移动机器人研究现状,国外机器人研究现状

Q1:移动机器人的发展史

60年代后期,美国和苏联为完成月球探测计划,研制并应用了移动机器人。美国“探测者”3号,其操作器在地面的遥控下,完成了在月球上挖沟和执行其他任务。苏联的“登月者”20号在无人驾驶的情况下降落在月球表面,操作器在月球表面钻削岩石,并把土壤和岩石样品装进回收容器并送回地球。70年代初期,日本早稻田大学研制出具有仿人功能的两足步行机器人。为适应原子能利用和海洋开发的需要,极限作业机器人和水下机器人也发展较快。
移动机器人随其应用环境和移动方式的不同,研究内容也有很大差别。其共同的基本技术有传感器技术、移动技术、操作器、控制技术、人工智能等方面。它有相当于人的眼、耳、皮肤的视觉传感器、听觉传感器和触觉传感器。移动机构有轮式(如四轮式、两轮式、全方向式、履带式)、足式(如 6足、4足、2足)、混合式(用轮子和足)、特殊式(如吸附式、轨道式、蛇式)等类型。轮子适于平坦的路面,足式移动机构适于山岳地带和凹凸不平的环境。移动机器人的控制方式从遥控、监控向自治控制发展,综合应用机器视觉、问题求解、专家系统等人工智能等技术研制自治型移动机器人。

Q2:移动机器人的应用领域

这个问题比较宽泛哦,不同的国家甚至不同的社会群体对机器人的定义都不一样。但根据目前业内较为普遍的看法,只要是能够实现自由移动的机器人(不管是依靠移动底盘运动还是完全仿人运动),都能称之为移动机器人,这些看似高大上的名称在国内已经被滥用了。

既然是这样,那么移动机器人的应用领域就非常多了,我举几个例子:比如提高生产效率,工厂搬运货物,这个容易理解;再比如导游导购,增加客户体验,还能免费打广告;还有现在服务机器人很火,不管是家庭教学或者养老陪伴机器人,还是餐厅上菜机器人(语言很直白,但它现在确实只能做到这一点),都需要一个耐用的移动底盘用来移动、避障、路径规划,这些都属于是移动机器人,都是我们常见的移动机器人的应用场景。至于其他比较宽泛的应用领域,详情请参照一楼,本人不习惯Copy其他人的文字,纯手工敲键盘,希望能令你满意~~

Q3:谁知道机器人的产生历史、发展状况、发展历?史

机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作。
机器马车
西周时期,我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早记载的机器人。
春秋后期,我国著名的木匠鲁班,在机械方面也是一位发明家,据《墨经》记载,他曾制造过一只木鸟,能在空中飞行“三日不下”,体现了我国劳动人民的聪明智慧。
公元前2世纪,亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人——自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像,它可以自己开门,还可以借助蒸汽唱歌。
1800年前的汉代,大科学家张衡不仅发明了地动仪,而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里,车上木人击鼓一下,每行十里击钟一下。
后汉三国时期,蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”,并用其运送军粮,支援前方战争。
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。
1738年,法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭,它会嘎嘎叫,会游泳和喝水,还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。
写字机器人
在当时的自动玩偶中,最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年,他们连续推出了自动书写玩偶、自动演奏玩偶等,他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。它们有的拿着画笔和颜色绘画,有的拿着鹅毛蘸墨水写字,结构巧妙,服装华丽,在欧洲风靡一时。由于当时技术条件的限制,这些玩偶其实是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶,它制作于二百年前,两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐,现在还定期演奏供参观者欣赏,展示了古代人的智慧。
19世纪中叶自动玩偶分为2个流派,即科学幻想派和机械制作派,并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表了《浮士德》,塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”;1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》;1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世;1886年《未来的夏娃》问世。在机械实物制造方面,1893年摩尔制造了“蒸汽人”,“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。
进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世,1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”,并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人,装有无线电发报机,可以回答一些问题,但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人(可编程、圆坐标)在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。
现代机器人
现代机器人的研究始于20世纪中期,其技术背景是计算机和自动化的发展,以及原子能的开发利用。
机器人汽车焊接生产线
自1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。
大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。
另一方面,原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下,美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。
铆接机器人
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。
作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似,但外形特征迥异,主要由类似人的手和臂组成。
1965年,MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。
机器狗
1967年日本成立了人工手研究会(现改名为仿生机构研究会),同年召开了日本首届机器人学术会。
1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后,机器人的研究得到迅速广泛的普及。
1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人,它是液压驱动的,能提升的有效负载达45公斤。
到了1980年,工业机器人才真正在日本普及,故称该年为“机器人元年”。
随后,工业机器人在日本得到了巨大发展,日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。
自治潜水器
随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高,移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展,推动了机器人概念的延伸。80年代,将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人,这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用,而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间,水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世,许多梦想成为了现实。将机器人的技术(如传感技术、智能技术、控制技术等)扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称,这也说明了机器人所具有的创新活力。

