机器人的由来
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机器人进化史在人类的历史长河中,机器人作为人类最有前途的劳动力和智力的代表,正在逐步地进化与完善。
机器人进化史,是人类科学技术发展的一个重要组成部分。
从最早的机械人到如今的智能机器人,这一进化历程不仅见证了科技的突破和进步,也反映了人类社会的变革和发展。
一、机器人的诞生及发展早在古代,人类就有了制造机器人的梦想。
公元前400年,古希腊人就创造出了“木马”这种机械人。
而随着工业革命的到来,机器人逐渐成为现实。
19世纪末,美国工程师尼古拉·特斯拉制造出了史上第一个遥控机器人,但由于技术水平限制,机器人的功能和应用仅限于一些简单粗暴的操作和制造过程。
二、智能机器人的诞生随着计算机的诞生和应用,机器人逐渐获得了智能化。
1961年,美国人麦卡锡创立了“人工智能”这个领域。
20世纪70年代,最早的“已知环境”机器人M.A.R.W.E.N问世。
它能从环境中感知并执行简单的任务,是智能机器人的鼻祖。
21世纪初,人工智能技术的不断发展,使机器人逐渐从医疗和教育领域走向到了军事、安全、交通等领域。
三、机器人的设计与材料随着机器人应用的不断扩大,机器人材料和设计也越发复杂和精密。
目前,机器人所采用的材料有金属、塑料、硅胶、碳纤维等,这些材料使得机器人更加灵活、更具耐用性。
同时,机器人设计也变得越来越复杂。
目前,机器人的设计涉及很多领域,包括机械、电子、计算机科学、人工智能等。
随着这些领域的不断发展,机器人的设计和应用也会更加完善和广泛。
四、机器人的应用机器人的应用已经逐渐覆盖了人类的各个领域。
特别是在一些费力、精细度要求高、危险度大和时间紧迫的任务中,机器人的应用已经成为了必然趋势。
在医疗领域,目前已经出现了多种机器人,例如手术机器人、康复机器人、陪伴机器人等。
在军事领域,机器人已经逐渐替代了人类,在情报侦查、空中打击、高空侦查等领域,机器人已经成为一个不可或缺的力量。
在交通领域,智能驾驶和无人驾驶技术正在逐渐成熟。
机器人发展历程机器人,作为现代科技的杰作,已经成为人类生活中不可或缺的一部分。
它们的发展历程经历了几个重要的阶段,从简单的机械装置到智能化的人工智能系统。
本文将从早期机械设备的出现,到当代人工智能机器人的兴起,探讨机器人的发展历程。
第一阶段:早期机械设备机器人的起源可以追溯到古代。
早在古希腊时期,人们就开始尝试制造机械装置来模拟人类行为。
例如,亚历山大大帝的工程师们制造了一种能够模拟鸟的机器,用于娱乐和神秘表演。
此外,在中国古代,还有许多类似的机械装置,如自动鸭和模拟弹琴的机器人。
第二阶段:工业革命时期的机器人机器人的发展在工业革命时期得到了加速。
随着新兴科技的兴起,人们开始研究和制造能够完成一些重复性劳动的机械设备。
这些机器人主要用于工业生产线上,能够高效地完成机械化的生产任务。
例如,早期的织布机和蒸汽驱动的机械装置都属于这一阶段的机器人。
第三阶段:电子时代的机器人随着电子技术的发展,机器人进入了一个全新的阶段。
在20世纪初,人们开始尝试使用电子设备和传感器来制造能够感知环境并执行特定任务的机器人。
这些机器人在医疗、军事和探险领域得到了广泛应用。
例如,手术机器人能够帮助医生进行精确的手术操作,无人机能够在军事行动中发挥重要作用。
第四阶段:智能化机器人的崛起随着人工智能技术的迅猛发展,机器人进入了智能化的时代。
智能化机器人具有学习和适应能力,能够自主地完成各种复杂任务。
它们不仅能够感知环境,还能够处理自然语言和图像信息。
智能化机器人在各个领域都有广泛的应用,如智能助理、自动驾驶汽车和人工智能机器人。
未来展望机器人的发展还远远没有结束,未来有许多挑战和机遇等待我们去探索。
随着人工智能、机器学习和机器人技术的不断进步,我们可以预见到更为先进和智能化的机器人将会出现。
它们将更加适应人类需求,服务于人类社会的各个方面。
未来,机器人有可能成为人类的朋友、协作伙伴,甚至成为我们生活中不可或缺的一部分。
结论机器人的发展历程是人类智慧和科技进步的结晶。
机器人的历史在现代科技的迅猛发展中,机器人成为了一个备受关注的话题。
机器人的出现不仅改变了我们的生活,还对人类社会产生了重大影响。
本文将从机器人的起源、发展和应用领域三个方面,为您介绍机器人的历史。
一、机器人的起源机器人的起源可以追溯到古代,当时人们通过雕塑、绘画等形式将机器人的概念引入。
然而,真正的机器人在工业革命时期才开始出现。
18世纪末,英国科学家沃特尔斯发明了世界上第一台机械自动制纸机,这被认为是世界上第一个机器人。
随着科技的进步,19世纪末至20世纪初,机器人的发展进入了一个新的阶段。
1906年,美国工程师迪沃尔首次提出了“机器人”这一概念。
他将机器人定义为一种能够进行自主工作的机械设备。
此后,机器人的概念逐渐深入人们的意识,并且在各个国家的科学家和工程师们的努力下得到了快速发展。
二、机器人的发展历程随着电子技术的发展,机器人在20世纪中叶迎来了一个爆发式的发展时期。
1956年,美国发明家乔治·德沃尔提出了第一台数字控制机器人,使机器人能够通过计算机控制运动和行为。
