智能机器人应用与发展ppt课件

1、智能机器人运用与开展 2021.12.“勇气号火星探测空间机器人“勇气号火星探测空间机器人的主要构造机体：机器人的机体被称为热电子盒WEBWarm Electronics Box。机体是一层巩固的外壁，它能起到维护机器人的计算机、电子系统和电池这些都是机器人的心脏和大脑的作用。因此，机体维护了机器人的主要器官并实现了温度控制。热电子盒WEB控制系统：机器人的计算机安装在机体内一个称为机器人电子模块REM的里面。主计算机与机器人的设备和传感器经过总线来交换数据。机器人的轮子：机器人有6个轮子，每个轮子有本人独立的电动机。它的2个前轮和2个后轮还有独立的转向发动机。科学仪器：科学仪器主要包括：磁体

2、陈列微型热辐射分光计Mini-TES(Miniature Thermal Emission Spectrometer)、穆斯堡尔谱分光计、射线粒子X射线分光仪APXS、磨石工具RAT等。“勇气号火星探测空间机器人的主要构造机器人的摄像机：“勇气号机器人有9个摄像机。包括：避障摄像机4个、导航摄像机2个、科学探测全景摄像机2个、显微镜摄像机1个、测定标定对象它以日晷的方式安装在机器人的平台上。“勇气号机器人上的摄像机规划“勇气号火星探测空间机器人的主要构造机器人的“颈和头：在“勇气号机器人上看上去像颈和头的安装被称为全景摄像机桅杆头Pancam Mast Assembly。它有两个作用：作为装在

3、机器人内部的微型热辐射分光计潜望镜、全景摄像机和导航摄像机提供一个适宜的高度和视界。机器人上的“颈和“头“勇气号火星探测空间机器人的主要构造机器人的手臂：机器人的手臂也叫工具执行安装IDD。该手臂具有三个关节：肩、肘和腕。该手臂可以使工具操作延伸、弯曲和转动一定准确的夹角，并能剔除岩石表层，拍摄微小图像，并分析岩石和土壤的组成成分。装在机器人手上的4个工具是：微型摄像机、Mossbauer谱分光计、射线粒子X射线分光仪和岩石研磨工具。机器人的手臂“勇气号火星探测空间机器人的主要构造机器人的温度控制：火星探测空间机器人最重要的器件绝对不能超越-40 40C这个范围。通常保温的方法有以下几种：利用

4、黄金涂料防止热量分散、防止热量分散的绝热资料是“气溶胶、经过加热器来坚持温度、自动调温器和热转换器、散热管等。 火星探测空间机器人的任务过程主要包括以下步骤：开场通讯预备 、 旋转太空船 、 开场传输音频信号巡游舱脱离 、 “勇气号进入火星大气层展开减速伞 、 隔热屏脱离 、 登陆器脱离雷达系统开场任务 、 降落成像器对火星外表拍照开场向火星环绕检测卫星进展数据传输 、 气囊的膨胀减速火箭推进器 、 绳索剪断和第一冲击发生登陆器翻腾直到最终完全停顿 、 通讯尝试开场关键的布置开场 、 开场向火星长期卫星传输信号休眠“勇气号火星探测空间机器人的主要构造主要内容什么是机器人机器人的开展历史机器人的

5、分类机器人的组成和涉及的技术智能机器人未来展望机器人竞赛什么是机器人robot 机器人问世已有几十年，但对这一问题不断没有一致的意见。缘由之一是机器人学科还在开展，另一缘由主要是由于机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。正是由于机器人定义的模糊，人们才会有充分的想象和发明空间。什么是机器人robot日本：森政弘与合田周平：机器人是一种具有挪动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器加藤一郎：具有如下3个条件的机器具有脑、手、脚等三要素的个体；具有非接触传感器如，用眼、耳接受远方信息和接触传感器；具有平衡觉和固有觉的传感器。什么是机器人robot

6、美国：美国机器人协会RIA)：一种用于挪动各种资料、零件、工具或公用安装的，经过程序动作来执行各种义务，并具有编程才干的多功能操作机Manipulator。美国家规范局：一种可以进展编程并在自动控制下完成某些操作和挪动作业义务或动作的机械安装。 什么是机器人robot中国：机器人是一种自动化的机器这种机器具备一些与人或生物类似的智能才干，如感知才干规划才干动作才干协同才干什么是机器人robot国际规范化组织对工业机器人的定义 1987年工业机器人是一种具有自动控制的操作和挪动功能，能完成各种作业的可编程操作机。机器人的功能节省劳动力搬运机器人、清扫机器人进展极限作业喷漆机器人、空间机器人、海底

