智慧制造-认识智能机器人

1、智慧制造_认识智能机器人主讲内容容：1机器人的的概述2智能机器器人3智能机器器人的现现在与未未来机器人一一词首次次出现是是在1920年捷克作作家卡雷雷尔卡佩克发发表的科科幻剧罗萨姆的的万能机机器人中，意为为“强制性劳劳动”或“奴隶”。星球大战战中的C 3PO有时比人人还聪明明终结者31机器人的的概述机器人三三原则：1、机器人人必须不不危害人人类，也也不允许许它眼看看人将受受害而袖袖手旁观观；2、机器人人必须服服从于人人类，除除非这种种服从有有害于人人类；3、机器人人必须保保护自身身不受伤伤害，除除非为了了保护人人类或者者是为人人类作出出牺牲。1959年第一台台工业机机器人诞诞生，进进入20世纪

2、后，一些适适用化的的机器人人相继问问世。1962年美国万万能自动动化公司司的第一一台机器器人Uniamate在美国通通用汽车车公司（GM）投入使使用，标标志着第第一代机机器人的的诞生。经历了40多年的发发展，机机器人技技术已经经取得了了长足的的进步！机器人人技术是是20世纪人类类最伟大大的发明明之一。 身体：是一种种物理状状态，具具有一定定的形态态。机器人的的外形究究竟是什什么样子子，这取取决于人人们想让让它做什什么样的的工作，其功能能设定决决定了机机器人的的大小、形状、材质和和特征等等等。大脑：控制机机器人的的程序。主板上上的微控控制器。动作：任何机机器人都都有一定定的动作作表现。脚：轮子子

3、等。皮肤：碰碰撞传感感器嘴巴：喇喇叭耳朵：主主板上的的麦克风风。机器人有有三大特特征：机器人发发展的三三个阶段段（1）第第一代机机器人示教再现现型：工业业机器人人（2）第第二代机机器人有感觉的的机器人人。它们们对外界界环境有有一定的的感知能能力，具具有视觉觉，触觉觉及听觉觉等功能能。例如如根据激激光反馈馈的自动动跟踪焊焊缝的弧弧焊焊接接机器人人（3）第第三代机机器人智能型机机器人，依靠人人工智能能技术进进行规划，控控制的机机器人，它们根根据感知知的信息息，进行独立立思考，识别及及推理，并做出出判断和和决策，不用人的的干预自自动完成成一些复复杂的工工作任务务。如导游机机器人。智能机器器人是具具有

4、思维维、感知知和行动动能力的的机器人人。是人人工智能能，微电电子学，光学， 传感感技术、材料科科学、仿仿生学等等学科的的综合成成果。智智能机器器人可获获取、处处理和识识别多种种信息，建立并并实时修修正环境境模型， 自主主地完成成较为复复杂的操操作任务务.将机器和和生产系系统的智智能化， 用机机器人代代替人完完成各种种任务， 这是是人类智智慧发展展和机器器进化的的飞跃。智能机器器人作为为新一代代的生产产工具，在制造造领域中中应用， 能排排腺人为为的不可可控因素素，实实现高节节奏、高高效和高高质量生生产，并并是未未来智能能生产系系统的重重要组成成部分。在非制制造领域域，可代代替人完完成人所所不适或

5、或力所不不及的各各种工作作. 目前，我我国和和许多国国家都把把智能机机器人列列为迎接接未来挑挑战的高高技术课课题，并并制订订发展规规划，拨拨出巨款款给予支支持。2智能机器器人判断一个个机器人人是否是是智能机机器人我我们可以以根据下下面三个基本本特点：具有感知功能能，即获取取信息的的功能。机器人人通过“感知”系统可以以获取外外界环境境信息，如声音音、光线线、物体体温度等等。具有思考功能能，即加工工处理信信息的功功能。机机器人通通过“大脑”系统进行行思考，它的思思考过程程就是对对各种信信息进行行加工、处理、决策的的过程。具有行动功能能，即输出出信息的的功能。机器人人通过“执行”系统（执执行器）来完

