机器人在教育领域的应用与影响

机器人在物流领域的应用

摘要：本文针对机器人技术在物流作业环节中的应用展开研究，首先分析了国内外机器人技术的发展现状；然后分析了机器人在物流业中的应用现状；最后，对机器人技术在物流业中应用前景进行了展望。

关键词：机器人技术；物流；包装；搬运；自动化

1、引言

机器人在解决劳动力不足、提高生产率、改进产品质量和降低生产成本方面发挥着越来越显著的作用。2007 年比尔·盖茨在《环球科学》中亲笔撰写了《机器人将彻底改变人类的生活方式》一文，再次向世界预言：机器人将与 30 年前的个人电脑一样迈入家家户户，彻底改变人类的生活方式。工业领域的焊接、喷涂、搬运、装配等场合，已经开始大量使用机器人。另外，在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚至服务娱乐行业，也都开始使用机器人。未来物流业的发展同样离不开机器人技术的支持，机器人技术在物流作业过程中发挥着越来越重要的作用，是引领现代物流业发展趋势的重要因素。

2 、国内外机器人发展现状

2、1国外机器人发展现状

自 1962 年美国制造了第一台工业机器人以来，机器人就显示出了极强的生命力。按照机器人产生和发展过程，机器人专家把机器人分为三代：分别是示教再现型机器人、感觉机器人和智能机器人。第一、二代机器人在各产业领域已经得到广泛应用，而第三代机器人还处在研究开发阶段，仍有很多技术问题有待解决，尤其在非结构性环境下机器人的自主作业能力还十分有限，然而，智能机器人的研究在各个国家都得到普遍重视，有不少国家把智能机器人的研究当作未来技术发展的战略要点加以重视。按照应用环境，机器人可分为工业机器人和特种机器人。由于物流作业中用到的机器人主要是工业机器人，因此本文的讨论以工业机器人为主。

目前，在工业发达国家，工业机器人已经广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、物流业等诸多领域。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。在国外，工业机器人技术日趋成熟，并相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司，如瑞典的 ABB，日本的 FANUC、YASKAWA、MO-TOMAN，德国的 KUKA 等，这些公司已经成为其所在国家的支柱企业。据国际机器人联合会（IFR）统计，上世纪60 年代以来，全球共销售工业机器人214.2 万多台，若按每台工业机器人的服务年限为12- 15 年计算，则 2010 年底全世界现役工业机器人保有量约为103.5- 130 万台。美国是机器人技术的发源地，日本率先从美国引进机器人技术，虽然起步比美国晚五六年，但日本政府十分重视机器人技术的发展，对工业机器人产业和应用实施了积极的扶植政策，目前日本在机器人的生产、出口和使用方面都位居世界榜首，荣获了“机器人王国”的美誉。截止 2010 年底，日本每万名工人拥有 306 台工业机器人，工业机器人密度达到了世界平均水平的 6 倍，其次是韩国的 287

工业机器人应用领域分析

[ 来源：'d' | 类别：技术 | 时间：2008-6-22 10:33:29 ] [字体：大 中 小]

自从20世纪60年代初人类创造了第一台工业机器人以后，机器人就显示出它极大的生命力，在短短40多年的时间中，机器人技术得到了迅速的发展，工业机器人已在工业发达国家的生产中得到了广泛的应用。目前，工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。

在众多制造业领域中，应用工业机器人最广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业。2005年美洲地区汽车及汽车零部件制造业对工业机器人的需求占该地区所有行业对工业机器人需求的比例高达61%(见图1)；同样，亚洲地区的该比例也达到33%，位于各行业之首(见图2)；虽然2005年由于德国、意大利和西班牙三国对汽车工业投资的趋缓直接导致欧洲地区汽车工业对工业机器人需求占所有行业对工业机器人需求的比例下降到了46%，但汽车工业仍然是欧洲地区使用工业机器人最普及的行业(见图3和图4)。

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来源：[]机电之家·机电行业电子商务平台！

图1： 2005年美洲地区各主要行业对工业机器人需求比例分布图

资料来源：World Robotics 2006

图2： 2005年亚洲地区各主要行业对工业机器人需求比例分布图

资料来源：World Robotics 2006

图3： 2001-2005年欧洲地区汽车工业对工业机器人需求占所有工业对工业机器人需求比例变化图

资料来源：World Robotics 2006

图4： 2004-2005年欧洲地区各主要行业对工业机器人需求情况变化图

目前，汽车制造业是制造业所有行业中人均拥有工业机器人密度最高的行业，如，2004年德国制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量为162台，而在汽车制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量则为1140台；意大利的这一数值更能说明问题，2004年意大利制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量为123台，而在汽车制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量则高达1600台。

