李正

【摘 ?要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，人工智能（AI）技術(shù)快速興起，已成為中國(guó)重大技術(shù)之一。論文簡(jiǎn)略說明智能機(jī)器人的發(fā)展情況，以及智能機(jī)器人的構(gòu)成部分，闡述基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法的智能機(jī)器人的使用原理，最后對(duì)智能機(jī)器人的應(yīng)用方向和未來發(fā)展等幾個(gè)部分展開分析。

【Abstract】With the rapid development of computer technology， artificial intelligence （AI） technology rises rapidly. It has become one of ?China's great technologies. This paper briefly describes the development situation of intelligent robot， as well as the components of intelligent robot， expounds the use principle of intelligent robot based on machine learning method， and finally analyzes the application direction and future development of intelligent robot.

【關(guān)鍵詞】智能機(jī)器人技術(shù);發(fā)展歷程;科技

【Keywords】intelligent robot technology; development history; science and technology

【中圖分類號(hào)】TP242.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2020）02-0158-02

1 引言

AI機(jī)器人領(lǐng)域的不斷發(fā)展進(jìn)一步提高了世界的發(fā)展速度和水平。一些AI機(jī)器人的發(fā)展更是逐步融入人們的生活。通過處理器和（機(jī)械臂）的相互協(xié)作，智能機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛。

2 機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展

人工智能的不斷發(fā)展使得智能機(jī)器人技術(shù)快速進(jìn)步，它在各個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力之中已經(jīng)變得非常重要，所以這個(gè)技術(shù)完全可以在某些方面表現(xiàn)出這個(gè)國(guó)家是否強(qiáng)盛[1]。因?yàn)闄C(jī)器人技術(shù)的領(lǐng)先使得美國(guó)在這個(gè)方面已成為龍頭，并且G·C·Devol還發(fā)明了世界上第一個(gè)機(jī)器人并獲得了專利，這是人工智能的里程碑。

1960年，第一個(gè)機(jī)器人在美國(guó)被發(fā)明出來。所以智能機(jī)器人的技術(shù)快速受到各個(gè)國(guó)家的重視并且得到了飛速發(fā)展。目前，智能機(jī)器人技術(shù)被引用到了各個(gè)行業(yè)，有的人工沒有辦法完成的事對(duì)機(jī)器人來說卻非常輕松。人工智能機(jī)器人在創(chuàng)造出龐大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也在使人們的生活更加舒適并且智能化。就此而言，它的發(fā)展應(yīng)遠(yuǎn)不及此。社會(huì)已經(jīng)在人工智能的道路上穩(wěn)步前進(jìn)，并且未來的機(jī)器人很有可能與人體結(jié)合，成為人主導(dǎo)機(jī)器的強(qiáng)大生命體，這種人體與機(jī)器相結(jié)合的模式并不是人操控計(jì)算機(jī)或者機(jī)器的模式，而是真正的人體與機(jī)器的有機(jī)融合。

現(xiàn)實(shí)中，殘疾人操控假肢就是對(duì)人體與機(jī)器融合模式的肯定與證明。通過肌肉信號(hào)控制機(jī)器的方法正是人們對(duì)未來智能機(jī)器人的觸及，而這種方法通過肌肉信號(hào)與機(jī)器相互結(jié)合的模式可能是在未來解決人體結(jié)構(gòu)限制等一系列問題的辦法。

現(xiàn)在，從社會(huì)各企業(yè)的實(shí)力和技術(shù)來看，機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈還只是處于發(fā)展初期。但機(jī)器人已經(jīng)逐漸運(yùn)用到了各個(gè)行業(yè)中，包括醫(yī)療、工業(yè)、教育、服務(wù)、軍事、家庭，等等一系列行業(yè)，AI技術(shù)的不斷發(fā)展使得機(jī)器人在某些方面已經(jīng)可以替代人工操作。大數(shù)據(jù)云計(jì)算、GPU圖像技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)給智能機(jī)器人帶來了很良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。機(jī)器人“深度學(xué)習(xí)”的功能使得它有了類似人類大腦思考的功能，使得其可以像人類一樣進(jìn)行各類的工作，甚至是在某些方面可以替代人類。

