一.智能机器人的关键技术
1.多传感器信息融合
多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。
2.导航与定位
在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。
3.路径规划
路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。
4.机器人视觉
视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。
5.智能控制
随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。
6.人机接口技术
智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。
智能机器人的主要分类
二.智能机器人的分类
(一).按功能分类
1、传感型机器人
也外部受控机器人。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,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。
2、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。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。
3、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。
(二).按智能程度分类
1.工业机器人
只能死板地按照人给它规定的程序工作,不管外界条件有何变化,自己都不能对程序也就是对所做的工作作相应的调整。如果要改变机器人所做的工作,必须由人对程序作相应的改变,因此它是毫无智能的。
2.达芬奇高清晰三维成像机器人
“达芬奇”机器人全称为达芬奇高清晰三维成像机器人手术系统。达芬奇手术机器人是目前世界范围应用广泛的最先进的微创外科手术系统,适合普外科、泌尿外科、心血管外科、胸外科、妇科、五官科、小儿外科等进行微创手术。这是当今全球唯一获得FDA批准应用于外科临床治疗的智能内窥镜微创手术系统。自2000年开始投入临床应用,我国于2006年由北京解放军总医院率先引入。500多年前,达芬奇就设计了机器人的雏形。共有三大组成部分:1.按人体工程学设计的医生操作系统;2.拥有3个器械臂和1个镜头臂组成的4臂床旁机械臂系统;3.高清晰三维视频成像系统。
3.“阿尔法”智能人形机器人
2014年9月下旬,一场在北京工人体育馆进行的足球比赛,让一对机器人球迷借此走红,而它们也拥有一个别具深意的名字,即“阿尔法”。其为深圳优必选科技有限公司研发的机器人产品之一,公司内部称其为“阿尔法”,而这款机器人具有编辑动作等智能化的扩展学习能力,是一款不折不扣的智能型机器人。