分拣机器人的应用领域

在科技发达的今天，很多的工业企业中都使用了机器人来进行工作，而分拣机器人就是机器人众多种类中的一种，但是很多人并不清楚分拣机器人可以应用于哪些行业中，下面就由技术人员为您讲解分拣机器人的应用领域：

1、食品生产线

分拣机器人常应用于产品自动生产线上，可对产品到达的随机性进行分拣，并进行高速包装、码垛。分拣机器人及其周边IP69的防护设计，及采用钛合金，不锈钢DIN1.4404(316L)设计，非常适用于食品生产线上。

2、乳品、饮料行业应用

对于饮料、乳品行业中多品种、多规格的包装箱或收缩膜包，分拣机器人分拣则更显示出其强大的灵活性，能根据产品的规格、摆放方式、托盘规格等条件生成对应的分拣程序，在生产过程中只需选择对应的动作程序或者接收上位机的指示即可完成不同产品的自动分拣。机器人抓手可采用真空吸盘式、夹板式、手指抽拉式等结构形式，确保各种纸箱或收缩膜包的快速抓取和移动。

3、瓷砖分拣包装自动化生产线

瓷砖从高温窑炉产线输出，产线宽度约为2.5m宽，输出的瓷砖表面温度为90℃左右。后续按先后顺序呈阶梯状分流为4条支线。每条支线安排两台分拣机器人，每台分拣机器人按A/B两区轮流进行瓷砖的分拣与堆垛，以确保连续工作。

4、电容行业上的应用

由于电容非常微小，人工分拣和码放非常困难，往往需要借助显微镜来实现，在高强度的劳动下，容易发生疲劳和码放错误，对后续使用产生不良的影响，为了节省人力、改善工人工作环境、提高工效，使用分拣机器人进行自动分拣工作是大势所趋。

分拣机器人的应用领域除了以上四种之外，还可以应用于医疗卫生行业、化妆品的生产线、太阳能电池板组装以及一些高科技行业等，还可以进行麻将的分拣，特别是在医药包装流水线上，分拣机器人更受到诸多厂商的欢迎，相信在未来的发展道路中前景会非常广阔。