此后,机器人技术在制造业、医疗领域、农业等各个领域得到广泛应用。
到了20世纪末,随着人工智能技术的不断发展,机器人的应用范围进一步扩大。
1997年,国际象棋大师卡斯帕罗夫在与IBM公司开发的深蓝超级计算机进行比赛中败北,这一事件标志着人工智能技术在机器人领域的突破。
此后,人工智能技术得到迅猛发展,机器人开始具备更高的智能和自主性。
三、机器人的应用领域机器人已经在各个领域得到广泛应用。
在制造业中,机器人可以代替人们从事一些危险、重复和高强度劳动,提高生产效率和品质。
在医疗领域,机器人可以进行手术和诊断,减少手术风险,提高手术精准度。
在农业领域,机器人可以用于农田的种植和收获,实现农业的机械化和智能化。
此外,机器人还在教育、科研、空间探测等领域发挥着重要作用。
在教育领域,机器人可以用于教学和辅助学习,提高学生的学习兴趣和效果。
机器人的概念和发展历史机器人,作为现代科技的杰作,已经在我们的生活中扮演了越来越重要的角色。
它们是由人工智能技术驱动的自动化设备,能够执行人类指定的任务。
本文将介绍机器人的概念和发展历史,以便更好地了解这一领域的进展。
一、机器人的概念机器人的概念可以追溯到古代。
古希腊神话中的“泰坦机械人”塔尔诺斯,以及犹太故事中的“高利根”都可以被看作是机器人的雏形。
然而,当今对机器人的定义是在20世纪初确定的。
机器人是一种可以代替人类完成一系列任务的自动化设备。
它们通常由电子元件、电机和传感器等组成,可以模拟或复制人类的行为。
机器人技术主要是利用计算机程序来控制机器人的动作和决策,使其能够根据预设的指令执行任务。
二、机器人的发展历史机器人技术的发展经历了多个阶段,下面将详细介绍。
1. 机器人的起源现代机器人技术的起源可以追溯到20世纪初。
1920年代,捷克作家卡雷尔·恰佩克的戏剧《罗塞朵》中首次出现了“机器人”的概念。
这个词来自捷克语“robota”,意为“劳动”。
2. 工业机器人的兴起随着科技的进步,20世纪50年代是工业机器人发展的关键时期。
1954年,美国发明家乔治·德沃尔首次提出了“机器人”一词,他的作品奠定了机器人技术的基础。
3. 机器人应用的扩大20世纪70年代,随着计算机技术的迅猛发展,机器人应用的范围不断扩大。
机器人开始在汽车制造、电子组装等工业领域中广泛应用。
4. 服务型机器人的崛起随着计算机技术和人工智能的进步,服务型机器人逐渐崭露头角。
这些机器人能够与人类进行交互,执行更复杂的任务,如清洁机器人、陪护机器人等。
5. 机器人的未来发展未来,机器人技术将越来越重要。
预计机器人技术将在医疗、农业、教育等领域发挥重要作用。
人们将会看到更多能够与人类进行智能对话和协同工作的机器人。
三、机器人的应用领域和前景机器人的应用领域非常广泛,下面将介绍几个主要的应用领域。
1. 工业制造工业机器人在汽车制造、电子组装等领域发挥着关键作用。
机器人的起源和发展人类创造机器人的历史可以追溯到古代,但现代机器人的起源可以追溯到20世纪初。
现在,机器人已经成为了众多行业以及生活中的重要组成部分。
接下来,我们将分步骤阐述机器人的起源和发展。
一、机器人的起源1. 工业革命时期工业革命时期(18世纪末至19世纪末)的机器人与现代机器人不同,它们是为了替代人类劳动力而研制的,比如蒸汽机。
这些机器虽然不会自主行动,但已经开始了人类与机器之间的互动。
2. 概念的形成在20世纪初,人们开始对机器人这个概念进行探讨,并提出了许多定义。
1920年,捷克作家Karel Capek在其科幻小说《R.U.R.(制造机器人的公司)》中,首次将“robot”这个术语用于描述类人的机器人。
1942年,美国小说家艾萨克·阿西莫夫提出了“机器人三定律”。
这三定律对现代机器人的研究和发展产生了巨大的影响。
二、机器人的发展1. 早期机器人早期机器人(20世纪初至20世纪40年代)的研究重点是机械结构和运动控制。
经过多年的努力,科学家们成功地制造出了具有人类肢体功能的机器人。
1954年,美国的乔治·德沃尔(George Devol)发明了第一个数字控制的机器人——“受控制的程序化机器人”。
2. 工业机器人时期1961年,美国的乔治·艾伦(Joseph Engelberger)和罗伯特·布罗茨(Robert Boltz)一同制造了世界上第一台真正意义上的工业机器人——“非编程自动机械手臂”。
从此,机器人开始应用于工业生产领域。
这一时期的机器人发展重点是提高工作效率。
机器人的出现使得工厂生产效率大大提高,并减少了工人身体的劳动强度。
3. 服务机器人时期21世纪初,随着人类生活水平的提高,机器人的应用范围也逐渐扩大到了服务领域。
例如:在医疗领域,机器人可以进行手术,并且手术精度已经可以达到高于人类医生的水平;在餐厅服务领域,机器人服务员已经成为了一种新的趋势,为人类带来了更舒适,更高效的用餐体验。
机器人的由来机器人,作为现代科技的杰作之一,已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
那么,机器人的由来究竟是怎样的呢?本文将为您详细介绍机器人的起源和演变过程。
一、古代的机械助手早在古代,人们就开始构想和制造各种“机械助手”,用来辅助人类工作。
