工业机器人的智能化技术

机器人智能技术学院：机械工程学院类别：名称：学生编号：一、导言从感觉记忆到思考的过程被称为“智慧”。智慧的结果是行为和语言。行为和语言的表达过程被称为“能力”。两者都被称为“智能”。智能机器人被称为智能机器人，因为它有一个相当发达的“大脑”。大脑中起作用的是中央计算机，它与操作它的人直接相连。最重要的是，这种计算机可以执行根据目的安排的动作。大多数专家认为，智能机器人至少必须具备以下三个要素：第一，感官要素，即利用各种内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉和嗅觉，来了解周围环境的状态；第二种是运动元素，它不仅有感受器，还有效应器，作为一种作用于周围环境的手段，对外界作出反应性的动作；第三是思维因素，根据感官因素获得的信息，思考出应该采取什么样的行动。传感元件包括能够感知视觉、接近度、距离等的非接触式传感器。以及能够感应功率、压力、触摸等的接触传感器。这些元件基本上等同于人的眼睛、鼻子、耳朵和其他五种感官，并且它们的功能可以通过使用诸如照相机、图像传感器、超声波发射器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电组件来实现。对于移动元件，智能机器人需要无轨移动机构来适应不同的地理环境，如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等。它们的功能可以通过诸如轮子、轨道、脚、吸盘、气垫等移动机构来实现。在运动过程中，需要对运动机构进行实时控制。这种控制不仅应包括位置控制，还应包括强度控制、位置和强度混合控制、膨胀率控制等。智能机器人的思维要素是这三个要素中的关键，也是人们应该赋予机器人的基本要素。思维要素包括判断、逻辑分析和理解中的智力活动。这些智力活动本质上是一个信息处理过程，而计算机是完成这一处理过程的主要手段。智能的发展是第三代机器人的一个重要特征。根据机器人的智力水平，人们决定他们属于哪个机器人。有些人甚至把机器人分成以下几类：受控机器人“零代”机器人，它们没有任何智力表现，是由人类控制的机械手；可训练机器人是第一代机器人，有记忆，由人操作。行动计划和项目由人们指定。它只记得(接受训练的能力)并复制它们。在感觉机器人记住由人安排的计划之后，机器人可以根据来自外部的一个或其他数据(反馈)来计算具体的动作程序。在个智能机器人指定目标后，机器人制定出自己的操作计划，根据实际情况确定自己的行动方案，然后将自己的行动转化为操作机构的动作。因此，它拥有广泛的感觉系统、智能和模拟装置(周围环境和它的机器人的意识和自我意识)二。显色法起初，机器人身上没有智能单元，只有一个执行器和一个传感机构。它能够处理传感信息，使用传感信息(包括视觉、听觉、触觉、接近度、力和红外线、超声波和激光等)进行控制和操作。)。在外部计算机的控制下，外部计算机具有智能处理单元，该智能处理单元处理受控机器人收集的各种信息、机器人自身的各种姿态和轨迹以及其他信息，然后发出控制指令来命令机器人的动作。随着科学技术的进步，机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人机对话，实现对机器人的控制和操作。虽然它具有一定的处理和决策功能，可以独立实现轨迹规划和简单避障等功能，但仍受外部控制。以上属于初级智能机器人。与工业机器人不同，它有像人类一样的感觉、识别、推理和判断能力。它可以根据外部条件的变化在一定范围内修改程序，即适应外部条件的变化并对自身进行相应的调整。然而，修改程序的原则是由人类预先规定的。初级智能机器人具有一定的智能。虽然没有自动规划能力，但初级智能机器人也开始成熟并达到实用水平。高级智能机器人和初级智能机器人一样，具有感知、识别、推理和判断的能力。它还可以根据外部条件的变化在一定范围内修改自己的程序。不同之处在于本体有感知、处理、决策、执行等模块。它可以像一个自主的人一样独立行动和处理问题。修改程序的原则不是由人规定的，而是由机器人自己通过学习和总结经验获得的，所以它的智能比早期的智能机器人要高。这种机器人的特点是自主性和适应性。