7、机器人、救援机器人用于医疗、福利外科手术机器人、智能轮椅与人协调作业机器宠物，如日本的机器狗，机器猫。机器人的开展历史1920年，捷克作家卡雷尔卡佩克在科幻剧本中定义了“robota1954年，George Deval开发出第一台可编程机器人1962年，Unimation公司成立，出现了最早了工业机器人，第一位用户是GM美国通用机械公司1964年，MIT，Stanford University 等成立人工智能研讨所1965年，Carnegie Mellon University 建立机器人研讨所机器人的开展历史1967年，第一台Unimation公司的喷涂用机器人出口到日本1968年，第一台智

8、能机器人Shakey在斯坦福研讨所(SRI)诞生机器人的开展历史1972，IBM公司开发出内部运用的制造机器人，并开展成为IBM7565商用机器人机器人的开展历史1978年，第一台PUMA机器人由Unimation装运到GM公司机器人的开展历史80年代开场，各种机器人公司陆续成立，并不断出现兼并和调整1983年，美国开场将机器人学列入教学方案。1994年，CMU利用Dante机器人探测Alaska spurr火山采集火山气体样本机器人的开展历史1995年，Intuitive Surgical 公司推出外科手术机器人。机器人的开展历史1997年，NASA的探险者登陆火星，并由游览者Sojourn

9、er 将所拍摄的照片发回地球机器人的开展历史1997年，Honda推出人形机器人P31999年，Sony推出机器狗Aibo机器人的开展历史2000年，Honda推出第二代人形机器人Asimo, Sony推出人形机器人Qiro。 ASIMO会拉提琴, 曾经登台指挥交响乐团。QRIO身高54cm，重5kg，可以跳舞打拳。 机器人的开展历史2001年，加拿大MD机器人公司建造的“空间站远程支配系统发射进入太空轨道机器人的开展历史2004年，美国的“机遇号登上火星。机器人的开展历史机器人开展趋势用于制造消费线构造化环境下规那么任务具有简单智能的工业机器人工程、社会效力、人类生活等各个领域顺应非构造环境

10、下的各种灵敏需求具有综合和集成才干的智能机器人功能任务环境智能程度机器人开展趋势美国卡内基梅隆大学的科学家预测：未来的机器人将使目前信息科技革命的奉献相形见绌，机器人市场将超越信息产业，成为全球最大的工业。 日本：拥有世界上58的机器人大力开展机器人教育和机器人产业机器人的分类按所替代的人体器官分类按智能程度分类按机器人的运用分类分类1按所替代的人体器官分类操作机器人-手挪动机器人-腿视觉机器人-眼听觉机器人-耳操作机器人机械臂相当于手臂机械手相当于手指挪动机器人轮式：独轮、两轮、三轮、四轮、六轮等腿式：两足、多足履带式机器蛇如下图为中国科学院研制的机器蛇。仿活力器鱼北京航空航天大学机器人研讨

11、所研制的仿活力器鱼SPC-II ROV和SPC-III机器鱼。微型机器蝇如下图为美国加州大学伯克利分校制造的机器蝇，并实现拍打翅膀的有限间隔飞行。 基于SMA导向的肠道微型机器人中国科技大学研制的基于SMA导向的用于人体肠道检查和腹腔手术的医用蠕动式管道微型机器人。携带的内窥镜检测微型机器人在可控的SMA元件的作用下可以实现自主导向。SMA既可作为驱动元件又可作为传感器。SMA元件和软芯被做成多竹节构造，经过对其通电控制，微型机器人头部的内窥镜整体能在空间三维方向弯曲成所需求的外形，因此微型机器人容易穿越大肠不规那么的各种管道，大大降低患者的苦楚。如下图为该微型机器人自动引导机构。视觉机器人产

12、品检测人脸检测人脸识别物体识别分类2按智能程度分类分 类 名 称简 要 解 释人工操作安装有几个自在度，有操作员支配，能实现假设干涉定的功能。固定顺序机器人按预定的不变顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。可变顺序机器人按预定的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。但顺序和条件可作适当改动。示教再现型机器人经过手动或其它方式，先引导机器人动作，记录下任务程序，机器人那么自动反复进展作业。数控型机器人不用使机器人动作，经过数值、言语等为机器人提供运动程序，能进展可编程伺服控制。感知型机器人利用传感器获取的信息控制机器人的动作。机器人对环境有一定的顺应性。如拣蛋机器人。智能机器人机器人具有感知和了

