可重构模块化机器人现状和发展

国内外机器人发展的现状及发展动向一、国内机器人发展的现状近年来，中国机器人产业取得了快速发展。

根据中国机器人产业联盟发布的数据，2022年中国机器人市场规模达到了500亿元人民币，同比增长近20%。

国内机器人企业也在技术研发、市场拓展等方面取得了一系列突破。

1. 产业应用领域广泛中国机器人产业在创造业、服务业、农业等领域都取得了显著发展。

在创造业方面，机器人被广泛应用于汽车创造、电子创造、物流等行业。

在服务业方面，机器人被应用于医疗护理、餐饮服务、物流配送等领域。

在农业方面，机器人被用于农田作业、果园采摘等农业生产环节。

2. 技术创新成果丰富中国机器人企业在人工智能、感知技术、运动控制等关键技术方面取得了一系列创新成果。

例如，某国内机器人企业研发出了能够通过语音交互与人类进行沟通的机器人；某企业推出了具备自主导航、智能识别等功能的无人配送机器人。

这些技术创新为机器人的应用提供了更多可能性。

3. 政策支持力度加大中国政府对机器人产业的支持力度也在不断加大。

2022年，中国发布了《中国创造2025》规划纲要，明确提出要加强机器人与智能装备产业的发展。

此外，政府还出台了一系列税收优惠政策、研发经费支持等措施，鼓励企业加大研发投入，推动机器人产业的发展。

二、国外机器人发展的现状国外机器人产业也呈现出快速发展的趋势。

以下是几个主要国家的机器人发展现状：1. 日本：作为机器人技术的先驱，日本在机器人领域向来处于率先地位。

日本机器人企业在工业机器人、服务机器人等领域具有较高的技术水平和市场份额。

2. 美国：美国的机器人产业发展迅猛，特别在人工智能领域取得了重要突破。

美国的机器人企业在军事、医疗、航天等领域的研发应用方面具有优势。

3. 德国：德国的机器人产业以工业机器人为主导，德国机器人企业在汽车创造、机械加工等领域具有较高的市场份额和技术实力。

4. 韩国：韩国的机器人产业在服务机器人、军事机器人等领域有着较强的竞争力。

机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势院系：信息工程学院专业：电子信息工程姓名：王炳乾机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。

文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。

关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。

1．机器人的发展史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公开表演。

1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。

1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。

它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。

保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。

她可以用风琴演奏。

1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。

20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。

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”。

它是电动机器人，装有无线电发报机。

1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。

现代机器人有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。

1946年，第一台数字电子计算机问世。

随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。

1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。

美国原子能委员会的阿尔贡研究所1947年研制了遥控机械手，1948年开发了机械式主从机械手。

1954年，美国的戴沃尔最早提出工业机器人的概念并申请了一项专利。

他通过控制机器人的关节使之行动，可以对机器人示教。

篇一:《机器人发展现状及未来趋势》机人未展趋状器发现及来势一、机器人现状及国内外发展趋势国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。

2．机械结构向模块化、可重构化发展。

例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。

3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

5．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

6．当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。

美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

7．机器人化机械开始兴起。

从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一探索开拓其实际应用的领域。

我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。

机器人技术的发展现状及未来发展趋势近年来，随着科技的快速发展，机器人技术已经取得了长足的进步，并在许多领域展现出了巨大的潜力。

本文将探讨机器人技术当前的发展现状，以及未来的发展趋势。

一、机器人技术的当前发展现状机器人技术目前已经在诸多领域得到广泛应用，例如工业生产、医疗健康、农业和日常生活等。

在工业生产方面，机器人已经成为生产线上不可或缺的角色，能够高效地完成重复性工作，并取代人工劳动力，提高生产效率。

在医疗健康领域，机器人在手术操作、康复训练和老年护理等方面有着重要的应用，减轻了医护人员的负担，并提供了更加准确和安全的医疗服务。

在农业领域，机器人可以实现自动化的农田管理和植物种植，提高了农业生产的效益，减少了对农药和化肥的使用。

此外，机器人在家庭中也扮演着越来越重要的角色，例如智能家居、保洁和陪伴等方面。

不仅如此，机器人技术在人工智能、感知技术和运动控制等领域也取得了显著的突破。

人工智能的发展使得机器人能够具备自主学习和决策的能力，不再仅仅是机械设备的扩展。

感知技术的进步使得机器人能够感知和理解周围的环境，并作出相应的反应。

运动控制技术的提高使得机器人能够进行更加精细和准确的动作，逼真地模拟人类的行为。

这些技术的发展都推动了机器人技术的进步和广泛应用，为人类创造了更多的可能性。

二、机器人技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，机器人技术在未来有望取得更大的突破，并将进一步改变我们的生活和社会。

以下是机器人技术未来发展的几个趋势：1. 人机交互的改善：未来机器人技术将更加注重人机交互的流畅度和自然度。

随着人工智能和语音识别技术的不断发展，我们可以期待与机器人之间的交流变得更加亲切和智能化。

机器人将能够理解我们复杂的需求，并能够根据情境做出相应的回应和决策。

2. 社会服务的延伸：随着人口老龄化的加剧和社会需求的增加，机器人技术将在社会服务方面扮演越来越重要的角色。

未来的机器人将能够提供更加全面和个性化的服务，例如医疗护理、家庭陪护、社区服务等。

机器人技术的发展现状与应用前景分析随着科技的不断发展，机器人技术也在不断地得到提升。

目前机器人技术已经广泛应用于生产、医疗、教育、服务等领域，成为科技进步的重要标志和推动力量。

本文将从机器人技术的发展现状、应用领域以及未来发展前景三方面进行分析。

一、机器人技术的发展现状机器人技术作为一项高新技术，自然而然就处于不断发展的状态。

从单一的机械和传感器结构，发展到各种智能芯片、多维传感器和微电机的应用，再到当前正在发展的机器视觉和深度学习等技术的应用，机器人技术的发展经历了数十年的演变，已经成为一种充满活力的技术。

