姓名:張志彪? ? ? ? ? ? 學號:16050120102
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【嵌牛導讀】現代科技發展,機器人的發明也越來越先進,但現在的機器人大部分是機械運作,沒有思維和想法。下面來看看仿人機器人吧!
【嵌牛鼻子】傳感器? ? 信息處理? ? 結構系統
【嵌牛提問】此類機器人有怎樣的思維?它又是如何感知外界的呢?
【嵌牛正文】模仿人的形態和行為而設計制造的機器人就是仿人機器人,一般分別或同時具有仿人的四肢和頭部。中國科技大學陳小平教授介紹,機器人一般根據不同應用需求被設計成不同形狀,如運用于工業的機械臂、輪椅機器人、步行機器人等。而仿人機器人研究集機械,電子,計算機,材料,傳感器,控制技術等多門科學于一體,代表著一個國家的高科技發展水平。從機器人技術和人工智能的研究現狀來看,要完全實現高智能,高靈活性的仿人機器人還有很長的路要走,而且,人類對自身也沒有徹底地了解,這些都限制了仿人機器人的發展。
? ? ? ? 仿人機器人要能夠理解,適應環境,精確靈活地進行作業,高性能傳感器的開發必不可少。傳感器是機器人獲得智能的重要手段,如何組合傳感器攝取的信息,并有效地加以運用,是基于傳感器控制的基礎,也是實現機器人自治的先決條件。仿人機器人研究在很多方面已經取得了突破,如關鍵機械單元,基本行走能力,整體運動,動態視覺等,但是離我們理想中的要求還相去甚遠,還需要在仿人機器人的思維和學習能力,與環境的交互,軀體結構和四肢運動,體系結構等方面進行更進一步的研究。
? ? ? ? 現有仿人機器人系統的主要缺陷是對環境的適應性和學習能力的不足。機器的智能來源于與外界環境的相互作用,同時也反映在對作業的獨立完成度上。機器人學習控制技術是實現仿人機器人在結構和非結構環境下實現智能化控制的一項重要技術。但是由于受到傳感器噪音,隨機運動,在線學習方式以及訓練時間的限制,學習控制的實時性還不能令人滿意。仍需要研究和開發新的學習算法,學習方式,以不斷完善學習控制理論和相應的評價理論。針對機器人學習控制的研究,大都停留在試驗室仿真的水平上。
仿人機器人與環境相互影響的能力依賴于其富于表現力的交流能力,如肢體語言(包括面部表情),思維和意識的交互。機器人與人的交流僅限于固定的幾個詞句和簡單的行為方式,其主要原因是:
1)大多仿人機器人的信息輸入傳感器是單模型的;
2)部分應用多模型傳感器的系統沒有采用對話的交流方式;
3)對輸入信息的采集僅限于固定的位置,比如圖像信息,照相機往往沒有多維視角,信息的深度和廣度都難以保證,準確性下降。
? ? ? ? 毫無疑問,仿人機器人行動的多樣性,通用性和必要的柔性是“智能”實現的首要因素。它是保證仿人機器人可塑性和與人交流的前提。仿人機器人的結構則決定了它能不能為人所接受,而且也是它像不像人的關鍵。仿人機器人必須擁有類似人類上肢的兩條機械臂,并在臂的末端有兩指或多指手部。這樣不僅可以滿足一般的機器人操作需求,而且可以實現雙臂協調控制和手指控制以實現更為復雜的操作。仿人機器人要具有完成復雜任務所需要的的感知活動,還要在已經完成過的任務重復出現時要像條件反射一樣自然流暢地作出反應。
? ? ? ? 仿人機器人的體系結構是定義機器人系統各組成部分之間相互關系和功能分配,確定單臺機器人或多個機器人系統的信息流通關系和邏輯的計算結構。也就是仿人機器人信息處理和控制系統的總體結構。如果說機器人的自治能力是仿人機器人的設計目標,那么體系結構的設計就是實現這一目標的手段。仿人機器人的研究系統追求的是采用某種思想和技術,從而實現某種功能或達到某種水平。
? ? ? ? ? 所以其體系結構各有不同,往往就事論事。解決體系結構中的各種問題,并提出具有一定普遍指導意義的結構思想無疑具有重要的理論和實際價值,這是擺在研究人員面前的一項長期而艱巨的任務。
? ? ? ? 仿人機器人具有人類的外觀,可以適應人類的生活和工作環境,代替人類完成各種作業,并可以在很多方面擴展人類的能力,在服務,醫療,教育,娛樂等多個領域得到廣泛應用。