例如,古希腊神话中的赫淮斯托斯,就是一个传说中的机械工匠,他制造了许多金属人来帮助他完成各项任务。
此外,古代世界的一些文化中,也能找到一些类似机械助手的存在,如古埃及的木制人偶和古代中国的木牛流马等。
二、现代机器人的奠基者现代机器人的起源可以追溯到18世纪。
工业革命时期,人们开始对机械助手的制造和使用有了更多的兴趣。
其中,最重要的奠基者之一是英国的查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)。
他是计算机科学的先驱之一,他设计并制造了第一台可编程的机械计算机“巴贝奇分析机”,这可以说是机器人的雏形。
三、现代机器人的诞生20世纪,特别是二战结束后,科学技术取得了巨大的进步,机器人开始成为一个独立的学科。
此时,全世界各地的科学家们都发表了自己对机器人的定义,并提出了各种各样的理论和概念。
最早提出机器人这个词汇的是捷克作家卡雷尔·恰佩克(KarelČapek)。
他在其1920年代的科幻戏剧中首次使用了这个词汇,用来描述一种人类外观装置的自动机械助手。
恰佩克的戏剧对机器人的整个发展历程产生了深远的影响。
四、机器人的进化和应用进入21世纪,机器人的发展进入了一个高速增长的阶段。
它们不仅在工业生产线上承担着重要任务,还涉足医疗、农业、教育、娱乐等多个领域。
例如,手术机器人可以在手术中减少人为错误,提高手术的精确度;智能家居机器人可以帮助人们实现音乐播放、语音控制等智能化操作;教育机器人可以与儿童进行互动学习,帮助他们培养创造力和思维能力。
随着人工智能技术的不断进步,机器人的功能和灵活性也在不断提高。
未来,我们有理由相信,机器人将在更多领域为我们服务,并为人类带来更多的便利和创新。
机器人的概念及发展简史机器人,作为人工智能与机械工程的结合体,在当今社会发挥着日益重要的作用。
本文将介绍机器人的概念以及其发展的简史,不局限于特定格式来书写。
一、机器人的概念及定义机器人一词源自捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克于1920年出版的戏剧作品《罗萨姑娘》。
在这部戏剧中,他首次将机器人定义为一种可以自主行动的人工制品。
随着科技的进步,机器人逐渐从虚构的概念转化为具体的实体。
根据国际标准化组织(ISO)的定义,机器人是一种可编程、可重复、多功能的可编程智能机械系统,能够自主感知环境并执行特定任务。
简言之,机器人能够模仿人的行为,完成人们所委托的任务。
二、机器人的发展历程1. 早期机械自动化机器人的发展可以追溯到古代文明时期,如古希腊的自动机械雕塑和古代中国的钟馗机关人等。
然而,真正的机器人发展始于20世纪。
2. 工业机器人的兴起20世纪60年代,美国麻省理工学院的工程师乔治·戈弗曼发明了第一台数字控制的可编程机器人臂。
此后,工业机器人得到了快速发展,主要用于生产线上的重复性工作,如焊接、装配和搬运等。
3. 服务型机器人的崛起随着科技的进步和人们需求的不断变化,服务型机器人开始兴起。
例如,医疗机器人在手术中实现精确操作,家庭机器人能够帮助日常家务,教育机器人能够辅助教学工作等。
这些机器人改善了人们的生活质量,并在各行各业得到广泛应用。
4. 人工智能与机器人的融合近年来,人工智能的快速发展为机器人带来了新的机遇。
机器人不再仅仅是设备的延伸,更具备自主学习和决策的能力。
深度学习和自然语言处理的技术进步,使得机器人能够更好地理解和响应人类的需求。
三、机器人的应用领域1. 工业制造工业机器人在制造业中的应用是最为广泛的。
它们能够高效地完成重复性的工作,提高生产效率和质量,并减轻工人的劳动强度。
2. 医疗卫生医疗机器人在手术中的应用越来越普遍。
通过精确操作和病情监测,医疗机器人能够降低手术风险并提高治疗效果。
机器人的发展史可以追溯到数千年前,早在古希腊时期,人们就开始尝试创造能够像人一样移动的机械装置。
以下是机器人发展史的主要里程碑:
古代:古希腊数学家阿基米德于公元前250年左右发明了一台自动打开和关闭的机械装置,可以用于灌溉农田。
工业革命:18世纪末到19世纪初,机器开始大规模生产。
随着机械化程度的提高,机器人概念被提出。
20世纪初:第一个被称为机器人的装置出现了。
由美国的约瑟夫·埃夫雷特·夏普和汉密尔顿·史密斯发明的这个装置名为“虚拟感知器”,可以根据指令自动执行任务。
1920年代:捷克作家卡雷尔·恰佩克的小说《罗莎姐妹》中提到了机器人这个词汇,这也是第一次在文学作品中使用这个词汇。
1950年代:机器人开始用于工业生产线上,主要是进行重复性劳动和危险性较高的工作。
1960年代:首个可编程工业机器人问世,被广泛应用于
制造业和汽车生产线。
1970年代:机器人在太空领域得到广泛应用,例如航天飞机的自动控制系统。
1980年代:出现了第一批具备人工智能功能的机器人,可以执行更加复杂的任务。
1990年代至今:机器人的应用领域不断扩大,涵盖医疗、安防、军事、服务等多个领域,新型机器人技术不断涌现,包括机器视觉、机器学习、人机交互等等。
