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第1章机器人基础

机器人概念与定义1.1

1.1机器人概念与定义机器人的历史源远流长。早在我国的西周时期，一名叫做偃师的能工巧匠造就了一个能歌善舞的偶人，这是有据可查的第一个“机器人”。

1.1机器人概念与定义机器人的历史源远流长。在1800年前的汉朝，张衡造出了举世闻名的地动仪和计里鼓车。

1.1机器人概念与定义机器人的历史源远流长。在三国时期的诸葛亮发明了木牛流马，用来运送粮草。

1.1机器人概念与定义机器人的历史源远流长。在国外，公元前2世纪亚历山大时期，古希腊人造就出了“自动机”——以空气、水、蒸汽压力为动力的会动的雕像。

1.1机器人概念与定义在科学界，机器人的定义没有一个统一的意见。1886年法国作家利尔亚在他的小说《未来的夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”。

1.1机器人概念与定义在科学界，机器人的定义没有一个统一的意见。1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。

1.1机器人概念与定义在1967年日本召开了第一届机器人学术会议上，人们提出了两个有代表性的定义。一个是森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机器半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发，森政弘又提出了自动性、智能性、个体性、半机器半人行、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人：（1）具有脑、手、脚等三要素的个体；（2）具有非接触传感器（用眼、耳接收远方信息）和接触传感器；（3）具有平衡觉和固有觉得传感器。

1.1机器人概念与定义《英国简明牛津字典》的定义：“机器人是貌似人的自动机，具有智力和顺从于人但不具人格的机器。”

1.1机器人概念与定义美国机器人协会（RIA）的机器人定义：“机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务，并具有编程能力的多功能机械手（manipulator）。”

1.1机器人概念与定义日本工业机器人协会（JIRA）的定义：“工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器（endeffector）的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。”

1.1机器人概念与定义美国国家标准局（NBS）的定义：“机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。”

1.1机器人概念与定义国际标准化组织(ISO)的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务。”

1.1机器人概念与定义我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”

1.1机器人概念与定义感觉要素运动要素思考要素1一个机器人要具备智能必须具备三个基本要素：23

机器人分类1.2

1.2机器人分类1.2.1根据机器人应用环境分类1.2.2根据机器人自主性分类1.2.3根据机器人功能分类

1.2.1根据机器人应用环境分类图1-1romat系列工业机器人图1-2服务机器人根据机器人的应用环境，国际机器人联盟将机器人分为工业机器人和服务机器人。

1.2.1根据机器人应用环境分类考虑到我国在应对自然灾害和公共安全事件中，对特种机器人有着相对突出的需求，将机器人划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。图1-3根据应用场景的机器人主要分类

1.2.2根据机器人自主性分类根据机器人的自主性，机器人可分为遥控机器人和自主机器人两大类。图1-4远程遥控机器人图1-5足球机器人

1.2.3根据机器人功能分类1.家用机器人日本从1977年开始研制导盲机器人，又称导盲犬。它用蓄电池作为动力源，身上装有电脑和感觉装置。感觉装置不断地检测路标，根据检测信号带领盲人绕过障碍物前进，如图1-6所示。图1-6导盲机器人

1.2.3根据机器人功能分类2.医疗机器人在美国，美国国防高级研究计划局的理查德?萨特瓦上校是这项工作的负责人，他负责的“先进生物医学系统”，实际上就是远距离外科手术系统。另外，从事这方面研究工作的还有斯坦福研究所和麻省理工学