智能机器人 (科技)

智能机器人之所以叫智能机器人,这是因为它有相当发达的“大脑”。在脑中起作用的是中央计算机,这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是,这样的计算机可以进行按目的安排的动作。正因为这样,我们才说这种机器人才是真正的机器人,尽管它们的外表可能有所不同。

名称
智能机器人
具备要素
感觉、动作、思考要素
发展前景
广

1简介

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智能机器人智能机器人

    我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人,它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的"活物".其实,这个自控"活物"的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉,或称自整步电动机,它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。我们称这种机器人为自控机器人,以便使它同前面谈到的机器人区分开来。它是控制论产生的结果,控制论主张这样的事实:生命和非生命有目的的行为在很多方面是一致的。正像一个智能机器人制造者所说的,机器人是一种系统的功能描述,这种系统过去只能从生命细胞生长的结果中得到,现在它们已经成了我们自己能够制造的东西了。

2特点

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智能机器人智能机器人
   

智能机器人能够理解人类语言,用人类语言同操作者对话,在它自身的“意识”中单独形成了一种使它得以“生存”的外界环境——实际情况的详尽模式。它能分析出现的情况,能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求,能拟定所希望的动作,并在信息不充分的情况下和环境迅速变化的条件下完成这些动作。当然,要它和我们人类思维一模一样,这是不可能办到的。不过,仍然有人试图建立计算机能够理解的某种“微观世界”。比如维诺格勒在麻省理工学院人工智能实验室里制作的机器人。这个机器试图完全学会玩积木:积木的排列、移动和几何图案结构,达到一个小孩子的程度。这个机器人能独自行走和拿起一定的物品,能“看到”东西并分析看到的东西,能服从指令并用人类语言回答问题。更重要的是它具有“理解”能力。为此,有人曾经在一次人工智能学术会议上说过,不到十年,我们把电子计算机的智力提高了10倍;如维诺格勒所指出的,计算机具有明显的人工智能成分。

3分类

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智能机器人智能机器人

    机器人可分为一般机器人和智能机器人。

一般机器人是指不具有智能,只具有一般编程能力和操作功能的机器人。

到目前为止,在世界范围内还没有一个统一的智能机器人定义。大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素:一是感觉要素,用来认识周围环境状态;二是运动要素,对外界做出反应性动作;三是思考要素,根据感觉要素所得到的信息,思考出采用什么样的动作。感觉要素包括能感知视觉、接近、距离等的非接触型传感器和能感知力、压觉、触觉等的接触型传感器。这些要素实质上就是相当于人的眼、鼻、耳等五官,它们的功能可以利用诸如摄像机、图像传感器、超声波传成器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件来实现。对运动要素来说,智能机器人需要有一个无轨道型的移动机构,以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制,这种控制不仅要包括有位置控制,而且还要有力度控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键,也是人们要赋予机器人必备的要素。思考要素包括有判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程,而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。智能机器人根据其智能程度的不同,又可分为三种:

传感型机器人

又称外部受控机器人。机器人的本体上没有智能单元只有执行机构和感应机构,它具有利用传感信息(包括视觉、听觉、触觉、接近觉、力觉和红外、超声及激光等)进行传感信息处理、实现控制与操作的能力。受控于外部计算机,在外部计算机上具有智能处理单元,处理由受控机器人采集的各种信息以及机器人本身的各种姿态和轨迹等信息,然后发出控制指令指挥机器人的动作。目前机器人世界杯的小型组比赛使用的机器人就属于这样的类型。

交互型机器人

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与操作。虽然具有了部分处理和决策功能,能够独立地实现一些诸如轨迹规划、简单的避障等功能,但是还要受到外部的控制。

自主型机器人

在设计制作之后,机器人无需人的干预,能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。自主型机器人的本体上具有感知、处理、决策、执行等模块,可以就像一个自主的人一样独立地活动和处理问题。机器人世界杯的中型组比赛中使用的机器人就属于这一类型。全自主移动机器人的最重要的特点在于它的自主性和适应性,自主性是指它可以在一定的环境中,不依赖任何外部控制,完全自主地执行一定的任务。适应性是指它可以实时识别和测量周围的物体,根据环境的变化,调节自身的参数,调整动作策略以及处理紧急情况。交互性也是自主机器人的一个重要特点,机器人可以与人、与外部环境以及与其他机器人之间进行信息的交流。由于全自主移动机器人涉及诸如驱动器控制、传感器数据融合、图像处理、模式识别、神经网络等许多方面的研究,所以能够综合反映一个国家在制造业和人工智能等方面的水平。因此,许多国家都非常重视全自主移动机器人的研究。

智能机器人的研究从60年代初开始,经过几十年的发展,目前,基于感觉控制的智能机器人(又称第二代机器人)已达到实际应用阶段,基于知识控制的智能机器人(又称自主机器人或下一代机器人)也取得较大进展,已研制出多种样机。

