ai人工智能機器人論文(2)
ai人工智能機器人論文篇二
摘 要：隨著科技的進步，智能機器人性能不斷地完善，移動機器人的應用范圍也越來越廣，廣泛應用于軍事、排險、農(nóng)業(yè)、救援、海洋開發(fā)等。介紹了常見智能移動機器人的基本系統(tǒng)組成及其相關的一些技術，提出一種能夠應用于智能移動機器人的越障機構，并簡單闡述了其工作原理。在對智能機器人有一定了解的基礎上，論述了智能移動機器人的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展動向。
關鍵詞：智能移動機器人 越障 避障 伸展收縮
中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2012)007-049-02
1 引言
上世紀60年代智能機器人的出現(xiàn)開辟了智能生產(chǎn)自動化的新時代。在工業(yè)機器人問世50多年后的今天，機器人已被人們看作是不可缺少的一種生產(chǎn)工具。由于傳感器、控制、驅動及材料等領域的技術進步開辟了機器人應用的新領域。智能移動機器人是機器人學中的一個重要分支。
2 智能移動機器人的基本系統(tǒng)組成及其相關技術
由于智能移動機器人在危險與惡劣環(huán)境以及民用等各方面具有廣闊的應用前景，使得世界各國非常關注它的發(fā)展。其共同的五大系統(tǒng)組成要素為：(1)機械機構單元是智能移動機器人的骨架，機器人所有的模塊都依靠其支撐，機械機構單元的結構，性能，強度直接影響著整個機器人的穩(wěn)定性。隨著科技發(fā)展和新型材料的研制開發(fā)，使得智能機器人產(chǎn)品的結構性能有了很大提高，機械機構的各項工藝性及尺寸設計都向著更加合理高效，更加輕便美觀，更加環(huán)保節(jié)能，更加安全可靠等方向發(fā)展。(2)動力與驅動單元為智能移動機器人提供動力來源。(3)環(huán)境感知單元相當于智能移動機器人的五官，機器人通過感知單元對周圍的環(huán)境進行感知識別及各種參數(shù)的收集，然后通過轉換成控制模塊可以識別的光電信號，輸入到控制單元進行數(shù)據(jù)處理。(4)執(zhí)行機構單元為智能移動機器人執(zhí)行部分，能根據(jù)控制中心的命令執(zhí)行命令，完成任務。不同的機器人有著不同的執(zhí)行機構，執(zhí)行機構的設計影響著對要執(zhí)行動作的效率，精度，穩(wěn)定性，可靠性等。(5)信息處理與控制單元作為整個機械系統(tǒng)的核心部分，它如人的大腦一樣，調(diào)控著整個系統(tǒng)，一切的活動都由它指揮。將來自傳感器部分采集到的信息進行集中匯總，存儲，對所有信息分析，規(guī)劃決策，輸出命令。使機器人有目的的運行。
智能移動機器人是一個集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合機電系統(tǒng)。它是傳感器技術，控制技術，移動技術，信息處理、人工智能、電子工程、計算機工程等多學科的重要研究成果，從某種意義上講是機器發(fā)展進化過程中的產(chǎn)物，是目前科學技術發(fā)展最活躍的領域之一。
3 一種越障機器人
我們設計的移動機器人(圖1)有很好的機動性能，前導輪、前輪和后輪可以實現(xiàn)獨立升降運動。前導輪(如圖1)由通過曲柄圓盤的轉動角度控制搖桿的擺動角度，帶動相關的平面連桿機構運動，從而實現(xiàn)前導向輪的伸展和收縮實現(xiàn)攀越。機器人兩側的側邊驅動機構為平面連桿-滑塊越障機構，前后輪(如圖1)分別通過導桿在槽中的移動，帶動平面連桿機構的運動，實現(xiàn)前后輪的伸展和收縮，實現(xiàn)越障功能。本機器人通過尺寸的設計可以實現(xiàn)較大的越障高度，通過合理的控制輪擺動的角度還能實現(xiàn)多種類型障礙物的攀越。