近年来，机器人技术的发展非常迅速，出现了一系列的新产品和应用。

例如，无人机可以用于拍摄地图、检测天气、观测野生动植物等等，现有的智能家居机器人可以帮助人们打扫卫生、煮饭、洗衣，还可以为人们提供安全监控服务；医疗机器人可以用于手术、康复训练、护理等多个领域；服务机器人可以在酒店、餐厅、超市等场所提供服务，例如导游、点菜、送餐等等。

二、机器人技术的应用领域机器人技术的应用范围非常广泛，除了上文提到的领域，还包括了很多其他领域。

1、工业制造机器人在工业制造领域的应用是最为广泛的，主要用于自动化生产线、机器人化生产等。

机器人能够以高效和精准的方式完成重复性的工作，而且随着制造业标准的提高，机器人的应用领域也越来越广泛。

2、医疗健康医疗机器人是一种应用机器人技术在医疗领域的创新产品，它可以完成一些手术或康复训练，并能够对身体进行监测，诊断和治疗。

医疗机器人主要能够用于精细的手术，如微创手术、神经手术等，提高手术效果和安全性。

3、教育机器人技术在教育领域的使用很多，它可以激发学生的兴趣、提高学生的专注力、锻炼学生的思维能力和创造性，让学生在较短的时间内掌握一些基本的编程技巧，达到一种互动学习的效果。

4、服务行业服务机器人在服务行业领域使用较多，主要应用于酒店、餐厅、超市等场所，为顾客提供导游、点菜、送餐等服务。

变形金刚般的可重构机器人近年来，科学技术飞快发展，各种先进机器人不断涌现。

其中，最近几年备受关注的可重构机器人（reconfigurable robot）越来越引起人们的瞩目。

这种机器人具有变形金刚般的可变形态，在改变自身结构的同时还拥有较强的适应性和智能化程度，其应用范围十分广泛。

本文将从可重构机器人技术的基本概念、应用领域和未来发展等方面展开探讨。

**一、可重构机器人技术的基本概念**可重构机器人是指一种可以改变自身形态和结构，以适应特定环境或任务要求的机器人系统。

其形态可包括机器人的大小、形状、结构等方面，完全可以根据不同应用环境和任务的需要进行灵活的变形。

可重构机器人的核心技术主要有机构和控制两个方面。

机构方面，可重构的机器人需要有可调节的结构和机构，使机器人可以随时完成形态转变。

从机构上来看，可重构机器人常常采用元模块（meta-module）的思想，即将机器人分解为若干个模块化组成部分，组合和排列这些元模块即可实现机器人构形的快速变换。

