《電子技術(shù)應(yīng)用》
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淺析機器人的發(fā)展變遷及其新定義

2015-10-16

  一、機器人的發(fā)展變遷

  從機器人發(fā)展歷程上看,最先成熟、最先大規(guī)模得到應(yīng)用的是工業(yè)機器人,因為它的功能比較單一,基本是為了完成一項簡單重復(fù)性的工作。

  “工業(yè)機器人”來自美國人喬治·德沃爾(Georg C. Devol)1954年注冊的專利《Programmed Article Transfer》。其中描述了“示教再現(xiàn)機器人”的概念——通過示教(teaching)與再現(xiàn)(playback)能夠取放物品(put and take)的機械。這種機械能按照不同的程序從事不同的工作,因此具有通用性和靈活性。

  根據(jù)這一專利,1958年美國Consolideted Control公司研制成第一臺數(shù)控工業(yè)機器人原型機——Automatic Programmed Apparatus,隨后,美國Unimation公司和AMF公司在1962年都推出了示教再現(xiàn)機器人的試作機。

  上世紀(jì)60年代正是日本經(jīng)濟高速增長的階段,勞動力人口出現(xiàn)了嚴(yán)重不足,迫切需要工業(yè)機器人來彌補。于是,1967年日本首次從美國進口了示教再現(xiàn)機器人,并自此開始了工業(yè)機器人的自主研發(fā)和量產(chǎn)。

  工業(yè)機器人主要是替代工人的一些危險性作業(yè)、污染環(huán)境中工作或者簡單重復(fù)性工作,目的在于提升生產(chǎn)安全性和提高產(chǎn)品質(zhì)量,從而提升生產(chǎn)效率,因此在制造業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

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  資料來源:日本機器人工業(yè)協(xié)會(JARA)

  通常認(rèn)為,上世紀(jì)70年代工業(yè)機器人實現(xiàn)了“量產(chǎn)化”,80年代則是“普及元年”,并因此誕生了柔性制造系統(tǒng)(FMS,F(xiàn)lexible Manufacturing System)、工廠自動化(FA,F(xiàn)actory Automation)等新型生產(chǎn)系統(tǒng)。由此,傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)時代,開始向中批量中種類、小批量多種類生產(chǎn)時代變遷。機器人相對于傳統(tǒng)自動機更具廣泛性,在新一代生產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)揮著核心作用,因此機器人產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展。

  二、機器人的新定義

  百度百科關(guān)于機器人(Robot)的解釋是:自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運行預(yù)先編排的程序,也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作,例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)或是危險工種。

  實際上,機器人這個詞的誕生最早可以追溯到上世紀(jì)初。1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅薩姆的機器人萬能公司》中,根據(jù)Robota(捷克文,原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文,原意為“工人”),創(chuàng)造出“機器人”這個詞。

  我國科學(xué)家對機器人的定義是:“機器人是一種自動化的機器,所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力,是一種具有高級靈活性的自動化機器”。

  近年來,隨著傳感器、人工智能等技術(shù)進歩,機器人正朝向與信息技術(shù)相融合的趨勢發(fā)展。由此誕生的“自律化”,“數(shù)據(jù)終端化”,“網(wǎng)絡(luò)化”等世界領(lǐng)先技術(shù)的機器人正在全世界范圍內(nèi),不斷地獲取數(shù)據(jù)、獲得應(yīng)用,形成數(shù)據(jù)驅(qū)動型的創(chuàng)新。機器人在這一過程中,在制造、服務(wù)領(lǐng)域帶動產(chǎn)生新附加值的同時,還將成為在各種信息傳達、娛樂和日常通信領(lǐng)域帶來極大變革的關(guān)鍵設(shè)備。

  機器人概念也將發(fā)生變化。以往,機器人主要是指具備傳感器、智能控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)等三個要素的機械。然而,隨著數(shù)字化的進展、云計算等網(wǎng)絡(luò)平臺的充實、以及人工智能技術(shù)的進步,一些機器人即便沒有驅(qū)動系統(tǒng),也能通過獨立的智能控制系統(tǒng)驅(qū)動,來聯(lián)網(wǎng)訪問現(xiàn)實世界的各種物體或人類。

  未來,隨著物聯(lián)網(wǎng)世界的進化,機器人僅僅通過智能控制系統(tǒng),就能夠應(yīng)用于社會的各個場景之中。如此一來,兼具三個所有要素的機械才能稱為機器人的定義,將有可能發(fā)生改變,下一代機器人將會涵蓋更廣泛的概念。以往并未定義成機器人的物體也將機器人化。例如,無人駕駛汽車、智能家電、智能手機、智能住宅等也將成為機器人之一。

  從工廠到日常生活,機器人應(yīng)用將更加廣泛。


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