6、成成工作，如行走走、发声声等。智能机器器人图片片及视频频欣赏智能电脑脑机器人人动作机器器人鼓手机器器人会煎鸡蛋蛋的机器器人会拉车的的机器人人会拉小提提琴的机机器人医生机器器人播放视频频1自动取水水机器人人清洁机器器人播放视频频2（工业机机器人）弧焊机器器人激光焊机机器人电阻焊机机器人自动化焊焊接机器器人点焊机器器人等离子切切割机器器人3 FANUC焊接机器人（视频）清洁机器器人上料机器器人物料输送送机器人人材料去除除机器人人包装机器器人喷漆机器器人部件移动动机器人人装配机器器人打保险机机器人自动钻孔孔机器人人设备维护护机器人人包装码垛垛机器人人智能机器器人的组组成一般可以以分为硬硬件和软软件两

7、部部分组成成：智能机器器人的硬硬件构成成：1、碰撞传传感器：感知碰碰撞信息息。2、远红外外传感器器：感知知热源远远近。3、光敏传传感器：感知光光线强弱弱。4、麦克风风：识别别声音大大小。5、光电编编码器：识别位位置信息息。6、热释电电传感器器：对移移动人体体热源敏敏感，让让他跟随随你走。7、超声传传感器：测距。8、数字指指南针：辨别方方向。9、温度传传感器：感知气气温。10、红外避避障传感感器：避避开障碍碍物。（三）（Super-fast brain)超快的大大脑我们人类类是通过过眼睛来来观察事事物、耳耳朵来辨辨别声音音、手脚脚来触摸摸事物、鼻子来来辨别气气味，舌舌头来感感觉味道道等，把把这些

8、信信息送到到大脑里里，进行行判断处处理，指指挥我们们的肢体体进行相相应的动动作，那那机器人人用什么么来进行行思考呢呢？各种处理理器：微处理理器（MPU)、微控制制器（MCU)、数字信信号处理理器(DSP)、可编程程控制器器（PLC)和计算机机(PC)。机器人通通过各种种传感器器把外部部信息传传给它的的大脑（各种处处理器），进行行判断处处理，对对应的输输出给它它的各个个执行机机构（器器件）等等。本体包括括什么呢呢？机器人的的外形，内部支支撑（骨骨骼），执行机机构（肌肌肉）。机器人人的应用用场合各各不相同同，所以以它的本本体结构构也不同同。（四）（VersatileBody)多功能本本体智能机器器

9、人的软软件（四）（Learnonitsown)自主学习习各种机器器人都有有自己的的“大脑脑”处理器，那么各各种处理理器，都都有其对对应的编编程软件件。它的的“自主主学习”就是算算法，即即程序。现代控制制理论有有很多，比如“人工神神经网络络”、“模糊控控制”、“专家家系统”等等。可以自学学习的主主要是“人工神神经网络络”。智能机器器人现在在与未来来自动化的的需要推推动了机机器人进进步，而而机器人人的发展展提高了了自动化化水平。为了解解决工业业、原子子能利用用、空间间探测， 海洋洋开发、排险，医疗、军事等等领域自自动化需需要而研研制有特特定应用用背景的的智能机机器人，基本上上沿两条条道路发发展。一

10、一是在一一般工业业机器人人基础上上，增加加各种高高性能传传感器和和知识库库，使之之具感知知能力和和动作规规划能力力；二是是在遥控控操作器器基础上上增加移移动能力力、环境境感知能能力、自自诊断自自学习力力及自主主能力。其中包包括知识识库和专专家系统统。由于研究究目的性性明确，针对性性强，实实际需需要迫切切，制造造单位与与应用单单位结合合，资资金和人人力集中中使用， 因此此成果显显著见效效快。目目前应用用研究主主要集中中在精密密装配机机器人、水下机机器人、移动机机器人等等方面。另外，利用神神经网络络等新技技术的智智能机器器人也引引起了人人们的重重视。近几年来来，许许多国家家都把智智能机器器人列为为