控制方面，可重构机器人需要完成特定的变形映射，以及适应特定任务的运动规划和控制策略。

这就要求机器人的控制系统具有高度的智能化和适应性，能够根据环境变化和任务要求灵活进行结构和运动控制。

**二、可重构机器人的应用领域**随着机器人技术和人工智能技术的不断发展，可重构机器人越来越多的被应用于不同领域，并取得了一定的成果。

下面介绍几个典型的应用领域。

**1.太空探索**太空探索一直是科学家们十分关注的领域，而可重构机器人则可以为太空活动提供强有力的支持。

在太空探索中，机器人需要在狭小且危险的环境中完成任务，而可重构机器人正是能够适应这种环境的理想选择。

例如，可重构机器人可以根据任务需要调整自身形体，从而完成不同的太空操作。

此外，它还可以配备可重构附属设备，在完成任务的同时还能改变自身的结构，以适应更复杂的太空任务。

**2.救援和灾害应对**灾害和紧急情况经常需要进行救援和清理工作。

可重构机器人技术的研究与应用随着科技的不断发展，机器人技术也越来越成熟。

机器人已经渐渐走入我们的生活，为我们的生活提供了很多方便。

随着人类社会不断进步和发展，我们对于机器人的要求也在不断的提高。

在这样一个时代，可重构机器人技术成为了一个热门的研究课题。

那么，什么是可重构机器人技术？它有哪些应用？本文将从理论和实践两方面探讨这个话题。

可重构机器人技术到底是什么？许多人对于可重构机器人技术的认识还是比较模糊的。

在普通机器人的基础上，可重构机器人可以根据任务的需要重新设计自身结构，并根据不同的环境和任务合理地实现不同的功能。

它具有一定的自我学习和自我适应的能力。

表现在机械结构的更改或者部件的更换上。

这种技术为机器人的功能拓展带来了更广阔的空间，不仅可以具有多种不同的功能，而且还可以适应不同的环境。

可重构机器人技术的应用可重构机器人技术在现实生活中已经得到了广泛的应用，如军事、探险、农业、医疗、制造等领域。

在军事领域，重现有许多场合需要人员进行勘察或者对目标进行侦察。

如果能够利用可重构机器人进行侦察，不仅可以保证士兵们的安全，而且还可以获取到更加准确的信息。

同时，可重构机器人还可以进行战场上的相关工作，以达到军事目的。

在探险领域，许多野外地区的探险是十分危险的，如果可以利用可重构机器人进行勘察，不仅可以代替人类在危险区域进行勘察，而且还可以获取到更多准确的信息。

同时，可重构机器人还可以在生物医学领域中进行相关研究。

这种技术在研究新药，治疗疾病方面具有极高的应用价值。

在农业领域，可重构机器人的应用也很广泛。

现代化的农业生产需要大量的机器人辅助工作，可重构机器人可以根据不同的农业生产需求进行机械结构的更改，保证农业生产效率的提高。

此外，在工业生产中，可重构机器人还可以在自动化生产线上发挥极大的作用。

可重构机器人技术的发展趋势随着科学技术的不断发展，可重构机器人技术的应用也将逐步拓展。

在未来，随着研究者的不断探索，这种技术将会成熟并且普及。

机器人技术的现状及前景展望随着科技的快速发展，机器人技术也愈加成熟，开始在不同的领域发挥越来越重要的作用，如工业制造，医疗卫生，交通运输等。

机器人技术不仅在工业生产上提高生产能力，而且在服务业的普及和发展方面也逐渐受到了广泛的关注和追捧。

一、目前机器人技术的状况机器人是一种为人工设计，可重复执行任务的自动化系统。

现在已有成千上万种不同类型的机器人在世界各地的厂房、医院和各种机构中被广泛使用。

以制造和工业领域为例，机器人技术的应用已成为推动制造业不断升级的重要力量。

大型汽车制造商采用机器人替代人工完成车身和底盘的焊接和喷涂工作，机器人在生产中比人力操作更加精准和高效。

此外，机器人技术在协助废弃物处理、建筑设计、农业劳动力等领域也已经有所应用。

在医疗卫生领域，机器人便可用于手术和救援等重要任务。

假如地震等灾难发生后，如何迅速救援被困者的生命成为一项非常困难的任务，这时机器人恰好弥补了这一缺陷，可以通过随时的监测，迅速搜索并救助被困民众。

不仅如此，医薬科技的发展也利用了机器人技术，比如运用画中人工智能机器人来深读和感知肺部图像数据，以便进行临床辅助诊断。

机器人技术不断渗透到日常生活的方方面面，能为人们带来更便利高效的服务。

二、机器人技术的前景机器人技术的进一步发展将在未来的生活中扮演重要的角色。

一些研究者预测，未来的生活将会有很多机器人协助人们完成日常事务和工作，这些机器人将会在家庭、商店和办公室等不同场合得到应用。

机器人技术的发展也意味着在一些原来不可能完成的任务现在也有新的机会。

比如在天文学和空间航天探索等领域，机器人技术开始扮演重要的角色，完成人类无法完成的任务。

机器人是未来的趋势，也是未来的发展方向。

随着社会进步，机器人技术的应用越来越广泛，不断提高生产效率和劳动生产率的同时，也在不断创造新的就业机会。

机器人应用在生产制造和服务领域，不仅减轻了人力的压力，而且极大地提高了人们的生活品质，如保洁机器人、餐厅服务机器人、康复护理机器人等等。

可重构模块化机器人现状和发展摘要：由于市场垒球化的竞争，机器人的应用范围要求越来越广．而每种机器人的构形仅船适应一定的有限范围，因此机器人的柔性不船满足市场变化的要求．解决这一问题的方法就是开发可重构机器人系统．本文介绍了可重构机器人的发展状况，分析了可重构机器人的研究内容和发展方向．关键词：重构性、机器人、摸块1 引言从理论上来讲，机器人是一种柔性设备，它能通过编程来适应新的工作，然而实际应用中很少使用这种情况．但传统的机器人都是根据特定的应用范围来开发的，虽然对那些任务明确的工业应用来讲，这种机器人已经足够满足实际需要了，然而由于市场全球化的竞争，机器人的应用范围要求越来越广，而每种机器人的构形仅能适应一定的有限范围，因此机器人的柔性不能满足市场变化的要求，解决这一问题的方法就是开发可重构机器人系统，它是由一套具有各种尺寸和性能特征的可交换的模块组成，能够被装配成各种不同构形的机器人，以适应不同的工作．因此可重构机器人系统的研究已引起越来越多的研究者和工业应用的兴趣，本文在分析了可重构模块化机器人的发展状况后提出了今后需要研究的方向。

2 国内外研究状况国外对可重构机器人系统已经进行了大量的研究，目前已经开发的模块化机器人系统或可重构机器人系统主要有两类：一类是动态可重构机器人系统，另一类是静态可重构机器人系统．动态可重构机器人系统有：Pamecha 和Chirikjian～“的构形变化机器人系统（MetamorphicRobotic System）．它是由一套独立的机电模块组成的，每个模块都有连接．脱开及越过相邻模块的功能，每个模块设有动力，但允许动力和信息输入且可通过它输到相邻模块，构形改变是通过每个模块在相邻模块上的移动来实现的，这种系统具有动态自重构的能力．KotayC21]等人提出了分子（Mo[ecu[e）的概念，自重构机器人的模块称为分子，分子是建立自重构机器人的基础，分子和其它分子相连接且分子能够在其它分子上运动形成任意的三维结构，是一种动态的自重构系统．YimE 研究了一种动态可重构移动机器人，不用轮子和履带．而是通过称为多边形杆结构的模块从尾部移到前端，实现重心移动，即机器人的移动，并能通过不同的构形适应不同的环境．Murata一等人提出了一种三维自重构结构．其模块为一种齐次结构且仅一种模块，通过一个模块在另一个模块上的运动来动态的组成各种结构．静态可重构机器人系统有：Benhabih0。