4 智能移動機器人的應用概況
隨著科技的進步，機器人的功能不斷完善，智能移動機器人的應用范圍也大大拓寬，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務等行業(yè)中得到廣泛的應用，而且在排險、海洋開發(fā)和宇宙探測領域等有害與危險場合(如輻射、災區(qū)、有毒等)得到很好的應用。
4.1 陸地智能移動機器人
20世紀60年代后期，蘇美為了完成對宇宙空間的占領，完成月球探測計劃，各自研制開發(fā)并應用了移動機器人，通過移動機器人實現(xiàn)對外星土壤的樣本采集和土壤分析等各種任務。陸地智能移動機器人的出現(xiàn)是為了幫助人類完成無法完成的任務。陸地移動機器人也廣泛應用于軍事，可以完成排除爆炸物，掃雷，偵查，清除障礙物等等，近年來智能移動機器人也開始漸漸融入人們的日常生活。
4.2 水下智能移動機器人
近年來，人們對資源的渴求加大，開始對原子能和海洋資源的開發(fā)，加之水下環(huán)境十分復雜(能見度差，定位困難，流體變化等)，水下智能移動機器人在海底資源探測上的優(yōu)勢使之受到關注。近年德國基爾大學的科學家研制出新型深水機器人“ROV Kiel 6000”，這架深水機器人能夠下探到6000米深的海底，尋找神秘的深水生物和“白色黃金”可燃冰。
4.3 仿生智能移動機器人
近年來,全球許多機器人研究機構越來越多的關注仿生學與機構的研究工作.在某些情況下仿生機器人尤其獨特優(yōu)勢，例如，蛇形機器人重心低，能夠模仿蛇的動作，穿梭在能夠穿梭在受災現(xiàn)場和其他復雜的地形中能夠幫助人類完成各種任務。除此之外還有仿生寵物狗、仿生魚、仿生昆蟲等。
5 智能移動機器人的發(fā)展方向及前景
影響移動機器人發(fā)展的因素主要有：導航與定位技術，多傳感器信息的融合技術，多機器人協(xié)調(diào)與控制技術等因而移動機器人技術發(fā)展趨勢主要包括：
(1)高智能情感機器人。隨著科學技術的發(fā)展，人們對人機交互的技術的要求越來越高，具有人類智能的情感移動機器人是移動機器人未來發(fā)展趨勢。目前的移動機器人只能說是具有部分的智能，人們渴望能夠出現(xiàn)安全可靠的能夠溝通交流的高智能的機器人。雖然現(xiàn)在要實現(xiàn)高智能情感機器人還非常的困難，但是終有一天，隨著科學技術的突破，它將成為現(xiàn)實。
(2)高適應性多功能化的機器人。機器人的出現(xiàn)是為人類服務的，自然界中還有好多未知的世界等著我們開拓，各種危險的復雜多變的環(huán)境，人類無法涉足，因此人們也迫切希望有能夠代替人類的機器人出現(xiàn)，高適應性多功能化的機器人也必將是機器人的發(fā)展方向之一。
(3)通用服務型的機器人。隨著科學技術的發(fā)展，機器人也是應該越來越容易融入人們?nèi)粘Ｉ钪械?，在日常生活中為人們服務。例如在家庭中，機器人可以幫助人們做各種家務，和人們生活關系密切。
(4)特種智能移動機器人。根據(jù)不同應用領域，不同的目的，設計各種各樣特種智能移動機器人是未來發(fā)展方向，如納米機器人，宇宙探索機器人，深海探索機器人，娛樂機器人等等。
6 結束語
總之，智能移動機器人涉及到傳感器技術，控制技術，移動技術，信息處理、人工智能、控制工程等多學科技術。未來智能移動機器人走向生活，安全可靠，操作簡單是其趨勢。盡管智能移動機器人以驚人的速度在發(fā)展著，但是實現(xiàn)高適應性，智能化，情感化，多功能化的移動機器人還有很長的路要走。
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