13、解外部环境的才干，即使环境发生变化，也可以胜利的完成义务。如火星探测车。第一代第二代第三代分类3按机器人的运用分类工业机器人特种机器人效力机器人文娱机器人军用机器人水下机器人农业机器人机器人的组成机械臂或挪动车运动平台末端执行器驱动器传感器控制器软件驱动器电动机伺服电机步进电机直流电机液压驱动器气动驱动器外形记忆金属驱动器磁致伸缩驱动器传感器位置传感器速度/加速度传感器力/力矩传感器触觉传感器接近觉传感器测距仪嗅觉传感器视觉系统语音识别和语音合成编码器所涉及的研讨领域机器人主要技术机器人技术包括：机器人制造技术、操作和执行技术、驱动和控制技术、检测和感知技术、机器人智能技术、实验和评价技术、人

14、机交互和交融技术、通讯技术、机器人的能源和通讯技术、技术规范和规范等。 机器人是一个多学科和技术交叉和结合的综合高技术领域。从某种意义上讲,一个国家机器人技术程度的高低反映了这个国家综合技术实力的高低。人工智能规划和配置机器人动作规划、途径规划机器感知计算机视觉 语义识别信息交融机器学习和知识发现深蓝机器人分布式人工智能分布式问题求解多智能体行为协调新型智能机器人护士助手智能轮椅家用及办公机器人水下机器人空间机器人军用机器人类人机器人护士助手TRC公司开发的“护士助手机器人它可以完成以下各项义务：运送医疗器材和设备，为病人送饭，送病历、报表及信件，运送药品，运送实验样品及实验结果，在医院内部送

15、邮件及包裹。松下电工研制的医院智能跑腿机器人智能轮椅奈良先端科学技术大学院大学的电动轮椅“WATSON。摄像头安装在轮椅前面，可以捕捉坐在椅子上的人的表情。一点头轮椅就开场活动，向左右看的话轮椅就向看的方向转弯，摇头就停下来，这样不用手足仅靠头部的运动与视野就能控制轮椅。 中国科学院自动化研讨所研制的一种具有视觉和口令导航功能并能与人进展语音交互的机器人轮椅。美国公司开发一种iBot自动平衡轮椅家用同伴型机器人日本东芝的家用机器人ApriAlpha主要功能：与人沟通、聊天、认人 三菱重工的wakamaru，可以进展声音识别、生活情景对话会话。 家用清洁机器人日立家用清洁机器人直径25cm 高度

16、13cm清扫终了后自动进入“充电兼渣滓回收站办公/商务效力机器人富士通效力机器人，可以胜任引导、搬运、巡视、提供信息等事务，可以回应人的招呼清洗机器人哈工大研制的面壁清洗机器人北航研制的擦窗机器人清洗机器人德国汉萨航空公司委托普茨迈斯特公司研制的“清洗巨人清洗机器人水下机器人水下6000米无缆自治机器人(中国)“探求者号水下1000米机器人水下机器人澳大利亚机器人研讨中心研制的水下机器人军用机器人微型飞行机器人精工爱普生的全球最细微型飞行机器人FR- 类人机器人日本本田研制的 ASIMO日本新能源和产业技术开发组织展出研制的“HRP-2 Promete 类人机器人在跌倒后还可以站起来 富士通公

17、司研制的“HOAP-2。类人机器人未来展望 121世纪的技术热点和特征机器人已在工业领域得到了广泛的运用,而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、效力、文娱等非工业领域扩展。毋庸质疑,21世纪机器人技术必将得到更大的开展,成为各国必争之知识经济制高点和研讨热点未来技术开展特点：许多国家都已将机器人技术列入高技术开展方案。当今机器人技术的开展趋势主要有两个突出的特点:一个是在横向上,机器人的运用领域在不断扩展,机器人的种类日趋增多;另一个是在纵向上,机器人的性能不断提高,并逐渐向智能化方向开展。 技术纵向上的开展特征：提高机器人的智能化、机动性、可靠和平安性、以及与人类环境的完美的融入性。追求的主要