机器人技术的现状及未来发展趋势近年来，随着技术的飞速发展，机器人技术已经成为引人瞩目的领域。

机器人不仅在工业生产中发挥着重要作用，也逐渐应用于家庭、医疗、教育等领域。

本文将就机器人技术的现状以及未来发展趋势进行探讨。

一、机器人技术的现状机器人技术在工业生产中的应用已经相当成熟。

传统的机器人多是由工程师预先设计好的，无法灵活适应生产线变化。

然而，随着先进的感知技术和智能算法的发展，现代机器人具备了自主感知、学习和决策的能力。

它们能够通过传感器实时获取环境信息，并根据所接收的数据做出相应的决策和动作，实现与人类无人干预交互操作。

机器人技术不仅在工业领域取得了巨大进展，还开始在家庭生活中发挥作用。

智能家居机器人能够协助家庭成员完成各种日常任务，如打扫卫生、照料老人、接送孩子等等。

另外，机器人在医疗领域也有着广阔的应用前景。

手术机器人可以通过精确的操作实现微创手术，提高手术的精准度和安全性。

同时，陪护机器人也能为患者提供陪伴和照料，减轻医护人员的工作负担。

二、机器人技术发展的未来趋势随着人工智能、大数据、云计算等技术的迅速发展，机器人技术有着广阔的发展空间。

未来机器人技术的发展将呈现以下几个趋势：1.人机交互更加智能化目前的机器人多是通过声音、触摸、视觉等方式与人类进行交互。

未来，随着自然语言处理、情感识别等技术的不断进步，机器人将能够更加智能地理解人类语言和情感，与人们实现更为自然和紧密的交流。

2.机器人具备更高的自主决策能力现有的机器人大多需要通过预设的程序和算法来完成任务。

然而，随着深度学习、强化学习等技术的不断突破，机器人将具备更高的自主决策能力。

它们能够通过学习和不断积累经验，逐渐具备独立解决新问题的能力。

3.机器人应用领域更加广泛随着机器人技术的不断进步，其应用领域将进一步拓展。

机器人不仅能够在工业生产和家庭生活中发挥作用，还能够应用于军事、教育、娱乐等领域。

例如，教育机器人可以与学生进行知识传递和互动，提供个性化的教育方案；娱乐机器人能够陪伴人们度过孤独的时光，提供娱乐和休闲体验。

我国机器人技术发展现状及未来趋势展望机器人技术是现代科技领域的一个重要研究方向。

随着科技的进步和人工智能的发展，机器人技术在我国取得了长足的进展，并呈现出蓬勃的发展势头。

本文将就我国机器人技术的现状和未来趋势进行论述。

一、机器人技术的发展现状近年来，我国机器人技术得到了广泛应用和迅猛发展。

首先，在制造业领域，机器人技术的应用逐渐取代了传统的人力。

无论在汽车制造、电子设备生产还是生活电器制造方面，机器人都具备高效率、高精度、高稳定性的特点，大大提高了生产效率和产品质量。

其次，在服务业领域，机器人技术的应用不断拓展。

在医疗领域，机器人可以辅助医生进行手术，提高手术的精确度和安全性。

在餐饮业和酒店业，机器人可以代替人工从事接待、送餐等工作，提升服务质量和效率。

同时，在物流和仓储行业，机器人也扮演着重要的角色，可以实现自动化的搬运和分拣，提高仓储物流的效率。

此外，在军事和安防领域，机器人技术的应用也显示出巨大潜力。

机器人可以在危险的环境下执行任务，减少人员伤亡风险。

例如，在巡逻、排雷和侦察方面，机器人可以发挥重要作用。

二、我国机器人技术发展的优势和挑战我国在机器人技术领域有着优势和潜力。

首先，我国具备庞大的劳动力和人才资源，为机器人技术的发展提供了坚实的基础。

其次，我国在制造业方面拥有丰富的经验和市场需求，有利于机器人技术的落地和应用。

再次，我国政府对机器人技术的支持力度不断增加，通过政策引导和资金投入，促进了机器人技术的发展。

然而，我国在机器人技术发展方面也面临一些挑战。

首先，机器人技术的核心关键技术仍然受制于人外企业，我国自主创新能力相对较弱，需要加强基础研究和核心技术研发。

其次，机器人技术的高成本和长周期也是制约发展的因素之一。

此外，机器人的安全性和隐私问题也亟待解决。

三、未来机器人技术的发展趋势展望未来，机器人技术将继续迎来新的发展机遇。

首先，随着人工智能、大数据和物联网技术的不断进步，机器人将具备更高的智能化水平。

可重构模块化机器人在当今科技飞速发展的时代，机器人技术的进步可谓日新月异。

其中，可重构模块化机器人作为一个充满创新和潜力的领域，正逐渐引起人们的广泛关注。

什么是可重构模块化机器人呢？简单来说，它是由一系列具有特定功能的模块组成，这些模块可以根据不同的任务需求，像搭积木一样灵活地组合和重构，从而形成具有不同形态和功能的机器人。

想象一下，有一堆形状各异、功能不同的模块，有的可以移动，有的可以抓取物体，有的能够感知环境。

通过巧妙的组合和连接，它们可以瞬间变成一个能够在狭窄空间中穿梭的小型探测机器人；也可以重新组合成一个能够举起重物的大力士机器人；甚至还能变成一个外形酷似动物、能够适应复杂地形的仿生机器人。

