54 1. 国内外的发展现状综述 1.1 智能机器人的发展现状 智能移动机器人是第三代机器人，这种机 器人带有多种传感器，能够将多种传感器得到 的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境， 具有很强的自适应能力、学习能力和自治能力。 目前研制中的智能机器人智能水平并不高， 只能说是智能移动机器人的初级阶段。智能移 动机器人研究中当前的核心问题有两个方面； 一方面是，提高自主机器人的自主性，这是就 智能移动机器人与人的关系而言，既希望智能 移动机器人进一步独立于人，具有更为友善的 人机界面。从长远来说，希望操作人员只要给 出要完成的任务，而机器自动形成完成...
54 1. 国内外的发展现状综述 1.1 智能机器人的发展现状 智能移动机器人是第三代机器人，这种机 器人带有多种传感器，能够将多种传感器得到 的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境， 具有很强的自适应能力、学习能力和自治能力。 目前研制中的智能机器人智能水平并不高， 只能说是智能移动机器人的初级阶段。智能移 动机器人研究中当前的核心问题有两个方面； 一方面是，提高自主机器人的自主性，这是就 智能移动机器人与人的关系而言，既希望智能 移动机器人进一步独立于人，具有更为友善的 人机界面。从长远来说，希望操作人员只要给 出要完成的任务，而机器自动形成完成该任务 的步骤，并自动完成它。另一方面是，提高智 能移动机器人的适应性，提高智能移动机器人 适应环境变化的能力，这就是智能移动机器人 与环境的关系而言，希望加强它们之间的交互 关系。 在各国的智能移动机器人发展中，美国的 智能移动机器人技术在国际上一直处于领先地 位，其技术全面、先进、适应性也很强，性能可靠、 功能全面、精确度高，其视觉、触觉等人工智 能技术已在航天、汽车工业中广泛应用。日本 由于一系列扶植政策，各类机器人包括智能移 动机器人的发展迅速。欧洲各国在智能移动机 器人的研究和应用在世界上处于公认的领先地 位。中国起步较晚，而后进入了大力发展的时期， 以期以机器人为媒介物推动整个制造业的改变， 推动整个高技术产业的壮大。 2. 智能机器人的应用 现阶段机器人在某些人类不能到达的地方 的应用比较广泛，人们称其为特种机器人。消 防机器人属于特种机器人范畴，它作为特种消 防设备可以替代消防队员接近火灾现场实施有 效的灭火救援作业，开展各项火场侦查任务， 尤其是在危险性大或者消防队员不易接近的场 合，消防机器人的应用将大大提高消防部门扑 灭火灾的能力，对减少国家财产损失和灭火救 援人员的伤亡具有重要作用，消防机器人的应 用将大大提高消防部门扑灭恶性火灾的能力。 在航空领域里，人们也开发并应用了高灵 敏度仿人机器人来完成一些复杂的工作。约翰 逊航航天中心的软件设计、机器人技术以及仿 真部门联合美国国防部高等研究计划局在 10 年 前就已经制造出了为太空之旅而设计的仿人机 器宇航员。在过去的十年里，美国国家航空航 天局已经在制造为太空应用的机器人技术方面 积蓄了丰富的专业技术。通过应用先进的控制、 感应和摄像技术，通过与美国国家航空航天局 的科学家根据太空行动协议在休斯敦约翰航天 中心共同开发一款的全新的高灵敏度的仿人机 器人。它用来与人类共同并肩工作，帮助通用 生产更加安全的汽车和建设更加安全的生产工 厂，协助美国国家航空航天局的宇航员完成一 些危险的太空工作。 在国防领域中，军用智能移动机器人得到 了前所未有的重视和发展，近年来，美英等国 研制出第二代军用智能移动机器人，其特点是 采用自主控制方式，能完成侦察、作战和后勤 支援等任务，在战场上有看、嗅等能力，能够 自动跟踪地形和选择道路，具有自动搜索、识 别和消灭敌方目标的功能。如美国的 Navplab 自主导航车，SSV 自主地面战车等。在未来的军 事智能移动机器人中，还会有智能战斗机器人、 智能侦察机器人、智能工兵机器人、智能运输 机器人等等，成为国防装备中的新亮点。 3. 智能机器人发展趋势展望 智能机器人具有广阔的发展前景，目前机 器人的研究正处于第三代智能移动机器人阶段， 尽管国内外对此的研究已经取得了许多成果， 但其智能化水平仍然不尽人意。未来的智能移 动机器人应当在以下几个方面着力发展；面向 任务，由于目前人工智能还不能提供实现智能 机的完整理论和方法，已有的人工智能技术大 多数要依赖领域知识，因此当我们把机器要完 成的任务加以限定，及发展面向任务的特种机 器人，那么已有的人工智能技术就能发挥作用， 使开发这种类型的智能移动机器人成为可能； 传感技术和集成技术，在现有传感器的基础上 发展更好、更先进的处理方法和实现手段，或 者寻找新型传感器，同时提高集成技术，增加 信息的融合；机器人网络化，利用通信网络技 术将各中机器人连接到计算机网络上，并通过 网络对计算机实现有效的控制；智能控制中的 软计算方法与传统的计算方法相比，已模糊逻 辑、基于概率论的推理、神经网络、遗传算法 和混沌为代表的软计算技术具有更高的鲁棒性、 易用性及计算的低耗费性等优点。应用到机器 人技术中，可以提高其问题求解速度，较好的 处理多变量、非线性系统的问题；机器学习， 各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发 展强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到 机器人系统中，使其具有类似人的学习能力， 以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境； 智能人机接口，人机交互的需求越来越向简单 化、多样化、智能化、人性化方向发展；因此 需要研究并设计各种智能人机接口如多语种语 音，自然语言理解、图像、手写字识别等，以 更好地适应不同的用户和不同的应用任务，提 高人与机器人交互的和谐性；多机器人协调作 业，组织和控制多个机器人来协作完成单机器 人无法完成的复杂任务，在复杂未知环境下实 现实时推理反应以及交互的群体决策和操作。 4. 建议和设想 虽然智能机器人有着非常广泛的应用范围 和无可限量的发展前景，但是也有很多不足之 处。首先，由于智能机械采用大量高科技元件， 导致成本较高。这大大限制了智能机器人大应 用范围，影响了智能机械的推广和普及，很难 实现规模化生产。其次，较易损坏，由于各部 件本身精密细致，链接精巧繁多，即使一个小 小的错误总会对整个机械运动情况有影响，因 此，智能机器人用于实际应用不能达到像传统 机械那样经久耐用。再次，维修困难，一个零 件损坏时不能像传统零件那样容易找到替换零 件，这也影响了智能机器人的推广应用。今后 我们可以去寻找一种新型材料，实现批量生产， 降低生产成本。突破智能机器人的发展瓶颈。 5. 结语 随着科学技术的日新月异，机器人的发展 肯定会上一个新的台阶，对解决人类无法完成 的、不好完成的、不愿完成的危险作业会发挥 着越来越多的作用，机器人更好地服务与社会 服务于人类的梦想会更快实现。 智能机器人的现状及发展趋势 青海大学 - 杨鹏鹏 摘 要： 本文介绍了智能机器人的发展概况、以及世界各国机器人的发展水平、机器人的感官系统、人工智能技术在机器人中的应用，讨论了智能 机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能机器人方面发展并提出展望。 关键词 智能机器人；发展现状；应用；趋势 学术杂志10月下d 54 2014/10/28 13:16:50