18、目的是“融入人类的生活，和人类一同协同任务。从事一些人类无法从事的任务，以更大的灵敏性给人类社会带来更多的价值。 652机器人技术开展方向智能机器人的开展1具有感知功能的机器人和具有自主功能的智能机器人技术将迅速开展，计算机的小型化与智能化、传感器系统的集成化与智能化将促使智能机器人的开展。2在21世纪,各种智能机器人将得到广泛运用。具有像人的四肢、乖巧的双手、双目视觉、力觉及触觉感知功能的仿人型智能机器人将被研制胜利,并得到运用。微型机器人开展1将登上历史舞台微型机器人的开展还面临着许多技术上的难题,但是MEMS技术、LIGA技术和微细加工技术的提高将使各种微型机器人走向运用。2微型机器人将

19、会首先在医疗、军事、环境、空间等科技领域得到运用。新型机器人关键器件技术的开展目前,机器人技术的开展尚存在许多待处理的瓶颈问题，如驱动器、能源和控制器。从仿生学角度看,21世纪将出现与人体执行、感知和大脑类似的新的机器人器件和系统。 专项技术的开展1到21世纪,机器人的种类将大量添加，机器人种类的多样性和机器人运用的广泛性,要求机器人系统逐渐走向规范化、模块化、开放化和网络化。2网络机器人技术，通讯网络技术的开展完全可以将各种机器人衔接到计算机网络上,并经过网络对机器人进展有效的控制。这种技术包括网络遥操作控制技术、众多信息组的紧缩与扩展方法及传输技术等。3虚拟机器人技术，许多特种机器人在运用

20、时,遥控是一个主要手段。基于多传感、多媒体和虚拟现实、加强现实(或临场感)的虚拟遥控操作和人机交互,将成为需求共同开展的一项技术。 专项技术的开展 4多智能体协调控制技术，用于实现决策和操作自治性的、由多智能体组成的群行为控制是一个具有挑战性的关键技术,这里包括义务的解释和表达、学习、实时推理和广义反响才干、监控和异况处置、多智能体协调等。(5)软机器人技术许多特种机器人,特别是用于医疗和护理、休闲和文娱等场所时,经常处于与人共存的环境中。如今的大多数机器人,由于在设计时未思索与人共存,用的是金属等硬资料。软机器人技术要求其构造和相应的控制以及所用的传感器,在机器人不测地碰撞人或相互碰撞时是“

21、软的,加强者对机器人的平安感和亲近感。 在未来的100年中,科学与技术的开展将会使机器人技术提高到一个更高的程度。机器人将成为人类多才多艺和聪明机灵的“同伴,更加广泛地参与人类各方面的消费活动和社会生活。1机器人将更加广泛地替代人从事各种消费作业它将从目前已广泛地用的汽车、机械制造、电子工业及塑料制品等消费领域扩展到核能、采矿、冶金、石油、化学、航空、航天、船舶、建筑、纺织、制衣、医药、生化、食品等工业领域，进而运用在非工业领域中,如在农业、林业、畜牧业和养殖业等方面。机器人将成为人类社会消费活动的“主劳力，人类将从繁重的、反复单调的、有害安康和危险的消费劳动中解放出来,从而有更多的时间去学习

22、、研讨和发明。 运用前景2机器人将成为人类探求与开发宇宙、海洋和地下未知世界的有力工具将人送入太空进展宇宙探求非常危险和昂贵，机器人将替代人从事空间作业和太空探求。目前，航天飞机曾经将舱外作业机器人带入太空进展太空作业，火星探测车已被送到火星外表上,并胜利地完成了预定的探测义务。水下和地底作业对于人来说是一项危险作业,也是人类未处理的难题，水下和地下机器人将处理这个问题，被用于海底和地底的探求与开发、海洋和地下资源的利用、水下作业与救生等。水下和地底作业对于人来说是一项危险作业,也是人类未处理的难题713机器人将在未来战争中发扬重要作用军用机器人可以是一个武器系统,如机器人坦克、自主式地面车辆、扫雷机器人等,也可以是武器配备上的一个系统或安装,如军用飞机的“副驾驶员系统、舰船作战管理系统、武器配备的自动缺点诊断与排除系统、坦克炮装弹机器人系统等。未来能够出现机器人化部队或兵团。在未来战争中将会出现机器人对机器人的战斗。 4机器人将用于提高人类安康程度与生活质量改善生活条件,提高生活水准一直是人类面临的一个重要课题。在21世纪,效力机器人将进入家庭和效力产业。家庭效力机器人可以从事清洁卫生、