但是智能機(jī)器人的發(fā)展也會(huì)為社會(huì)帶來一些技術(shù)和倫理風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)也是這項(xiàng)技術(shù)中的一部份組成。我們應(yīng)該熟知這些風(fēng)險(xiǎn)，并且能夠有效地防范這些技術(shù)缺陷和倫理風(fēng)險(xiǎn)。智能機(jī)器人中的應(yīng)用過程開發(fā)和法律法規(guī)的完善是我們應(yīng)著手解決的問題，制定相應(yīng)的AI機(jī)器人法律并且在AI機(jī)器人發(fā)展的倫理評(píng)估必須嚴(yán)格遵守人道主義。在機(jī)器人技術(shù)的逐漸發(fā)展中，機(jī)器人社會(huì)制度也會(huì)慢慢得到完善，如此才能確保此技術(shù)更進(jìn)一步地發(fā)展，并為人類社會(huì)帶來實(shí)質(zhì)性的價(jià)值。

在未來，當(dāng)機(jī)器人大量涌入各行各業(yè)時(shí)，人們將面臨著失業(yè)，不僅僅是對(duì)我國(guó)而言，在近期內(nèi)，更多負(fù)面問題來自于智能機(jī)器人對(duì)從事中低技能勞動(dòng)工作者行業(yè)的沖擊。在長(zhǎng)期的發(fā)展來看，當(dāng)智能機(jī)器人技術(shù)進(jìn)入廣泛應(yīng)用時(shí)期，將有很大的可能會(huì)引發(fā)蝴蝶效應(yīng)，發(fā)展出我們無法預(yù)測(cè)和解決的重大困局。但就目前而言，機(jī)器人在各產(chǎn)業(yè)的使用并沒有帶來實(shí)質(zhì)性的就業(yè)問題，雙方并沒有排斥效應(yīng)。但使用的范圍正從普通低水平簡(jiǎn)單勞動(dòng)逐漸發(fā)展到有經(jīng)驗(yàn)技術(shù)勞動(dòng)，在向從事知識(shí)技能工作發(fā)展，對(duì)普通的勞動(dòng)力替代也會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成高水平技能工作者。智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為國(guó)家制造業(yè)的一個(gè)不可阻擋的巨大競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，勞動(dòng)力被替代的速度和規(guī)模已經(jīng)慢慢顯現(xiàn)了出來。首先，必須加強(qiáng)對(duì)各行各業(yè)的工作人員的技能培養(yǎng)，在短期內(nèi)對(duì)人們進(jìn)行更高層次的培養(yǎng)，加強(qiáng)各行業(yè)勞動(dòng)工作者的素質(zhì)培養(yǎng)并提高他們的工作制度適應(yīng)性;其次，必須加強(qiáng)教育行業(yè)體系建設(shè)，提高人們的知識(shí)素質(zhì)才是關(guān)鍵;最后，完善就業(yè)體系、鼓勵(lì)創(chuàng)業(yè)并帶動(dòng)就業(yè)，加大社會(huì)的就業(yè)容量，完善社會(huì)保障制度和事業(yè)扶持制度來確保未來就業(yè)不利、事業(yè)工作者的生活并規(guī)避其帶來的各種風(fēng)險(xiǎn)。

3 智能機(jī)器人的構(gòu)成部分

智能機(jī)器人由三大主系統(tǒng)和六個(gè)分系統(tǒng)組成。三大主系統(tǒng)是由機(jī)器系統(tǒng)部、傳輸感知部、操控部構(gòu)建而成。裝備驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感覺感應(yīng)系統(tǒng)、機(jī)器與環(huán)境互換系統(tǒng)、人為操作互換和操控系統(tǒng)共同組成六個(gè)分系統(tǒng)。

裝備驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：能夠讓機(jī)器人運(yùn)行，并且各個(gè)關(guān)節(jié)即各個(gè)運(yùn)行自由度的機(jī)器傳動(dòng)裝備。這種系統(tǒng)就是裝備驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。例如，液壓機(jī)器傳動(dòng)、氣壓機(jī)器傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)器傳動(dòng)，或者是把它們集結(jié)起來的綜合系統(tǒng)，并且可以是直接驅(qū)動(dòng)或通過同步帶、輪系、鏈條、諧波齒輪等機(jī)械機(jī)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接機(jī)器傳動(dòng)的系統(tǒng)。