总的来说,机器人的发展史经历了从单一的、机械化的装置到可编程、人工智能技术等多种技术的融合,应用领域也在不断扩大,未来机器人技术将继续得到广泛应用,推动着人类社会的进步和发展。
机器人的发展历程一、机器人的起源与初期发展机器人的发展历程可以追溯到远古时代,人类一直梦想着创造出能够执行任务的机械助手。
然而,直到20世纪初,机器人的概念才开始逐渐成为现实。
以下是机器人发展的主要阶段:1. 早期自动装置早期自动装置是现代机器人发展的起源。
在古代,一些文明已经开始使用简单的自动装置来执行特定任务。
例如,古希腊有一种被称为“希罗”的蒸汽驱动玩具,它能够模拟行走和说话。
2. 工业革命时期工业革命时期是机器人发展历程中一个重要阶段。
随着工业化进程加快,对劳动力和生产效率的需求增加,出现了一些早期形式的工业自动化装置。
例如,在18世纪末到19世纪初,在英国和美国出现了使用水力和蒸汽驱动的纺织织布机。
3. 第一个真正意义上的“机器人”第一个真正意义上被称为“机器人”的设备是在20世纪20年代由捷克作家卡雷尔·恰佩克所创造的。
他的戏剧作品《罗西汤》中,描述了一种由人造人组成的劳动力,这些人造人被称为“机器人”。
这个词后来被广泛接受,并成为机器人领域的代名词。
二、机器人技术的突破与进步自20世纪20年代以来,机器人技术经历了一系列突破和进步。
以下是一些值得注意的里程碑事件:1. 电子计算和控制系统电子计算和控制系统是现代机器人技术发展中一个重要组成部分。
20世纪40年代,计算机技术取得了突破性进展,并开始应用于自动化控制系统中。
这使得机器能够根据预先设定的程序执行任务。
2. 传感技术与感知能力传感技术是现代机器人发展中另一个重要领域。
通过使用各种传感器,如摄像头、激光雷达和红外线传感器,机器能够获取环境信息并作出相应反应。
这使得他们能够实现更高级别的自主决策和任务执行。
3. 机器学习与人工智能机器学习和人工智能的发展对机器人技术的进步起到了决定性作用。
通过训练和学习算法,机器能够从经验中提取知识,并根据情境做出决策。
这使得机器人能够适应不同的任务和环境,并具备更高级别的智能。
三、机器人应用领域的拓展随着技术的进步,机器人应用领域也得到了广泛拓展。
机器人的起源和发展机器人是一种人工智能系统,能够执行各种任务和交互。
它们具备感应环境、处理信息和进行决策的能力。
机器人的起源可以追溯到古代,但直到近代,随着科学技术的进步,它们才逐渐成为现实。
本文将介绍机器人的起源、发展和未来前景。
一、古代机器人古代文明中有许多有关机械人的传说和故事。
例如,古希腊神话中的赫淮斯托斯铸造了金属巨人塔尔豪斯,它可以行走并服从主人的命令。
古埃及的人们也建造了一些可以自动执行特定任务的装置。
然而,这些机械人只是传说中的存在,并没有真实的证据证明它们的存在。
二、第一台机械人到了20世纪初,机器人的概念才开始成为科学研究的对象。
1920年代,捷克作家卡雷尔·恰佩克的戏剧《罗萨朵》中首次提出了“机器人”一词。
这部戏剧让人们开始思考机器人的概念,并促进了实际机器人的研究。
1950年代,维克托·谢尔宾发表了一篇名为《机器人:一种新的科学》的论文,对机器人的定义和发展方向进行了深入研究。
谢尔宾的工作标志着机器人技术的正式起步。
三、机器人的应用领域随着技术的进步,机器人开始在各个领域得到广泛应用。
1. 工业领域工业机器人是最早得到应用和发展的领域之一。
机器人可以执行一些危险、重复或高精度的任务,例如车辆制造、电子组装和焊接等。
机器人的应用降低了劳动力成本,并提高了生产效率。
2. 医疗领域机器人在医疗领域的应用也越来越广泛。
手术机器人可以进行微创手术,并减少手术创伤。
机器人辅助治疗也可以提供精确的治疗和康复计划,帮助病人恢复功能。
3. 农业领域机器人在农业领域的应用也变得越来越普遍。
它们可以帮助农民在种植、收割和除草等方面提高效率,减少对化学农药的依赖。
4. 探索与救援机器人在探险和救援任务中也发挥着重要作用。
它们可以探测危险地区和无人区域,帮助救援人员执行任务。
四、机器人的未来前景随着技术的不断发展,机器人将在未来发挥更加重要的作用。
1. 人工智能的发展随着人工智能的进步,机器人将拥有更高的智能和学习能力。
机器人的起源与发展一、前言机器人是指能够自主完成一定工作的机械装置,是人类科技发展的重要成果之一。
本文将从机器人的起源、发展到现状进行详细介绍。
二、机器人的起源1. 早期机械装置早在古代,人们就开始制造各种机械装置来辅助生产和生活。
例如,中国明朝时期就出现了“鸟木”、“铁牛”等自动化农具。
2. 20世纪初20世纪初,美国工程师约瑟夫·埃弗斯(Joseph Engelberger)和乔治·德沃尔(George Devol)共同发明了第一台数字控制机床,标志着现代机器人的诞生。
3. 第一个可编程机器人1954年,美国伊利诺伊大学教授乔治·塞文斯(George C. Devol)和他的合作伙伴约瑟夫·恩格尔伯格(Joseph F. Engelberger)共同发明了第一个可编程机器人——“Unimate”。
三、机器人的发展1. 工业领域应用最初,机器人主要应用于工业领域。
例如,在汽车制造中,由于机器人的高效率、精确度和稳定性,使得生产效率大大提高。
