机器人的研究现状及发展前景 .pdfVIP

机器人的热点方向和发展

人工智能是二十一世纪里具有前沿性和可实行性的一项顶尖科学

技术，而机器人更是人工智能方向中一个具有极大发展潜力和发展市

场，并对人类生活会产生巨大改变的分支。机器人的英文是Robert，

Robert来源于捷克作家KarelCapek所写的一个剧本：罗萨姆的万能

机器人。英文的robert来源于捷克文Robota(意为“劳役，苦工”）和

波兰文Robotonik（意为“工人”）。

国际标准化组织将机器人定义为一种自动的、位置可控的、具有编

程能力的多功能机械手，这种多功能机械手具有几个轴，可以借助可

编程序操作来对各种材料、零件进行处理，以执行各种任务。根据国

际标准化定义我们可以按以下特征来描述机器人：（1）机器人具有类

似于人的上肢的一定机构，能够执行一定功能。（2）机器人具有一定

的智力和识别功能。（3）机器人是一种人造的工具或电子装置。

根据数据报告，全球机器人的行业现状仍延续了其的增长态势，报

道中指出的三个预计展现了机器人市场的良好势头。预计2017年全

球工业机器人销售量25万台。预计到2017年全球工业机器人市场容

量达到2700亿。预计到2017年全球服务机器人市场容量达到500

亿。这些大数据展现了机器人领域的良好活力，更从侧面看出了机器

人研究的可行性及对社会的贡献性。

下面介绍几种具有巨大发展前景和研究热点的机器人

医用机器人的作用当然是十分巨大的，经过数十年的努力，医疗机

器人已经在脑神经外科、心脏修复手术、胆囊摘除手术、人工关节置

换、整形外科、泌尿科手术等方面得到了广泛的应用。在提高手术效

果和手术精度的同时，也不断开创新的手术。并向其他领域开展。

一、可帮助排出异物的小型折叠机器人

由麻省理工学院、谢菲尔德大学、东京工业大学的研究者们在国际

机器人与自动化会议上公布了一个可从吞服的胶囊中展开的机器人，

在外部磁场的作用下进行转型或沿胃壁蠕动，并挪走被误食的纽扣电

池或者进行伤口修补。这是MIT电气工程与计算机工程学院荣誉教授

DanielaRus教授课题组研究可折叠机器人的必威体育精装版进展。

像这种进入人体身体进行医疗操作的机器人应该具有体积小，操作

性好，且无需线缆连接。因为有线缆连接的机器人难以植入体内，而

且难于控制。这个折叠机器人是通过副肢利用摩擦力与物体表面粘附

在一起，接着这个机器人通过改变重量分配来实现表面展开，继而实

现自由的滑动。

这款机器人还有着之前的折叠机器人同样的结构，三明治结构：通

过两层结构材料夹裹着一层遇热收缩的材料。当中间层进入体内遇热

收缩时，机器人将发生变形，其形貌将有外层材料上的裂缝图案控制。

其次在结构上，由于它的潜在功能，它又有它的独到结构，研究员

们将这个可折叠的机器人做到了足够小，刚度足够高，刚度高的原因

是因为研究人员们采用了生物相容材料。还有为了弥补生物材料易变

性的特点，他们又将外层材料的裂缝数量减少，这一设计的优点在于

当机器人收缩时，沿着某些特定轴向的刚度有所提高。在考虑到人体

胃部充满了液体的情况下机器人不可能全程依靠蠕动行进，研究人员

采用了扁平式的设计，积极的引用并运用了仿鱼鳍的特征。结果是机

器人在体内有20%是以推动水流的方式前进，80%是以蠕动的方式前

进。在最终的设计中，机器人选择了矩形的形状，同时机器人能沿着

垂直长轴线的方向收缩，同时机器人表面还有用来提供附着力的经挤

压而形成的尖角。这个机器人用有效简洁的方式解决了一个医疗上的

需求，展现了医疗机器人的高效性。大大提高了医疗上的诊疗范围。

这些医疗机器人对于人类社会的生活有了极大的帮助，相信在以后的

研究中会有更多种类、更多功能、更方便、更实惠的医疗机器人进入

市场，进入大众的生活，为人类服务，帮助人类解决一些疑难杂症。

让大众早日摆脱疾病的折磨。

二、太空机器人

太空探测将是我们这个世纪仍需不断努力去做的事情，因为人类是

一种具有危机意识的生物，我们需要去寻找下一个地球，我们人类更

是一个充满野心的生物，我们需要去开拓更广阔的疆域。但是在太空

那种失重，真空，充满着人类不能适应的因素的环境里面，仅仅靠我

们人类自身去探索在目前阶段显得太杯水车薪。所以我们需要一种代

替我们去完成探索的装置，机器人便成了我们的不二选择。

在美国国家航空航天局的火星探测计划火星漫游探测者中，将两辆

火星探测车勇气号和机遇号送往火星。这两辆机器人就像两位资深的

地质学家一样，在火星上勘探地