機(jī)器構(gòu)造傳動(dòng)：這種為機(jī)器人所使用的機(jī)器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機(jī)座、手臂和末端操作器構(gòu)成，各個(gè)結(jié)構(gòu)都是若干個(gè)自由度的機(jī)器系統(tǒng)組成。若基座含有行走結(jié)構(gòu)，則構(gòu)成行走機(jī)器人;若基座不含有行走及彎腰結(jié)構(gòu)，則構(gòu)成單機(jī)器人臂。手臂大多由上臂、下臂、手腕組成，其中末端操作器是直接安裝在手腕上的一個(gè)重要部件，它既可以是二手指或多手指的手抓，也可以是噴漆槍、焊具等作業(yè)工具[2]。

感覺感應(yīng)系統(tǒng)：通過內(nèi)部傳感器單元和外部傳感器單元組成，這兩個(gè)單元用以獲得內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有用的信息。其中，智能傳感器的應(yīng)用使得機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)都有了明顯的提高。雖然人類的感覺感應(yīng)系統(tǒng)對(duì)外部世界信息的感知是極其靈巧的，但是對(duì)于一些特殊的信息來說，傳感器明顯比人類的感覺感應(yīng)系統(tǒng)更加有效率[3]。

機(jī)器與環(huán)境互換系統(tǒng)：現(xiàn)有的智能機(jī)器人和外環(huán)境的裝備相聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。機(jī)器人和外部裝備一起構(gòu)建成一個(gè)功能模塊，如對(duì)物品的加工、對(duì)物品的焊接、對(duì)物品的裝配等模塊，并且可以是很多個(gè)機(jī)器人、機(jī)床或者裝備、零件儲(chǔ)存裝備等一起構(gòu)建成一個(gè)能夠解決龐雜任務(wù)的功能模塊。

人為操作互換系統(tǒng)：控制人員與機(jī)器人控制并與機(jī)器人緊密聯(lián)系的裝備[4]。例如，標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)終端、指令操控臺(tái)、顯示板、危險(xiǎn)信號(hào)警報(bào)器等。這個(gè)系統(tǒng)總結(jié)起來分類為指令給定裝備和顯示裝備。

操控系統(tǒng)：它的任務(wù)是由機(jī)器人的工作指令程序和傳感器回饋的信號(hào)安排機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的運(yùn)行和功能[5]。如果機(jī)器人不含有信息回饋的能力，則是開環(huán)操控系統(tǒng);若含有信息回饋的能力，則為閉環(huán)操控系統(tǒng)。根據(jù)可控制原理，操控系統(tǒng)可以分為程序操控系統(tǒng)、適應(yīng)性的操控系統(tǒng)和人工智能操控系統(tǒng)。根據(jù)操控運(yùn)行的形式，操控系統(tǒng)可分為點(diǎn)位操控和軌跡操控。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然我們的生活中暫時(shí)難以看見智能機(jī)器人的存在，但是技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有了相關(guān)的突破，所以智能與生活相互結(jié)合的時(shí)代已然來臨。智能制造業(yè)的發(fā)展使得人們的生活變得更加舒適與智能化。21世紀(jì)，人工智能的發(fā)展使世界五彩斑斕，但在機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展過程中還有許多的技術(shù)難題和社會(huì)問題，如果我們解決了這些難題，世界的環(huán)境將變成一個(gè)什么樣子，誰(shuí)也無法描述出來，但如果我們本著科學(xué)發(fā)展和為人們?cè)旄５淖谥?，世界一定?huì)越來越漂亮。需要人們思考和解決，從而推動(dòng)智能機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李廉水，石喜愛.中國(guó)制造業(yè)40年：智能化進(jìn)程與展望[J].中國(guó)軟科學(xué)，2019（01）：1-9+30.

【2】嚴(yán)帥，張紫君.廣州市智能裝備產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策[J].科技管理研究，2019（01）：137-148.

【3】龔東軍，陳淑玲.論智能制造的發(fā)展與智能工廠的實(shí)踐[J].機(jī)械制造，2019（02）：1-4.

【4】俞道凱.瞄準(zhǔn)前沿，主動(dòng)謀劃——“智能制造與機(jī)器人理論及技術(shù)研究叢書”策劃體會(huì)[J].新聞研究導(dǎo)刊，2019（01）：195-196.

【5】韓江波.我國(guó)智能制造發(fā)展的案例對(duì)比與路徑創(chuàng)新研究[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究，2019（01）：87-94.