这种灵活性和可重构性，正是可重构模块化机器人的魅力所在。

这种机器人的出现，带来了诸多优势。

首先，它具有极高的适应性。

面对各种各样复杂多变的任务环境和需求，传统机器人可能会因为其固定的结构和功能而显得力不从心。

但可重构模块化机器人却能够迅速调整自身的形态和功能，以最佳的方式去完成任务。

比如在灾难救援现场，它可以先以小巧灵活的形态进入废墟中进行探测，找到被困人员后，再重新组合成能够提供支撑和救援的结构。

其次，可重构模块化机器人的维护和升级也变得更加便捷。

由于其模块化的设计，如果某个模块出现故障，只需更换相应的模块即可，而不必对整个机器人进行大修。

而且，当有新的技术和功能出现时，也可以通过添加新的模块来实现机器人的升级，无需淘汰整个旧机型，大大降低了成本。

再者，它还为机器人的研发和创新提供了更广阔的空间。

不同的研究人员和团队可以专注于开发特定功能的模块，然后通过共享和组合这些模块，创造出更多新颖、实用的机器人应用。

然而，要实现可重构模块化机器人的广泛应用，还面临着不少挑战。

首先是模块之间的连接和通信问题。

为了确保机器人在重构过程中各个模块能够稳定、高效地协同工作，需要设计出可靠、快速的连接和通信机制。

这不仅涉及到机械结构的设计，还包括电子电路和软件算法的优化。

我国工业机器人技术现状与发展趋势本文首先介绍了工业机器人的应用，其次在介绍我国工业机器人发展现状的基础上，提出了我国工业机器人发展的趋势。

标签：工业机器人技术；现状；发展趋势工业机器人是一种将电子、控制、机械，以及计算机、传感器和人工智能等多种学科先进技术集于一体现代制造业重要的自动化装备。

在国家的支持下，我国工业机器人研究已经基本实现了实验、引进到自主开发的转变，使得我国制造业、勘探业等行业都同时得到了发展。

然而，随着我国开放程度的加大，国内的工业机器人产业受到了越来越激烈的竞争和冲击。

尽管我國机器人的需求量越来越多，然而当前生产的机器人还很难达到所要求的质量，其中不部分的机器人的关键部件仍需要进口。

因此就目前而言，我国还处在一个机器人消费型的国家。

1 工业机器人的应用随着工业机器人在广度以及深度上的发展，加之机器人智能水平的不断提升，在很多领域工业机器人都得到了广广泛的应用。

从二十世纪六十年代初期人类创造了第一台工业机器人以后，工业机器人就凸显了其所具有的较大的生命力，尽管至今才短短五十年的发展中，工业机器人技术发展非常的迅猛。

当前，不管是在机械加工行业、汽车零部件制造业，以及橡胶及塑料工业、食品工业和木材与家具制造业等诸多领域工业机器人都得到了广泛的应用。

此外，很多工业生产领域，工业机器人，例如弧焊机器人以及点焊机器人、分配机器人和装配机器人等等也得到了较多的应用。

随着工业机器人智能化、标准化以及网络化等程度越来越高，其多具有发功能也越来越强大。

随着科学技术的不断发展，工业机器人其所应用的领域正逐渐扩大，已经从工业生产领域扩大到了生化、航天、核能等高科技领域和家庭清洁以及医疗康复等服务业领域中。

例如，水下机器人、抛光机器人、打毛刺机器人以及擦玻璃机器人和高压线作业机器人等。

2 我国工业机器人发展现状二十世纪八十年代中期，我国开始了工业机器人的研究。

在国家的大力支持下，历经十年的科技攻关，我国工业机器人已经基本从实验、引进转变到了自主开发的阶段，极大的促进了我国制造业以及勘探业等行业的发展。

工业机器人的发展现状与趋势随着科技的进步和制造业的发展，工业机器人在生产领域扮演着越来越重要的角色。

工业机器人的出现不仅提高了生产效率，减少了人力成本，还增强了产品的质量和一致性。

本文将探讨工业机器人的发展现状和未来趋势。

一、工业机器人的发展现状工业机器人自20世纪60年代开始出现，经过几十年的发展，现在已经成为各个领域的重要生产工具。

目前，工业机器人主要分为以下几类：1. 传统工业机器人：传统工业机器人采用多关节机械臂结构，能够进行重复性的高精度操作。

这类机器人广泛应用于汽车制造、电子设备组装等领域，它们能够提高生产线上的生产效率和产品质量。

2. 协作机器人：随着人机协作的需求增加，协作机器人逐渐兴起。

这类机器人具有安全性高、操作灵活等特点，可以与人类工作在同一空间内，共同完成生产任务。

协作机器人广泛应用于医疗、食品加工等需要与人类密切合作的领域。

3. 移动机器人：移动机器人是近年来发展迅猛的一种工业机器人。

它们具有自主导航、智能路径规划等功能，可以在物流仓储、零售等领域进行自动化操作。

移动机器人的出现极大地提高了物流效率，降低了运营成本。

二、工业机器人的发展趋势工业机器人的发展充满了无限潜力，其未来的发展趋势如下：1. 灵活可重构：未来的工业机器人将更加灵活、多功能，并能够根据任务需求进行快速重构。