Q4:移动机器人的简介

智能移动机器人 ,是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果,代表机电一体化的最高成就,是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能不断地完善,移动机器人的应用范围大为扩展,不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用,而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用。因此,移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。
移动机器人的研究始于60 年代末期。斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen 和Charles Rosen 等人,在1966年至1972 年中研发出了取名Shakey的自主移动机器人[1]。目的是研究应用人工智能技术,在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制。
根据移动方式来分,可分为:轮式移动机器人、步行移动机器人(单腿式、双腿式和多腿式)、履带式移动机器人、爬行机器人、蠕动式机器人和游动式机器人等类型;按工作环境来分,可分为:室内移动机器人和室外移动机器人;按控制体系结构来分,可分为:功能式(水平式)结构机器人、行为式(垂直式)结构机器人和混合式机器人;按功能和用途来分,可分为:医疗机器人、军用机器人、助残机器人、清洁机器人等;
一种由传感器、遥控操作器和自动控制的移动载体组成的机器人系统。移动机器人具有移动功能,在代替人从事危险、恶劣(如辐射、有毒等)环境下作业和人所不及的(如宇宙空间、水下等)环境作业方面,比一般机器人有更大的机动性、灵活性。
移动机器人是一种在复杂环境下工作的,具有自行组织、自主运行、自主规划的智能机器人,融合了计算机技术、信息技术、通信技术、微电子技术和机器人技术等。

Q5:国外服务机器人的研究现状

很多科技强国都非常重视服务机器人产业的发展,如在美国、日本、欧洲等发达国家和地区,相关科研人员一直在对服务机器人进行着探索研究,将智能技术、传感技术、生物技术等高科技成果应用在服务机器人上,使得服务机器人得到了快速发展。下面对服务机器人在一些国家的发展状况进行简要分析。
日本一直重视机器人技术的发展,对服务机器人的研究取得了很多显著成果,其技术水平和制造水平在全世界范围内都很有影响力。当然,这与日本政府对服务机器人研究发展的重视程度以及日本国内老龄化现象严重有着密不可分的关系。近年来日本研制出的GeminoidF机器人是其杰出代表,它是很多高新技术的结晶,可以做出很多类似于人的动作,如眨眼睛、说话聊天、对人微笑等。有关数据显示,2005年,机器人行业在日本国民经济中有高达7601亿日元的产值,而且在过去的10年中,这一数据一直呈上升趋势,在2015年,其产业用机器人产值总量成功突破了1万亿日元。有关人士预计,到2020年日本全国以服务型机器人为代表的机器人产业将会达到2.8万亿日元的产值。仅从数据分析可知,服务机器人产业在日本经济体系中扮演着相当重要的角色。
美国是世界上最早进行机器人研究的国家。尽管在早期,美国一直将大量的资金投入到其理论研究当中而忽略了实际应用,但在20世纪80年代之后,美国政府开始制订相应的政策,大力发展实用型服务机器人。众多企业结合市场需求,研制出了很多技术先进、用途广泛的服务机器人。2009年5月,美国发布了《机器人技术路线图:从互联网到机器人》,使机器人技术可以应用于更多的领域。一直到现在,美国很多领域的服务机器人都非常出色。作为世界头号军事强国,美国的军用服务机器人的发展研究在全世界有着更大的影响,首次出现在阿富汗战争中、各方面性能表现得都十分杰出的Packbot机器人是其代表。对美国出台的相关政策进行分析可以看出,不管是为了在机器人行业提高美国的影响力,还是为了提高其自身的军事实力,服务机器人产业在美国将会继续得到重视。
欧洲一些主要的发达国家对服务机器人的研究可以追溯到20世纪70年代,如德国的独臂家政服务机器人,它以体型大小适中、动作灵活、智能化程度高且具有一定的学习能力等而成为了家庭生活的好助手;法国成功地将Nao机器人系列中一款名为Zora的拟人化机器人在养老院投入使用,小巧灵活的Zora机器人可以很好地服务老年人,这是法国第一次将服务机器人正式投入到实际生活中,实现了零的突破,给老年人甚至整个社会带来了福音。鉴于服务机器人所能应用的领域越来越广,功能越来越强大,欧洲很多发达国家也将越加重视发展服务机器人产业。

Q6:国内机器人技术发展现状,与国外的差距有哪些

日本在工业机器人、家用机器人方面优势明显,欧洲在工业机器人和医疗机器人领域居于领先地位,美国主要优势在系统集成领域,医疗机器人和国防军工机器人。

“韩国非常重视服务类型(如教育、娱乐)机器人,主导这类型机器人的标准;美国主导高端机器人,如勘探、防爆灯功能机器人;日本的工业机器人非常出色,且比ABB价格便宜;而瑞典的ABB代表欧洲的技术,工艺非常精湛,拥有最完整最好的产业链。”广州数控副总工程师何英武表示。

“减速机就是点击高速运转需要用它将速度减成机器人适用的速度。一般一台机器人本体上一般有6个减速机,1到3轴用的是日本帝人进口的减速机,这家公司的减速机几乎全世界都在用,4到6轴用的是我们自主研发的减速机。但是我们的减速机目前还不成熟,还不能批量生产。”
目前机器人上游利润价值最高,仅仅减速机占机器人成本的35%左右,电机、控制器部分占10%左右。国产机器人本体由于关键零部件成本较高,毛利率出现负值之外,机器人产业链的各个环节都保持比较高的毛利率水平,其中以医疗手术机器人毛利率水平最高接近超过70%。

目前国内机器人使用的减速机、伺服电机及驱动还是以国外供应为主,其中日本为最大的减速机出口国。而国内的研制减速机的上市公司以及拟上市公司有秦川发展和华恒焊接,汇川技术、英威腾、科远股份、华中数控研制驱动器。在非上市公司中,广州数控和南京埃斯顿除了减速机没有批量生产,机器人的各个环节都有涉足。

机器人本体生产商如上海机电、秦川发展、苏州绿新、南通振康等企业则采用合资或自主研发的方式,正积极进入精密减速机领域。但是目前国内市场竞争非常激烈,外资品牌与国内品牌合资研发是不大可能的,因为这涉及核心技术,外资品牌不可能外泄。