立判断和行动的能力 英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人 属于示教再现型 即人手把着机械手 把应当完成的任务做一遍 或者人用 示教控制盒 发出指令 让机器人的机械手臂运动 一步步完成它应当完成的各个动作 20世纪70年代 第二代机器人开始有了较大发展 第二代机器人则对外界环境实用阶段 并开始普及 第三代机器人是智能机器人 它不仅具有感觉能力 而且还具有独立判断和行动的能力 并具有记忆 推理和决策的能力 因而能够完成更加复杂的动作 中央电脑控制手臂和行走装置 使机器人的手完成作业 脚完成移动 机器人能够用自然语言与人对话 智能机器人在发生故障时 通过自我诊断装置能自我诊断出故障部位 并能自我修复 今天 智能机器人的应用范围大大地扩展了 除工农业生产外 机器人应用到各行各业 机器人已具备了人类的特点 机器人向着智能化 拟人化方向发展的道路 是没有止境的 机器人是虽然外表可能不像人 也不以人类的方式操作 但可以代替人力自动工作的机器 后来美国著名科普作家艾萨克 阿西莫夫为机器人提出了三条原则 即 机器人三定律 第一定律 机器人不得伤害人 或任人受到伤害而无所作为 第二定律 机器人应服从人的一切命令 但命令与第一定律相抵触时例外 第三定律 机器人必须保护自身的安全 但不得与第一 第二定律相抵触 这些 定律 构成了支配机器人行为的道德标准 机器人必须按人的指令行事 为人类生产和生活服务 第 代 第二代是有感觉的机器人 它们对外界环境有一定感知能力 并具有听觉 视觉 触觉等功能 机器人工作时 根据感觉器官 传感器 获得的信息 灵活调整自己的工作状态 保证在适应环境的情况下完成工作 如 有触觉的机械手可轻松自如地抓取鸡蛋 具有嗅觉的机器人能分辨出不同饮料和酒类 似的 第 代 第三代机器人是智能机器人 它不仅具有感觉能力 而且还具有独立判断和行动的能力 并具有记忆 推理和决策的能力 因而能够完成更加复杂的动作 中央电脑控制手臂和行走装置 使机器人的手完成作业 脚完成移动 机器人能够用自然语言与人对话 智能机器人的 智能 特征就在于它具有与外部世界 对象 环境和人相适应 相协调的工作机能 从控制方式看 智能机器人不同于工业机器人的 示教 再现 不同于遥控机器人的 主 从操纵 而是以一种 认知 适应 的方式自律地进行操作 智能机器人在发生故障时 通过自我诊断装置能自我诊断出故障部位 并能自我修复 今天 智能机器人的应用范围大大地扩展了 除工农业生产外 机器人应用到各行各业 机器人已具备了人类的特点 机器人向着智能化 拟人化方向发展的道路 是没有止境的 第 代机器人 自动偶人 1662年 日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶 并在大阪的道顿堀演出 18世纪末 日本人若井源大卫门和源信在此基础上进行了改进 制造出了端茶玩偶 它是木质的 发条和弹簧则是用鲸鱼须制成的 它双手捧着茶盘 如果把茶杯放在茶盘上 它便会向前走 把茶端给客人 客人取茶杯时 它会自动停止行走 客人喝完茶把茶杯放回茶盘上时 它就又转回原来的地方 若在客厅里有这样一个玩偶 一定会给人们增添许多乐趣 法国的机械师鲍堪松小时候就擅长搞发明创造 幻想用机械制造出与真的动物一样的 机械动物 1738年 他制造出带有齿轮的铁鸭子 它能惟妙惟肖地模仿真正的鸭子的动作 当时的百科词典中有详细的描写 德国大诗人歌德后来见到过这个铁鸭子 并且还记到日记中 鲍堪松还制造过会吹笛子的牧童 它坐在基座上 高170厘米 能吹12首不同的曲子 牧童用嘴向长笛的圆孔吹气 使笛子发出响声 它的手指在笛子上的其他圆孔上来回按动 使长笛的声音发生变化 牧童吹笛子的时候 鲍堪松还亲自用铃鼓伴奏 记载和传说难免溢美之词 但鲍堪松的创造却是确有其事 鲍堪松制造的 自动偶人 曾向巴黎公众展出过 当时轰动了整个欧洲 鲍堪松还制造过 机械驴 1742年 这位发明家计划制造一台自动织布机 里昂的织布工人知道后 怕自动织布机与他们竞争 决定狠狠揍鲍堪松一顿 于是鲍堪松就制造了一个能在普通织布机上使用的 机械驴 有人说这是第一个 工业机器人 因而把鲍堪松誉为欧洲的机器人之父 机器人的未来 在已经过去的20世纪 机器人的家族逐渐发展 壮大 在科学技术高度发展的今天 你能预测下一世纪的机器人会是什么样子呢 对于现有机器人的功能 这个人丁兴旺的大家族又会对人类的文明和社会的进步产生怎样的影响呢 1 机器人会越来越小目前各国的研究现状而言 表明微型机器人大多还处于实验室或原型开发阶段 但可以预见 将来微型机器人将广泛出现 由德国工程师莱纳尔 格茨恩发明的微型机器人 可直接由针头注射进入人体血管 尿道 胆囊或肾脏 它依靠微型磁铁驱动器前进 由医生通过遥控器指挥 既可用于疾病诊断 也可用于如动脉硬化 胆结石等管腔阻塞类疾病治疗 还能听从医生指挥 将药物直接送达到需要医治的患病器官 以取得更好的治疗效果 当这种微型机器人工作完成后 医生便可以像抽血那样用针头将它抽出来 未来 将会有可以进入人体血液循环系统的功能齐全的医用微型机器人 能进入工业上的小管道甚或裂缝 进行检测与维护的工业用微型机器人 以及各种微型传感器 微型机电产品 如掌上电视等 在军事上 将有小如昆虫的飞行器 用于侦察敌情 装有自动驾驶系统 能在海底航行数年的微型潜艇 2 机器人会越来越聪明现在的智能机器人 它的智力最高也只相当于两三岁幼儿的智力水平 在将来 高智能的机器人将越来越多 其智力水平也一定会不断提高 慢慢地达到七八岁 十几岁少年甚至青年人的智力水平 20世纪90年代后期 为促进智能机器人的发展 日本 韩国等国家相继发起举行机器人足球世界杯赛 并成立了相应的协会 机器人足球赛涉及多机器人的动作协调 系统控制等前沿的课题 可以说 每一场机器人足球赛实际上都是世界各国机器人发展水平的一场较量 也许在将来的某一天 就如同1996年世界国际象棋冠军卡斯帕罗夫输给了计算机 深蓝 一样 我们会看到世界顶尖级的球员组成的 超级联队 也对付不了的机器人球队 你相信吗 未来的机器人 在21世纪 在人的控制下 在改造自然 发展生产的事业和家庭生活中 将会出现更多更好的机器人 会有灭火的机器人 它身行敏捷 不仅在熊熊烈火之中来去自如 而且不管哪里冒烟 起火 它都能及时发现 赶到现场 将火灾隐患消灭 会有检修汽车机器人 只要把车摆上检修台 它用眼一扫 耳朵一听 立即就会查出毛病的部位和原因 进行修理 只需几分钟 会有边防机器人 24小时连续值勤 万无一失 不管白天 黑夜 风雨 冰雪天气 一有敌情 它就能马上采取措施 封锁边境线 同时通知空中 地