11、高技术术发展规规划的重重要内容容。从研研究方式式来看，已打破破单位和和国家的的界限， 出现现了单位位联合， 跨国国共同研研究的趋趋势。从从各国和和国际间间制订的的研究计计划来看看，虽然然项目各各异，但但在研研究特种种作业的的移动机机器人方方面都是是不约面面同，说说明特特种作业业的移动动机器人人是近期期竞相研研究的重重点。目前，基基于感感觉控制制的第二二代机器器人已进进入普及及应用阶阶段。下下一代机机器人是是具有自自适应性性、自主主性和自自然性的的高级机机器人，预计不不久的将将来可在在技术上上实现， 并开开始应用用。机器人的的现在视频一：5超灵活的的机械手手视频二：6球状机器器人视频三：7日本新

12、一一代机器器人视频四：8日本机器器人年度集锦锦视频五：9上海世博中国机器器人视频六：10美国发布布最新机机器人视频七：11美国的机机器人技技术视频八：12机械战狗狗视频九：132014中国机器器人大赛赛机器人最最新研究究方向目前国际际机器人人界都在在加大科科研力度度，进行行机器人人共性技技术的研研究，并并朝着智智能化和和多样化化方向发发展。主主要研究究内容集集中在以以下10个方面：1工业机机器人操操作机结结构的优优化设计计技术：探索新新的高强强度轻质质材料，进一步步提高负负载/自重比，同时机机构向着着模块化化、可重重构方向向发展。2机器人人控制技技术：重重点研究究开放式式，模块块化控制制系统，

13、人机界界面更加加友好，语言、图形编编程界面面正在研研制之中中。机器器人控制制器的标标准化和和网络化化，以及及基于PC机网络式式控制器器已成为为研究热热点。编编程技术术除进一一步提高高在线编编程的可可操作性性之外，离线编编程的实实用化将将成为研研究重点点。3多传感感系统：为进一一步提高高机器人人的智能能和适应应性，多多种传感感器的使使用是其其问题解解决的关关键。其其研究热热点在于于有效可可行的多多传感器器融合算算法，特特别是在在非线性性及非平平稳、非非正态分分布的情情形下的的多传感感器融合合算法。另一问问题就是是传感系系统的实实用化。4机器人人的结构构灵巧，控制系系统愈来来愈小，二者正正朝着一一

14、体化方方向发展展。5机器人人遥控及及监控技技术，机机器人半半自主和和自主技技术，多多机器人人和操作作者之间间的协调调控制，通过网网络建立立大范围围内的机机器人遥遥控系统统，在有有时延的的情况下下，建立立预先显显示进行行遥控等等。机器人最最新研究究方向6虚拟机机器人技技术：基基于多传传感器、多媒体体和虚拟拟现实以以及临场场感技术术，实现现机器人人的虚拟拟遥操作作和人机机交互。7多智能能体（multi-agent）调控制制技术：这是目目前机器器人研究究的一个个崭新领领域。主主要对多多智能体体的群体体体系结结构、相相互间的的通信与与磋商机机理，感感知与学学习方法法，建模模和规划划、群体体行为控控制等

15、方方面进行行研究。8微型和和微小机机器人技技术（micro/miniaturerobotics）:这是机器器人研究究的一个个新的领领域和重重点发展展方向。过去的的研究在在该领域域几乎是是空白，因此该该领域研研究的进进展将会会引起机机器人技技术的一一场革命命，并且且对社会会进步和和人类活活动的各各个方面面产生不不可估量量的影响响，微小小型机器器人技术术的研究究主要集集中在系系统结构构、运动动方式、控制方方法、传传感技术术、通信信技术以以及行走走技术等等方面。9软机器器人技术术（soft robotics）:主要用于于医疗、护理、休闲和和娱乐场场合。传传统机器器人设计计未考虑虑与人紧紧密共处处，因此