2. 农业领域应用近年来,随着农业机械化水平的不断提高,机器人在农业领域也开始得到广泛应用。
例如,可以使用无人机进行农作物的巡视和喷洒农药等。
3. 医疗领域应用机器人在医疗领域的应用也越来越多。
例如,手术机器人可以实现精准手术,减少手术风险;康复机器人可以帮助患者恢复运动能力。
4. 家庭服务领域应用未来,随着智能家居的普及和人口老龄化问题的加剧,机器人在家庭服务领域也将得到广泛应用。
例如,智能保姆机器人可以帮助照看老年人和儿童。
四、现代机器人技术1. 传感技术传感技术是现代机器人技术中不可或缺的一部分。
通过各种传感设备获取周围环境信息,并根据这些信息做出相应反应。
2. 控制技术控制技术是机器人技术中的核心。
它可以控制机器人的运动、感知和决策等方面。
3. 人工智能技术人工智能技术是机器人技术中最具前景的一项技术。
通过模拟人类的思维和决策过程,使机器人具备更高的智能水平。
机器人的由来第一节概述一、机器人的由来机器人是众所周知的一种高新技术产品,然而,“机器人”一词最早并不是一个技术名词,而且至今尚未形成统一的、严格而准确的定义。
“机器人”最早出现在上个世纪20年代初期捷克的一个科幻内容的话剧中,剧中虚构了一种称之Robota(捷克文,意为苦力、劳役)的人形机器,能够听从主人的命令任劳任怨地从事各类劳动。
实际上,真正能够代替人类进行生产劳动的机器人,是在20世纪60年代才问世的。
伴随着机械工程、电气工程、操纵技术与信息技术等有关科技的不断进展,到20世纪80年代,机器人开始在汽车制造业、电机制造业等工业生产中大量使用。
现在,机器人不仅在工业,而且在农业、商业、医疗、旅游、空间、海洋与国防等诸多领域获得越来越广泛的应用。
通过几十年的进展,机器人技术已经形成了综合性的学科——机器人学(Robotics)。
机器人学有着及其广泛的研究与应用领域,要紧包含机器人本体结构系统、机械手设计,轨迹设计与规划,运动学与动力学分析,机器视觉、机器人传感器,机器人操纵系统与机器智能等。
尽管机器人已经得到越来越广泛应用,机器人技术的进展也日趋深入、完善,然而“机器人”尚没有一个统一的、严格而准确的定义。
一方面,在技术进展过程中,不一致的国家、不一致的学者给出的定义不尽相同,尽管基本原则一致,但欧美国家的定义限定多一些,日本等给出的定义则较宽松。
另一方面,随着时代的进步、技术的进展,机器人的内涵仍在不断进展变化。
国际标准化组织(ISO)定义的机器人特征如下:仿生特征:动作机构具有类似于人或者其他生物体某些器官(肢体、感官等)的功能;柔性特征:机器人作业具有广泛的习惯性,适于多种工作,作业程序灵活易变;智能特征:机器人具有一定程度的人类智能,如经历、感知、推理、决策、学习等;自动特征:完整的机器人系统,能够独立、自动完成作业任务,不依靠于人的干预。
二、机器人的构成机器人是典型的机电一体化产品,通常由机械本体、操纵系统、传感器、与驱动器等四部分构成。
机器人名字的由来 第一台机器人的故事机器人发展的三个发展阶段 机器人系统的构成 机器人语言机器人名字的由来机器人 是20世纪才出现的新名词。
1920年,捷克剧作家Capek 在他的《罗萨姆万能机器人公司(R.U.R )》剧本中,第一次提出了机器人(robot )这个词。
robot 是从古代斯拉夫语robota 一词演变而来的。
robota 本是强制劳动的意思,Capek 在二十世纪工业革命后技术和生产快速发展的背景下,根据它造出具有"奴隶机器"含义的新词robot 。
它反映着人类希望制造出象人一样会思考,有劳动 的机器代替自己工作的愿望。
但在当时,机器人一词也仅仅具有科幻意义,并不具备现实意义,真正使机器人成为现实是 20世纪工业机器人出现以后。
机器人语言机器人语言是由二进制数表示的机器码。
二进制数是由"0"和"1"组成的字串。
如:0100110、011101等字串,每个字串相当于一个机器码,表示一个意思,若干字串就构成一个动作过程,机器人正是按这些字串描述的意思完成不同的动作。
但这种机器码写起来非常复杂,除专业人员外,一般人很难阅读。
人们希望能用自然语言与机器人对话,因此科学家们开发了种种高级语言。
高级语言较接近人类语言,易学,易懂,易写,易让人接受。
我们用高级语言将自己的意图输入电脑时,电脑会将它译为机器人能识别?quot;0"和"1"组成的机器码。
如:用键盘向机器人发出"前进"的指令时,电脑接收到信息后,会将它译为"010001、0011001......"一样的机器码,机器人就会执行"前进"动作。
随着人们的需求,机器人工作越来越多样化,与其相适应的机器人语言也越来越多,机器人语言日益成为人们研究的一个活跃领域。
小资料类人型机器人研制具有人类外观特征、可以模拟人类基本功能的类人型机器人,是一门综合性很强的学科,很大程度上代表一个国家的高科技发展水平。
机器人的起源与发展的起源与发展一、引言作为现代科技的重要成果,已经广泛应用于各个领域,并逐渐成为人类社会生活的一部分。
本文将简要回顾的起源,分析其发展历程,并探讨未来的发展趋势。
二、的起源1.古代的雏形早在公元前200年左右,古希腊的发明家就已经制造出了一些简单的自动机,这些自动机可以看作是古代的雏形。