这意味着机器人能够适应不同的生产环境和需求变化，提供更高效的解决方案。

2. 人工智能和机器学习：随着人工智能和机器学习领域的不断进步，工业机器人将具备更强大的智能和学习能力。

它们能够通过感知和分析数据，自主决策和优化工作流程，提高生产效率和适应性。

3. 协同制造：未来，工业机器人将与人类工人更加紧密地合作。

机器人和人类将共同进行生产任务，分享工作空间，并发挥各自的优势。

这种协同制造的模式将提高工作效率和人机协作的水平。

4. 网络化和物联网：随着物联网技术的发展，工业机器人将更加网络化和互联互通。

机器人之间能够实现数据共享和协同作业，从而提高整体生产效率和生产线的智能化。

2000年12月 沈阳工业学院学报 V o l.19N o.4第19卷第4期　JOU RNAL O F SH EN YAN G I N ST ITU T E O F T ECHNOLO GY D ec.2000文章编号:1003-1251(2000)04-0069-04可重构机器人研究和发展现状李　斌1,董慧颖2,白　雪3(1.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳110015;2.沈阳工业学院;3.沈阳辰宇安装有限公司) 摘　要:分析了可重构机器人研究和发展现状,对有代表性的可重构机器人作了较详细的介绍,根据可重构机器人的应用背景,指出了可重构机器人研究的必要性.关键词:可重构;机器人;模块化中图分类号:T P13 文献标识码:A机器人技术的发展使得机器人的能力不断提高,机器人应用的领域和范围正在不断扩展,人们希望机器人能完成更加复杂的任务.通过重新编程,机器人能很容易地完成许多不同的任务,然而一台机器人能完成任务的范围却受其自身的机械结构限制.对于给定任务,可以根据任务要求来选择机器人的最佳结构,如喷漆或焊接作业,一般采用垂直关节结构的机械手,而对于高精度的桌面精密装配作业,则采用水平SCA RA结构的机械手.对于一些不可预知的作业任务或不断变化的作业,就无法选择机器人的最佳结构,需要应用许多具有不同运动学和动力学特性的机器人来完成作业任务,这种做法往往耗资巨大,甚至于不可行.例如,空间站上许多工作需要机器人来完成,由于重量的限制,不可能将所有的机器人都发射到空间站中.因此,需要使用一种能根据任务要求改变自身构型的机器人来完成不可预知的作业任务.可重构机器人的研究正是在此类应用背景下开始的.可重构机器人是一种能根据任务需要,重新组合构型的机器人,它是在模块化机器人研究基础上发展起来的.可重构机器人就是利用一些不同尺寸和性能的可互换的连杆和关节模块,象搭积木似地组合成特定构型的机器人,这种组合并不是简单的机械重构,还包括控制系统(电子硬件、控制算法、软件等)的重构,因为模块关节本身就是一种集通讯、控制、驱动、传动一体化的单元.1　典型的可重构机器人1988年美国卡纳基梅隆大学机器人研究所研制出一种可重构的模块化机械手系统(简称RMM S),笔者认为RMM S是第一台可重构机器人的原理性样机[1],RMM S在系统设计上扩收稿日期:2000-09-15作者简介:李斌(1963—),男,广东兴宁人,副研究员.展了当时模块化机械手的概念[2],不仅实现了机械结构的可重构,而且从电子硬件、控制算法、软件等方面实现了可重构.RMM S 原型样机包括六个关节模块、六个连杆模块和一台由具有实时能力的计算机组成的控制器.在原型样机基础上,Kho sla 等又做了进一步的研究工作[3～5],通过机械结构、软件算法、通讯系统等方面的改进,于1996年研制出了新型RMM S [6],如图1所示.(a )RMM S 样机(b )RMM S 关节(c )RMM S 连接模块图1　可重构的模块化机械手系统RMM S 样机及关节随着可重构机器人研究工作的开展,一些关于可重构机器人的新思想和研究成果也不断产生.1988年,在日本东京科学大学,Fukuda 等从概念的角度提出了一种新的机器人系统——动力可重构机器人系统(DRR S )[7],DRR S 由许多具有基本机械功能的智能“细胞”组成,每个“细胞”能根据任务自动地与其它“细胞”分离和组合,构成机械手或移动机器人,甚至于系统能自修理.这种基于“细胞”结构的DRR S 的概念是为下一代机器人系统提出的.在此基础上,Fukuda 等又开展了进一步的研究工作[8].1990年,在名古屋大学,Fukuda 等研制出一种新的机器人系统——细胞机器人系统(CEBO T )[9].CEBO T 由多个独立自治的称为“细胞”的单元组成,是一个分布式机器人系统,它能根据目的和环境将自己重构成最佳结构.针对CEBO T 的研究工作一直在继续[10].1994年,美国John s Hop k in s 大学的Grego ry 以概念的角度提出一种变形机器人系统[11],应该说这是一种新的可重构机器人系统,虽然这个系统也是由许多独立控制的机械模块组成,每个模块具有连接、断开、爬越相邻模块的能力,但是其变形是在组成系统的模块保持连接后进行,并且能自重构.目前已研制出原理性样机[12].日产通商产业省工业技术院机械技术研究所也在开展可重构机器人的研究工作.1994年M u rate 等提出并研制出一种自安装机械系统[13],由多个相同的可重构的装置组成,其特点是(1)可实现系统的容错;(2)对环境有较高的适应能力;(3)有利于产品化.1999年M u rate 等提出了一个三维可重构的结构[14].1999年又研制出了一种使用形状记忆合金的可自重构系统,这种系统能用一组独立的机械装置构成不同形状,是一个三维可自重构系统.美国D artm ou th 学院也在开展可自重构机器人的研究工作,1998年Ko tay 等提出了一个由机器人分子组成的可自重构机器人[15],这种机器人能自动地重构成各种最佳形状,以适应96第4期 李　斌等:可重构机器人研究和发展现状07沈阳工业学院学报 2000年不同的地形、环境和任务,例如聚集成蛇形通过一个管道,重构成六足机器人通过起伏地带,再改变形状和步伐爬上楼梯进入建筑物.1999年D an iela R u s等又提出了一种由晶体结构“分子”组成的可自重构机器人系统[16],晶体结构“分子”能聚集在一起,形成一个分布式机器人系统.晶体结构“分子”通过扩张和收缩,进行相对于其它“分子”的运动,这种机构允许自动地变形.新加坡南洋理工大学[17]、日本北海道大学[18]、美国R en sselaer Po lytechn ic学院[19]等科研机构也在开展可重构机器人的控制方法研究.可重构机器人的研究并没有局限于方法研究,一些研究成果已经在应用.例如,日本日立公司研制出的用于核电站维修的可重构机械手系统[20];日本索尼公司利用可重构机器人技术研制出的可变形玩具[21],目前已商品化.可重构机器人的种类很多,如可重构的机械手、可重构的步行机器人、可重构的并联机器人、可重构的娱乐机器人、可自重构的机器人等.归纳起来主要有三种类型的可重构机器人,第一类是需要外界参与才能进行重构的机器人,如可重构的模块化机械手系统(简称RMM S)[1];第二类是通过独立的模块自主地进行构型的可自重构机器人,如细胞机器人系统(CEBO T)[9];第三类是变形机器人,如文献[11]介绍的变形机器人系统.2　可重构机器人的主要研究内容可重构机器人研究的内容很多,归纳起来主要有以下几方面内容:1)可重构机器人的构型研究可重构模块化机器人构形设计的目的就是如何找到一个最优的装配构形来完成给定的工作.可重构模块化机器人构形设计的方法主要考虑以下三个问题:首先要确定构形的表达方法;其次就是确定构形的评价标准;最后采用适当的优化方法确定满足给定任务的最优构形.2)模块(最小组成单元)的研究模块是可重构机器人的组成单元,种类很多,功能各异,其共同点如下:・模块应满足可重构机器人的构型需要;・模块应具有规划、推理、决策能力;・模块应具有通讯、协商能力;・模块应具有完成特定运动和动作的驱动能力;・每个模块在满足要求的条件下应具有最小重量和最小惯性;・每个模块可以快速连接到任意其它的模块上.3)可重构机器人的运动学、动力学和控制策略的研究随着可重构机器人构形的变化,其运动学和动力学模型也在变化,传统的机器人运动学、动力学求解方法已不适合,必须探索新的方法.4)可重构机器人系统的实现方法等研究通过这些研究,使机器人增加以“不变的系统”应“万变的任务”的能力,扩展机器人的应用空间.3　结束语可重构机器人已经成为机器人发展的一个新方向.一方面,从研究的角度看,传统的基于传感器自治的概念已经扩展到基于构型自治.不难想象,尽管传统的机器人具有各种传感及规划信息,但当给定任务超出其自身的机构物理特性时,它将很难(或无法)完成给定的任务.而可重构机器人则可基于指定的任务,快速重构成具有适应任务的物理能力的构型,再附之以可重构的传感器、规划策略,去自主的完成任务.因此,可重构机器人的研究已经成为智能机器人研究的一个新的发展方向.目前,国外在可重构机器人研究的基础上又开始了可自重构机器人的研究工作.另一方面,从应用的角度看,国外利用可重构机器人技术,已经研制出具有不同应用背景的可重构机器人样机,许多领域正在(或已经)开始应用,例如用于核电站维护、修理任务的可重构机械手.同样,我国在相应的领域内也需要可重构机器人.因此,可重构机器人的研究在军事、航天、核工业等领域具有广阔的应用前景.自八十年代末以来,可重构机器人的研究受到普遍关注.近年来,在IEEE R &A 、I RO S 等著名的国际机器人学术会议都有可重构机器人的专题.国内可重构机器人的研究工作还处于探索性阶段[22],国内相关的科研单位和学者应密切关注世界各国可重构机器人研究的发展趋向.