它具有一定的自动规划能力，可以安排自己的工作。这种机器人可以完全独立工作，不需要人的关心。因此，它被称为先进的自律机器。这种机器人也开始变得实用。由于全自主移动机器人涉及到驾驶员控制、传感器数据融合、模式识别、神经网络等多个方面的研究，它能够全面反映一个国家的制造业和人工智能水平。因此，许多国家都非常重视全自主移动机器人的研究。第三，在机器人中的应用焊接机器人的研究经历了三个阶段，即示教再现阶段、离线编程阶段和自主编程阶段。随着计算机控制技术的不断进步，焊接机器人将从单一的示教再现型发展到多传感、智能的柔性处理单元(系统)，从第二代向第三代的过渡将成为焊接机器人追求的目标。要求弧焊机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪，还能实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制。研究智能机器人焊接技术，提高当前工业生产中示教再现焊接机器人的自适应或智能功能，一方面是高科技产品复杂焊接工艺及其焊接质量和效率的迫切要求；此外，随着人类探索空间的扩大，极端环境下的焊接制造，如太空、深水和核环境，也对自主智能焊接机器人的发展提出了很强的技术要求。在实际的焊接制造过程中，还需要进一步完善和发展。用于特殊焊接部件的特殊焊接机器人，如爬行焊接机器人和特殊焊接机构，也在研究和开发中。医疗机器人：在未知环境中，实时避障是实现智能机器人自主工作的关键技术。敏感的皮肤可以使智能机器人具有环境感知和实时决策的能力。开发的敏感皮肤由模块化微型红外传感器阵列组成，具有强大的数据处理能力，可粘贴在机器人表面，依靠皮肤上的红外传感器感知外界环境。该系统采用几何光学模型方法测量敏感皮肤与障碍物之间的距离。实验结果表明，敏感皮肤能够实时、准确地给出传感区域内多关节机器人周围障碍物存在和距离的信息，为解决机器人避障问题提供了一个新的范例。在鼻内窥镜手术中，全智能机器人执行鼻内窥镜手术来治疗慢性鼻窦炎和鼻肉。结果：手术顺利进行，无术中、术后并发症。结论：影像导航手术定位准确，创伤小，并发症少。结合内镜，可纠正软组织移位引起的偏离，确认耳鼻喉科的体征及其相连的高危解剖区域，提高手术安全性“机器人女士”，他发现他的一些同胞可以毫无兴趣地应付彼此的谈话，并且他们的谈话可以很好地继续。机器人女士继承了这种能力，能够在问题中找到关键词，然后形成一些公式化和适当的答案。四.发展方向智能机器人大致有两种发展方向。一个是类人智能机器人，是人类梦想中的机器人。另一个是它看起来不像人，但是有机器智能。人指定目标后，机器人独立编制操作计划，根据实际情况确定动作程序，然后将动作转化为操作机构的运动。因此，它拥有广泛的感觉系统、智能和模拟装置(周围环境和它的机器人的意识和自我意识)。V.存在的问题尽管机器人人工智能取得了显著的成就，但控制论专家认为其智能水平还没有达到极限。问题不仅在于计算机的计算速度不够快和传感器的种类不多，还在于其他方面，如缺乏为机器人的理性行为编程的设计思想。这非常像用高级语言编程。只要指出“一组由1分隔的1到20的数字”，机器人就会将这组指令输入到指定的操作系统中。最明显的是，最明显的指令，比如“一接触到热物体就把手缩回去”，甚至在大脑意识到之前就已经发出了。在复杂的生物系统中，学习能力是组织控制的另一个普遍原则，它是适应生活环境的能力，这种环境以前是未知的，并且在相当大的范围内发生了变化。这种适应性不仅是整个身体所固有的，也是个体器官甚至身体功能所固有的。当同一问题需要多次解决时，这种能力是无法替代的。可以看出，适应性现象在整个生物世界的客观行为中起着极其重要的作用。控制机器人的问题在于模拟动物的运动和人类的适应性。机器人控制层的建立首先是实现感知功能、信息处理功能和控制功能在机器人的各个层和子系统之间的分配。第三代机器人具有大规模处理能力。在这种情况下，完全统一的信息处理和控制算法实际上是低效的，甚至是无用的。因此，分层自适应结构的出现首先是为了提高机器人控制的质量，即降低不确定性水平和提高动作速度。为了发挥各个层次和子系统的作用，信息量必须大大减少。因此，该算法的不同功能使人们能够以大大减少