比如,古希腊发明家亚历山大的克特西维奥斯制造的自动机,可以表演一些简单的动作。
2.早期工业18世纪末,随着工业革命的兴起,机器开始逐渐取代人力,工业生产进入了机械化时代。
19世纪,一些自动化的机器开始出现,这些机器可以看作是早期工业的雏形。
比如,英国工程师查尔斯·巴贝奇在19世纪30年代设计的差分机和分析机,可以看作是计算机和的前身。
三、发展历程1.控制论与20世纪40年代,美国数学家诺伯特·维纳创立了控制论,为技术的发展奠定了理论基础。
控制论研究的是动态系统在变化的环境条件下如何保持平衡或稳定状态的科学。
在此基础上,技术得到了迅速发展。
2.技术的突破20世纪50年代,美国工程师乔治·德沃尔和约翰·恩格伯格共同研发出世界上第一台可编程的。
这一突破使能够根据预先设定的程序完成各种复杂任务,从而开启了技术的快速发展阶段。
3.技术的广泛应用20世纪60年代至70年代,随着计算机技术和电子技术的飞速发展,技术得到了广泛应用。
工业开始在汽车、电子、化工等领域得到广泛应用,提高了生产效率,降低了生产成本。
4.服务的兴起四、未来发展趋势1.智能化2.人机协作未来将更加注重与人类的协作,实现人机共融。
通过人机协作,可以发挥各自的优势,共同完成复杂任务。
3.网络化随着物联网技术的发展,未来将实现网络化,实现设备之间的信息共享和协同工作。
网络化可以在不同地点协同完成复杂任务,提高工作效率。
4.个性化未来将更加注重个性化设计,满足不同用户的需求。
通过个性化设计,可以更好地适应特定场景和任务,提高工作效率。
工业机器人的起源与发展历程工业机器人是指用于工业生产领域的自动化机器人。
它们能够执行重复性的、危险的或繁琐的工作,可大大提高生产效率和产品质量。
本文将介绍工业机器人的起源与发展历程。
一、工业机器人的起源20世纪50年代初,美国的通用汽车公司首次引入了“工业机器人”一词,并启动了相关研究项目。
那时,工业机器人主要用于汽车制造业,用于转移重物和焊接等重复性工作。
二、工业机器人的初步发展工业机器人的初步发展集中在美国、日本和欧洲一些先进国家。
20世纪60年代,美国的斯坦福研究院推出了首台数字控制机器人,实现了简单的自动化操作。
此后,日本也开始着手发展工业机器人,并在20世纪70年代取得了重要突破。
三、工业机器人的关键技术突破1. 传感器技术的进步:随着微电子技术的发展,传感器的性能不断提高,使得工业机器人能够实现更高精度和更灵敏的操作。
2. 控制系统的创新:工业机器人的控制系统得到了重要的突破,采用了更先进的控制算法和编程语言,提高了机器人的运动精度和稳定性。
3. 机器视觉技术的应用:机器视觉技术的引入使工业机器人能够进行复杂的视觉识别和图像处理,提高了机器人在装配、检测等任务中的应用能力。
四、工业机器人的应用领域扩展随着工业机器人技术的不断发展,其应用领域也得到了扩展。
1. 汽车制造业:工业机器人在汽车制造业中发挥着重要作用,包括车身焊接、喷涂、装配等环节。
2. 电子制造业:工业机器人在电子制造业中用于半导体加工、电子元器件装配等工序,提高了生产效率和产品质量。
3. 包装与物流业:工业机器人能够实现产品的自动包装、分拣和搬运,提高了物流效率。
4. 医疗领域:工业机器人在手术机器人和康复机器人领域的应用越来越广泛,为医疗行业带来了革命性的进展。
五、工业机器人的未来趋势1. 智能化发展:工业机器人将越来越智能化,具备更强大的学习和自主决策能力,能够适应复杂多变的生产环境。
2. 人机合作:工业机器人将与人类工作人员实现无缝协作,形成高效的人机一体化生产模式。
第七章机器人第一节概述一、机器人的由来机器人是众所周知的一种高新技术产品,然而,“机器人”一词最早并不是一个技术名词,而且至今尚未形成统一的、严格而准确的定义。
“机器人”最早出现在上个世纪20年代初期捷克的一个科幻内容的话剧中,剧中虚构了一种称为Robota(捷克文,意为苦力、劳役)的人形机器,可以听从主人的命令任劳任怨地从事各种劳动。
实际上,真正能够代替人类进行生产劳动的机器人,是在20世纪60年代才问世的。
伴随着机械工程、电气工程、控制技术以及信息技术等相关科技的不断发展,到20世纪80年代,机器人开始在汽车制造业、电机制造业等工业生产中大量采用。
现在,机器人不仅在工业,而且在农业、商业、医疗、旅游、空间、海洋以及国防等诸多领域获得越来越广泛的应用。
经过几十年的发展,机器人技术已经形成了综合性的学科——机器人学(Robotics)。
机器人学有着及其广泛的研究和应用领域,主要包括机器人本体结构系统、机械手设计,轨迹设计和规划,运动学和动力学分析,机器视觉、机器人传感器,机器人控制系统以及机器智能等。
尽管机器人已经得到越来越广泛应用,机器人技术的发展也日趋深入、完善,然而“机器人”尚没有一个统一的、严格而准确的定义。
一方面,在技术发展过程中,不同的国家、不同的学者给出的定义不尽相同,虽然基本原则一致,但欧美国家的定义限定多一些,日本等给出的定义则较宽松。
另一方面,随着时代的进步、技术的发展,机器人的内涵仍在不断发展变化。