参考文献:[1]Schm itz Donald ,Kho sla P radeep ,Kanade T akeo .T he CM U reconfigurable modular m ani pulao r system [C ].P roceedings of the Internati onal Sympo sium and Expo siti on on Robo ts .1988,4732488.[2]W urst K H .T he concep ti on and constructi on of a modular robo t system [C ].P roceedings of the 162th Internati onal Sympo sium on industrial Robo tics .IS I R ,1986,37244.[3]K i m J O ,Kho sla P K .A m ulti 2populati on genetic algo rithm and its app licati on to design of m ani pulato rs [C ].P roceedings of the 1992IEEE Internati onal Conference on Intelligent Robo ts and System s .1992,1:2792286.[4]Stew art D B ,Kho sla P K .R ap id developm ent of robo tic app licati ons using component 2based real 2ti m e softw are [C ].P roceedings of the 1995IEEE Internati onal Conference on Intelligent Robo ts and System s .1995,1:4652470.[5]Paredis C J J,Kho sla P K.K inem atic design of serial lind m ani pulato rs from task specificati ons[J ].Int .J.Robo t .R es .1993,12(3):2742286.[6]Paredis C J J ,Benjam in B row n H ,Kho sla P K .A rap idly dep loyable m ani pulato r system [J ].Robo tics and A utonomous System s .1997,21:2892304.[7]Fukuda To sh i o ,N akagaw a Seiya .D ynam ically reconfigurable robo tic system [C ].P roceedings IEEE conference on Robo tics and A utom ati on .1988,3:158121586.[8]Fukuda T ,N akagaw a S ,Kaw auch i Y .Self o rganizing robo ts based on cell structures 2CEBO T [C ].P roceedings of theIEEE Internati onal Conference on Intelligent Robo ts and System s .1988,1452150.[9]Fukuda To sh i o ,Kaw auch i Yo sh i o .Cellular robo tic system (CEBO T )as one of the realizati on of self 2o rganizingintelligent universal m ani pulato r[C ].P roceedings IEEE conference on Robo tics and A utom ati on .1990,6622667.[10]Kaw auch i .D ynam ically reconfigurable intelligent system of cellular robo tic system (CEBO T )w ith rntropy m in nax hybrid algo rithm [C ].P roceedings IEEE conference on Robo tics and A utom ati on .1994,4642469.[11]Grego ry .K inem atics of a m etamo rph ic robo tic system [C ].P roceedings IEEE conference on Robo tics and A utom ati on .17第4期 李　斌等:可重构机器人研究和发展现状27沈阳工业学院学报 2000年1994,4492455.[12]H ttp: robo tics.m .[13]M urata Sato sh i,Kurokaw a H aruh isa,Kokaji Sh igeru.Self2assem bling m ach ine[C].P roceedings IEEE conference onRobo tics and A utom ti on.1994,4412448.[14]Yo sh ida E iich i,Kokaji Sh igeru,M urata Sato sh i.M iniaturized self2reconfigurable system using shape m emo ry alloy[C].P roceedings IEEE conference on Robo tics and A utom ati on.1999,157921585.[15]Ko tay Keith,R us D aniela,V ona M arsette.T he self2reconfiguring robo tic mo lecule[C].P roceedings IEEE conference onRobo tics and A utom ati on.1998,4242431.[16]R us D aniela,V ona M arsette.Self2reconfigurati on p lanning w ith comp ressible nnit modules[C].P roceedings IEEEconference on Robo tics and A utom ati on.1999,251322520.[17]H ttp: .sg hom e m ichen res2modular.h tm l.[18]T ak ita Kensuke,Kakazu Yuk ino ri.Evo luti onary design of autonomous agent based on bate grow th[C].P roceedings ofthe IEEE Internati onal Conference on Intelligent Robo ts and System s.1999,155521560.[19]L ee W oo Ho,Sanderson A rthur C.D istributed computati on of dynam ics in reconfigurable robo tics[C].P roceedings ofthe IEEE Internati onal Conference on Intelligent Robo ts and System s.1999,156121566.[20]Ish ii Y.,Fukuxak i T..Jo int connecti on m echanis m fo r reconfigurable m ani pulato r[J].IEEE Contro l System sM agazine.1993,13(4):73278.[21]H ttp: www.wo robo t[Z].[22]费燕琼,徐卫良,赵锡芳.模块机器人的研究[J].机器人,1998,20(4):3112315.THE Recen t Situa tion of D evelop i ng for Reconf igurable RobotL I B in1,DON G H u i2ying2,BA I Xue3(1.Shenyang Institute of A utom ati on,Ch inese A cadem y of Sciences,Shenyang110015,Ch ina;2.Shenyang Institute of T echno logy;3.Chenyu F ixati on Co rpo rati on of Shenyang)Abstract:In th is p ap er,the research and p ersen t situati on of develop ing fo r reconfigu rab le robo t are resum ed.T he typ ically reconfigu rab le robo t is in stroduced in detail.A cco rding to the background of app licati on fo r reconfigu rab le robo t,the necessity of the research fo r reconfigu rab le robo t is po in ted ou t.Key words:reconfigu rab le;robo t;m odu lar。