4研发方向

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智能机器人智能机器人

     由于现有的智能机器人的智能水平还不够高,因此在今后的发展中, 努力提高各发面的技术及其综合应用,大力提高智能机器人的智能程 度,提高智能机器人的自主性和适应性,是智能机器人发展的关键。 同时,智能机器人涉及多个学科的协同工作,不仅包括技术基础, 甚至还包括心理学伦理学等社会科学,让智能机器人完成有益 于人类的工作,使人类从繁重、重复、危险的工作中解脱出来,就像 科幻作家阿西莫夫的“机器人学三大法则”一样,让智能机器人真正 为人类利益服务,而不能成为反人类的工具。相信在不远的将来,各 行各业都会充满形形色色的智能机器人,科幻小说中的场景将在科学 家们的努力下逐步成为现实,很好地提高人类的生活品质和对未知事 物的探索能力。 我国的智能机器人发展还落后于世界先进水平, 而智能机器人又是高科技的集中体现,具有重要的发展价值,因此我 国在智能机器人领域要认清形势、明确发展发现和目标,采取符合我 国国情的可行发展对策,努力缩小与世界领先水平的差距,早日让智 能机器人全面为社会的发展服务。

科学家们认为,智能机器人的研发方向是,给机器人装上 “大脑芯片”,从而使其智能性更强,在认知学 习、自 动组织、对模糊信息的综合处理等方面将会前进一大步。虽然有人表示担忧:这种装有“大脑芯片”的智能机器人 将来是否会在智能上超越人类,甚至会对人类造成威胁? 但不少科学家认为,这类担心是完全没有必要的。就智能 而言,目前机器人的智商相当于4岁儿童的智商,而机器 人的“常识”比起正常成年人就差得更远了。美国科学家 罗伯特· 斯隆教授日前说:“我们距离能够以8岁儿童的能 力回答复杂问题的、具有常识的人工智能程序仍然很遥 远。”日本科学家广濑茂男教授也认为:即使机器人将来 具有常识并能进行自我复制,也不可能对人类造成威胁。

5应用前景

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智能机器人,不仅应用各种反馈传感器,而且还运用人工智能中各种学习、推理和决策技术。智能机器人还应用许多最新的智能技术,如临场感技术、虚拟现实技术、多真体技术、人工神经网络技术、遗传算法和遗传编程、放声技术、多传感器集成和融合技术以及纳米技术等。可以说,智能机器人将是未来机器人技术发展的方向。

6研究刊物

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智能机器人研究Artificial Intelligence and Robotics Research是一本关注人工智能与 机器人研究领域最新进展的国际中文期刊, 由汉斯出版社出版发行,本刊支持思想创 新、学术创新,倡导科学,繁荣学术,集 学术性、思想性为一体,旨在为了给世界 范围内的科学家、学者、科研人员提供一 个传播、分享和讨论人工智能与机器人研 究领域内不同方向问题与发展的交流平台。

7申报指南

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为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《中国制造2025》等规划,科技部201781日正式发布《智能机器人重点专项2017年度项目申报指南》

智能机器人”智能机器人

指南明确,2017年,国家拟在6个方向,按照基础前沿技术类、共性技术类、关键技术与装备类和示范应用类四个层次,启动42个项目,安排国拨经费总概算约6亿元。
指南指出,智能机器人重点专项按照围绕产业链部署创新链的要求,从机器人基础前沿技术、共性技术、关键技术与装备、应用示范四个层次,围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人六个方向部署实施。
2017年将启动42个项目,安排国拨经费总概算约6亿元。为充分调动社会资源投入机器人研发,在配套经费方面,由企业或医院牵头的项目,配套经费与国拨经费比例不低于1:1;应用示范类项目,配套经费与国拨经费比例不低于2:1
指南明确,2017年科研人员项目申报统一按指南二级标题的研究方向进行。拟支持项目数均为12项。项目实施周期不超过3年。申报项目的研究内容必须涵盖二级标题下指南所列的全部研究内容和考核指标。项目下设课题数不超过5个,每个课题参研单位不超过5个。另外,在同一研究方向下,当出现申报项目评审结果前两位评价相近、技术路线明显不同的情况时,可同时支持这2个项目,2个项目将采取分两个阶段支持的方式。第一阶段完成后将对2个项目的执行情况进行评估,根据评估结果确定后续支持方式。
据悉,我国智能机器人重点专项总体目标包括:突破新型机构/材料/驱动/传感/控制与仿生、智能机器人学习与认知、人机自然交互与协作共融等重大基础前沿技术,加强机器人与新一代信息技术的融合,为提升我国机器人智能水平进行基础前沿技术储备;建立互助协作型、人体行为增强型等新一代机器人验证平台,抢占新一代机器人的技术制高点;攻克基于外部感知的机器人智能作业技术、新型工业机器人等关键技术,推进国产工业机器人的产业化规模及创新应用领域等。
中国制造2025其中一个重要的部分就是机器人产业。据国家制造强国建设战略咨询委员会预测,到2020年,我国工业机器人销量将超15万台,保有量达到80万台。届时,新一代机器人信息技术将取得突破,有望培养出23家年产万台以上、产业规模超过百亿元、具有国际竞争力的行业龙头企业,并打造出58个机器人配套产业集群。 

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标签: 机器人 科技

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  • 更新时间:2017-08-02
  • 创建者:liusx525
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