国际标准化组织(ISO)定义的机器人特征如下:仿生特征:动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官(肢体、感官等)的功能;柔性特征:机器人作业具有广泛的适应性,适于多种工作,作业程序灵活易变;智能特征:机器人具有一定程度的人类智能,如记忆、感知、推理、决策、学习等;自动特征:完整的机器人系统,能够独立、自动完成作业任务,不依赖于人的干预。
二、机器人的组成机器人是典型的机电一体化产品,一般由机械本体、控制系统、传感器、和驱动器等四部分组成。
机械本体是机器人实施作业的执行机构。
为对本体进行精确控制,传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息,控制系统依据控制程序产生指令信号,通过控制各关节运动坐标的驱动器,使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度,以一定的姿态达到空间指定的位置。
驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号,以驱动执行器工作。
1.机械本体机械本体,是机器人赖以完成作业任务的执行机构,一般是一台机械手,也称操作器、或操作手,可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。
典型工业机器人的机械本体一般由手部(末端执行器)、腕部、臂部、腰部和基座构成。
机械手多采用关节式机械结构,一般具有6个自由度,其中3个用来确定末端执行器的位置,另外3个则用来确定末端执行装置的方向(姿势)。
机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。
2.控制系统控制系统是机器人的指挥中枢,相当于人的大脑功能,负责对作业指令信息、内外环境信息进行处理,并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策,产生相应的控制信号,通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动,完成特定的作业。
从控制系统的构成看,有开环控制系统和闭环控制系统之分;从控制方式看有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。
3.驱动器驱动器是机器人的动力系统,相当于人的心血管系统,一般由驱动装置和传动机构两部分组成。
因驱动方式的不同,驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型。
驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连,也可以通过传动机构与执行机构相连。
传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。
4.传感器传感器是机器人的感测系统,相当于人的感觉器官,是机器人系统的重要组成部分,包括内部传感器和外部传感器两大类。
内部传感器主要用来检测机器人本身的状态,为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息,如位置传感器、速度传感器等。
外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息,又可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型;前者用于识别物体和检测物体与机器人的距离等信息,后者安装在末端执行器上,检测处理精巧作业的感觉信息。
常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。
三、机器人的分类经过几十年的发展,机器人的技术水平不断提高,应用范围越来越广,从早期的焊接、装配等工业应用,逐步向军事、空间、水下、农业、建筑、服务和娱乐等领域不断扩展,结构形式也多种多样。
因此,机器人的分类也出现了多种方法、多种标准,本章主要介绍以下三种分类法。
1.按照机器人的技术发展水平分按照机器人的技术发展水平可以将机器人分为三代。
第一代机器人是“示教再现”型。
这类机器人能够按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业。
示教可以由操作员“手把手”地进行,比如,操作人员抓住机器人上的喷枪,沿喷漆路线示范一遍,机器人记住了这一连串运动,工作时,自动重复这些运动,从而完成给定位置的喷漆工作。
这种方式即是所谓的“直接示教”。
但是,比较普遍的方式是通过控制面板示教。
操作人员利用控制面板上的开关或键盘来控制机器人一步一步地运动,机器人自动记录下每一步,然后重复。
目前在工业现场应用的机器人大多属于第一代。
第二代机器人具有环境感知装置,能在一定程度上适应环境的变化。
以焊接机器人为例,机器人焊接的过程一般是通过示教方式给出机器人的运动曲线,机器人携带焊枪走这个曲线,进行焊接。
这就要求工件的一致性很好,也就是说工件被焊接的位置必须十分准确。