Technology Application技术应用DCW

171数字通信世界2019.07人工智能主要就是将人类的智力活动、思维模式通过计算机技术研发出来，人工智能是人类智慧的结晶，将人工智能应用于机器人领域，研发出智能机器人代替人们作业，帮助人们减轻工作负担，将人们从繁重的工作中解放出来，从而促进机器人领域的人工智能化发展，为开发新的人工智能理念奠定坚实基础，加快科技化发展进程。1 人工智能研究内容概述人工智能是人类智慧的结晶，它是通过对计算机技术的模拟设定出的一套智能化的系统，通过这套系统辅助人们完成一些复杂的任务。在不同时期，人工智能发展也不同，就初期发展而言，人工智能化发展还不健全，繁重的工作程序还执行不了，随着科技技术与计算机技术的不断发展，人工智能的出现，让人们不再为这些繁重的工作所忧心，而是通过计算机技术程序操作简单完成，现代化技术不断发展使得人工智能又增添了很多新型元素，使得人工智能化进一步发展，在20世纪80与90年代以后，网络系统逐渐成熟，科学家就开始对人工智能进行不断地探索与研究[1]。2 人工智能在机器人领域中的具体应用2.1 机器人的定位与导航人工智能是将系统中的信息数据通过人工神经网络系统进行有效处理，同样，运用人工神经网络系统能及时有效的处理一些缺乏规则性的系统，实现对一些非线性系统的描述，将信息数据有效的整理好。因此，导航系统、定位系统都要依靠于人工神经网络系统而开展，要想实现神经网络信息的融合，就不得不加强导航系统和定位系统的应用，将信息数据通过处理传输器及时的传输，以此获取机器人的准确位置了解外部环境情况，将障碍物所处的位置进行合理的计算和分析，避免机器人在操作过程中发生碰撞或失误，让机器人可以自由移动和准确定位，保证机器人的正常运行。不仅如此，人工神经网络系统还能够系统中机器人运行的具体位置和路线行径等信息数据进行准确计算。机器人通过对人工智能技术的应用，加强了系统性的学习，提高了机器人智能化服务。并且机器人自身设计有摄像机，可以对所处位置的情况进行摄像和记录，想要了解所处的具体位置，可以根据智能计算法进行计算和分析，这样就提升对位置判断的准确性。总的来说，机器人通过对人工神经网络系统的应用，有效提升了信息数据的处理和整合能力，提高了机器人的自辨力，推进了机器人智能化进程，实现了机器人智能化，对外部环境良好判断的目的[2]。2.2 机器人的控制管理如何人性化的控制智能机器人系统？关于这个问题的研究一直未曾停止过，经过不断研究也取得了一定成果。在根据非线性机器人的动态特性和变异性等多种因素下，关于数学模型的参数与类别智能机器人很难确定。智能机器人在不断变化自己的位置，所以机器人在应用过程中，动态数学模型的准确性也随之发生变化，以至于大量的计算任务使用该方法很难完成。在这种基础下，使用智能操控就可以不需要依赖，模拟个体行为独自完成大量的计算任务。就现在而言，人工智能与智能控制被广泛应用于各个领域，建立动态数学模型必须通过智能机器人系统才能完成，智能机器人更适用于人类生活需要，满足人们对人工智能的需求，使智能机器人更符合与现代化人民生活，方便人民的实际生活，促进人工智能在机器人领域的应用，加快科技进步和发展的步伐[3]。智能问题处理的方法与基本思想是通过数学基础知识来完成的，数学基础知识是复杂算数理解的必要因素。人工智能技术一定要在数学模型上建立，只有掌握数学基础知识才能了解人工智能，掌握好数学模型框架，将人工智能技术充分应用，能促进人工智能化的发展，实现我国人工智能领域不断发展与进步的目标，让人工智能机器人更广泛的应用到其他领域当中去，更好的代替人民作业，解放生产劳动力，提高社会生产效益，让人们更加轻松便捷的生活。2.3 机器人的路径规划智能机器人领域的重要研究课题是演化路径设计，智能机器人的重要组成部分是关于路径的设计。路径规划是指智能机器人在行驶路径中，从出发点到目的地无任何碰撞现象发生的良好行驶路径。随着人工智能领域的逐步发展，遗传算法和蚁群算法等智能算法被不断开发出来，这些算法的提出，让机器人的路径设计更加趋于完美化，为机器人移动操作提供良好的路径规划，确保智能机器人有效的完成路径设计工作。尤其将遗传算法应用到智能机器人路径设计中，能很大程度上提升机器人的智能化水平。早期时候，科研人员积极的参与未知环境进行研究，就是为了能改进遗传算法的应用。将遗传算法应用到陌生环境中，利用机器人路径的动态化设计，以此来完成对机器人路径的设计规划目标，通过对这种算法的利用，路径点坐标的可变长度染色体编码方法，创建代价函数，其函数包含消除障碍物的方案和覆盖功能的成本函数，将它应用到智能化机器人领域，很大程度上保障路径设计的顺利运行。在机器人运行过程中，遗传操作步骤能很容易将地图信息资源集成。随着科研人员继续加强对遗传算法的应用，与此同时科研人员也更加深入的开展对机器人路径应用的设计工作[4]。各种演化算法为智能机器人的操作使用提供最佳路径设计。故此，机器人的移动操作得到有效保证，提高了智能机器人的工作效率，加快了人工智能化发展。3 结束语人工智能的迅速发展，加快了社会生产力进步的步伐，也为机器人领域做着巨大贡献。人工智能在机器人领域的运用，促进了人工智能化的发展，解放了生产劳动力，提高社会生产效益，为社会经济发展提供更大动力。参考文献[1] 常周林，袁婷.人工智能在智能机器人系统中的应用研究[J].科技创新导报，2016，13（23）：10-10.[2] 陈建平，任斌，张会章.人工智能在智能机器人领域中的研究与应用[J].东莞理工学院学报，2008，15（3）：33-37.[3] 王秀俊，葛运建，肖波，等.人工智能在机器人力控制系统中的应用研究[J].华中科技大学学报：自然科学版，2004，32（S1）：76-78.[4] 马雪英，何臻峰，林兰芬.人工智能技术在机器人运动规划中的应用[J].计算机应用研究，2004，21（4）：135-138.人工智能在机器人领域的应用焦春来，牛利松，田　通（沈阳君丰消防电子设备有限公司，沈阳 110044）摘要：在这个信息化的发展时代中，随着科技的不断进步，计算机智能技术也有了质的飞跃。人们通过对智能化技术的研究，将人工智能应用到机器人领域，通过人工智能来操控机器人代替人类作业，将人类从劳苦的工作中解放出来。本文就是对人工智能在机器人领域的应用进行分析研究。关键词：人工智能；机器人领域；应用；智能机器人doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.07.135中图分类号：TP18，TP24 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）07-0171-01