我国工业机器人的发展现状与趋势中国作为亚洲第三大的工业机器人需求国，市场发展稳定，汽车及其零部件制造仍然是工业机器人的主要应用领域，随着我国产业结构调整升级不断深入和国际制造业中心向中国的转移，我国的机器人市场会进一步加大，市场扩展的速度也会进一步提高。

对于国外的先发、领先优势，我国的机器人产业的研发远远落后于美、日两国，甚至比起韩国也落后一步，尤其是在青少年中远未开展机器人的组装、制作的科学活动，这将关系到二、三十年后我国的产业发展。

近年来，我们在研究文化创造性产业时，发现国外正在兴起一个与文化产业、科学技术有紧密关系的未来产业——机器人的研究、开发及制造，参与者除了传统从事学术研究的科技工作者、大学研究梯队、企业产品的专门研究人员之外，更有一大批的青少年积极加入此一新兴的科学技术新潮流之中。

以下是我们对国外此一产业的发展状况的考察及思考。

现状我国从上世纪80年代开始在高校和科研单位全面开展工业机器人的研究，近20年来取得不少的科研成果。

但是由于没有和企业有机地进行联合，至今仍未形成具有影响力的产品和有规模的产业。

目前国内除了一家以组装为主的中日合资的机器人公司外，具有自主知识产权的工业机器人尚停留在高校或科研单位组织的零星生产，未能形成气候。

近10年来，进口机器人的价格大幅度降低，对我国工业机器人的发展造成了一定的影响，特别是我国自行制造的普通工业机器人在价格上根本无法与之竞争。

特别是我国在研制机器人的初期，没有同步发展相应的零部件产业，使得国内企业在生产的机器人过程中，只能依赖配套进口的零部件，更削弱了我国企业的价格竞争力。

工业机器人发展长期以来受限于成本较高与国内劳动力价格低廉的状况,随着中国经济持续快速的发展,近几年的国民生产总值年平均增长率更是保持在9%左右,人民生活水平不断地提高,劳动力供应格局已经逐步从“买方”市场转为“卖方”市场、由供远大于求转向供求平衡。

作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的要求。

国内外机器人发展的现状及发展动向标题：国内外机器人发展的现状及发展动向引言概述：随着科技的不断发展，机器人技术正逐渐成为各个领域的重要组成部份。

国内外机器人发展的现状和发展动向备受关注，本文将就此进行深入探讨。

一、国内机器人发展现状及趋势1.1 产业规模不断扩大国内机器人产业规模不断扩大，成为国家重点支持的战略性新兴产业之一。

1.2 技术水平持续提升国内机器人技术水平不断提升，涵盖工业机器人、服务机器人、农业机器人等多个领域。

1.3 创新能力不断增强国内机器人企业创新能力不断增强，推动着整个行业的发展。

二、国外机器人发展现状及趋势2.1 率先技术优势明显国外发达国家在机器人技术领域拥有明显的率先优势，涉及到人工智能、自动驾驶等前沿技术。

2.2 应用场景多样化国外机器人应用场景多样化，包括工业创造、医疗保健、农业等多个领域。

2.3 国际合作日益密切国外机器人企业之间的国际合作日益密切，共同推动着全球机器人技术的发展。

三、国内外机器人发展的共同挑战3.1 人材短缺机器人行业对高素质人材的需求日益增加，但人材供给仍然不足。

3.2 安全性问题机器人在工作中存在一定的安全隐患，如何确保机器人的安全性成为一个共同挑战。

3.3 法律法规不完善机器人技术的发展迅猛，但相关法律法规跟不上步伐，如何完善法律法规成为亟待解决的问题。

四、国内外机器人发展的未来趋势4.1 智能化发展未来机器人将更加智能化，具备更强的学习、适应和创新能力。

4.2 人机协作未来机器人将更多地与人类进行协作，实现更高效的生产和服务。

4.3 跨界融合未来机器人技术将与人工智能、大数据等技术跨界融合，创造出更多的应用场景。

五、国内外机器人发展的建议5.1 加强人材培养加强机器人领域的人材培养，培养更多高素质的机器人专业人材。

5.2 完善法律法规加快完善机器人相关的法律法规，确保机器人技术的安全和可持续发展。

5.3 推动产学研合作加强产学研合作，促进机器人技术的创新与应用，推动国内外机器人发展的持续进步。