否则,机器人走的曲线和工件上的实际焊缝位置会有偏差。
为了解决这个问题,第二代机器人采用了焊缝跟踪技术,通过传感器感知焊缝的位置,再通过反馈控制,机器人就能够自动跟踪焊缝,从而对示教的位置进行修正,即使实际焊缝相对于原始设定的位置有变化,机器人仍然可以很好地完成焊接工作。
类似的技术正越来越多地应用在机器人上。
第三代机器人称为“智能机器人”,具有发现问题,并且能自主地解决问题的能力。
作为发展目标,这类机器人具有多种传感器,不仅可以感知自身的状态,比如所处的位置、自身的故障情况等等;而且能够感知外部环境的状态,比如自动发现路况、测出协作机器的相对位置、相互作用的力等等。
更为重要的是,能够根据获得的信息,进行逻辑推理、判断决策,在变化的内部状态与变化的外部环境中,自主决定自身的行为。
这类机器人具有高度的适应性和自治能力。
尽管经过多年来的不懈研究,人们研制了很多各具特点的试验装置,提出大量新思想、新方法,但现有机器人的自适应技术还是十分有限的。
2.按机器人的机构特征来分机器人的机械配置形式多种多样,典型机器人的机构运动特征是用其坐标特性来描述的。
按机构运动特征,机器人通常可分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人和关节型机器人等类型。
(1)直角坐标机器人。
直角坐标机器人具有空间上相互垂直的两根或三根直线移动轴(见图7-1),通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置,其动作空间为一长方体。
直角坐标机器人结构简单,定位精度高,空间轨迹易于求解;但其动作范围相对较小,设备的空间因数较低,实现相同的动作空间要求时,机体本身的体积较大。
主要用于印刷电路基板的元件插入、紧固螺丝等作业。
图7-1 直角坐标机器人(2)柱面坐标机器人。
柱面坐标机器人的空间位置机构主要由旋转基座、垂直移动和水平移动轴构成(见图7-2),具有一个回转和两个平移自由度,其动作空间呈圆柱形。
这种机器人结构简单、刚性好,但缺点是在机器人的动作范围内,必须有沿轴线前后方向的移动空间,空间利用率较低。
主要用于重物的装卸、搬运等作业。
著名的Versatran 机器人就是一种典型的柱面坐标机器人。
(3)球面坐标机器人。
如图7-3所示,其空间位置分别由旋转、摆动和平移3个自由度确定,动作空间形成球面的一部分。
其机械手能够作前后伸缩移动、在垂直平面上摆动以及绕底座在水平面上转动。
著名的Unimate 就是这种类型的机器人。
其特点是结构紧凑,所占空间体积小于直角坐标和柱面坐标机器人,但仍大于多关节型机器人。
(4)多关节型机器人。
由多个旋转和摆动机构组合而成。
这类机器人结构紧凑、工作空间大、动作最接近人的动作,对喷漆、装配、焊接等多种作业都有良好的适应性,应用范围越来越广。
不少著名的机器人都采用了这种型式,其摆动方向主要有铅垂方向和水平方向两种,因此这类机器人又可分为垂直多关节机器人和水平多关节机器人。
如美国Unimation 公司20世纪70年代末推出的机器人PUMA (见图7-4)就是一种垂直多关节机器人,而日本山梨大学研制的机器人SCARA (见图7-5)则是一种典型的水平多关节机器人。
垂直多关节机器人模拟了人类的手臂功能,由垂直于地面的腰部旋转轴(相当于大臂旋转的肩部旋转轴)带动小臂旋转的肘部旋转轴以及小臂前端的手腕等构成。
手腕通常由2~3个自由度构成。
其动作空间近似一个球体,所以也称多关节球面机器人。
其优点是可以自由地实现三维空间的各种姿势,可以生成各种复杂形状的轨迹。
相对机器人的安装面积.其动作范围很宽。
缺点是结构刚度较低,动作的绝对位置精度磨较低。
它广泛应用于代替人完成图7-4 垂直多关节机器人图7-3 球面坐标机器人图7-2 柱面坐标机器人装配作业、货物搬运、电弧焊接、喷涂、点焊接等作业场合.水平多关节机器人在结构上具有串联配置的二个能够在水平面内旋转的手臂,其自由度可以根据用途选择2~4个,动作空间为一圆柱体。
水平多关节机器人的优点是在垂直方向上的刚性好,能方便地实现二维平面上的动作,在装配作业中得到普遍应用。
3.按照机器人的用途分机器人首先在制造业大规模应用,所以,机器人曾被简单地分为两类,即用于汽车等制造业的机器人称为工业机器人,其他的机器人称为特种机器人。
随着机器人应用的日益广泛,这种分类显得过于粗糙。
现在除工业领域之外,机器人技术已经广泛地应用于农业、建筑、医疗、服务、娱乐,以及空间和水下探索等多种领域。
(1)工业机器人工业机器依据具体应用的不同,通常又可以分成焊接机器人、装配机器人、喷漆机器人、码垛机器人、搬运机器人等多种类型。
焊接机器人,包括点焊(电阻焊)和电弧焊机器人,用途是实现自动的焊接作业。
装配机器人,比较多地用于电子部件电器的装配。
喷漆机器人,代替人进行喷漆作业。
码垛、上下料、搬运机器人的功能则是根据一定的速度和精度要求,将物品从一处运到另一处。
在工业生产中应用机器人,可以方便迅速地改变作业内容或方式,以满足生产要求的变化。
比如,改变焊缝轨迹,改变喷漆位置,变更装配部件或位置等等。
随着对工业生产线柔性的要求越来越高,对各种机器人的需求也就越来越强烈。