徐明甲 馬進 長春市第二實驗中學(xué)

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，機器人已逐漸成為當前科技發(fā)展中最先進的科技領(lǐng)域。利用機器人技術(shù)可以將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)變成為生產(chǎn)技術(shù)，進而提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和技術(shù)水平。機器人在許多行業(yè)，比如制造業(yè)、家庭服務(wù)領(lǐng)域、比較危險的職業(yè)中已經(jīng)漸漸取代了部分人類的工作。機器人技術(shù)涉及的是技術(shù)領(lǐng)域十分廣闊，比如計算機技術(shù)領(lǐng)域、電子工程領(lǐng)域、機械工程領(lǐng)域等等，其中計算機控制系統(tǒng)是這些技術(shù)領(lǐng)域中最不可缺少的一部分。

一、機器人技術(shù)和計算機控制系統(tǒng)的關(guān)系

機器人技術(shù)是一個綜合各個技術(shù)于一體的技術(shù)領(lǐng)域，機器人技術(shù)都包括人工智能技術(shù)、計算機控制技術(shù)、信息傳感技術(shù)、仿生學(xué)技術(shù)等等組合而成。機器人的機械本體是由控制器、傳感器以及計算機控制系統(tǒng)這三部分組成的，機器人要想完成整個操作任務(wù)是需要控制器、傳感器計算機控制來完成的，而在這其中，計算機的控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)揮了重要作用。機器人的計算機控制技術(shù)是整個技術(shù)中的核心技術(shù)，能夠用來保障機器人完成各項操作以及相關(guān)動作的控制情況。對于機器人的控制，可以使一臺微型計算機來控制，或者也可以十多臺計算機同時控制一個機器人。計算機控制系統(tǒng)控制機器人技術(shù)涉及的領(lǐng)域也非常廣泛，比如機器人智能方面、機器人運動方面、機器人做家務(wù)方面等等，都是需要輸入一定的指令進一步去完成相關(guān)操作的。

計算機的應(yīng)用和產(chǎn)生在不斷地更新?lián)Q代升級，從電子管、晶體管、集成電路發(fā)展到今天的計算機，已經(jīng)越來越成熟完善。計算機應(yīng)用的產(chǎn)生并且應(yīng)用于機器人的控制技術(shù)中，幫助機器人的自主控制技術(shù)獲得更高的授權(quán)。特別是計算機的精準度、邏輯思維敏感度，應(yīng)用于機器人身上就如同如虎添翼。另外計算機的信息處理能力也非常迅速，也為機器人的發(fā)展解決了重要的硬件設(shè)施問題。

早些年期間對于機器人的發(fā)展僅僅是通過程序進行控制，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，對于機器人的控制行使已經(jīng)演變?yōu)檫吔踢厡W(xué)的方式，即機器人通過對人類行為的感知來學(xué)習(xí)和人類相關(guān)的行為動作。計算機的信息技術(shù)的提高，以及控制技術(shù)的加強，機器人的應(yīng)用也非常寬泛，機器人的控制也開始走向了多元化、智能化的發(fā)展道路，對于一些C++語言、Java技術(shù)，計算機編程的發(fā)展有了很大的提高幫助。正是由于計算機的高效發(fā)展，才能更好地實現(xiàn)對于機器人的控制，機器人領(lǐng)域才能進一步完善發(fā)展。

二、機器人技術(shù)中計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展方向

目前，機器人的發(fā)展正在朝著智能化的方向發(fā)展，機器人的各項指標也都處于上升階段。而國家發(fā)展機器人的重點也將放到開發(fā)像人類一樣有意識、有思想的機器人，當然，基于這點，必然離不開計算機控制的有效操作。機器人的大量應(yīng)用是標志著一個國家工業(yè)化水平提高的明顯表現(xiàn)，而要想做到機器人的批量應(yīng)用一定和計算機的控制系統(tǒng)脫不了干系。機器人技術(shù)中計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要有以下幾個方面：

計算機控制系統(tǒng)能夠?qū)C器人變得微小，并且行動靈活自如，在未來的某一天，一定能研發(fā)這樣的技術(shù)應(yīng)用。將機器人的控制系統(tǒng)和仿生機器人聯(lián)系在一起，然后再通過對其進行生物分析，制造成為一個仿生機器人，仿生機器人是機器人行業(yè)中最高的發(fā)展境界。再者，計算機控制系統(tǒng)中的傳感系統(tǒng)向機器人不斷發(fā)展靠近，進一步提高機器人的傳感性以及智能化。最后，計算機控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)柔軟型機器人的發(fā)展，可以用于休閑娛樂等方向。因其柔軟型機器人可以在突發(fā)意外危險情況時，它的控制器系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)是很難被損害的。

機器人技術(shù)中的計算機控制系統(tǒng)是不可替代的，例如在遠程機器人中應(yīng)用PC計算機研發(fā)而成。通過遠程計算機技術(shù)來控制機器人的操作能力以及在線編程能力，確保機器人可以精準地完成各項操作。除此之外，計算機控制系統(tǒng)下的工業(yè)機器人可以更好地處理一些工業(yè)結(jié)構(gòu)方面比較傷害人體健康的人工作，機器人的有效運作，既提升了工作效率，同時又顯現(xiàn)了計算機技術(shù)的高超能力。

三、機器人技術(shù)中計算機控制系統(tǒng)的原理分析

機器人技術(shù)最為關(guān)鍵的一部分就是計算機控制系統(tǒng)。機器人的相關(guān)操作以及各種性能的優(yōu)化都離不開計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展。計算機控制系統(tǒng)的硬件主要由主機、外儲存器、輔助設(shè)備、輸出設(shè)備以及過程輸入等等這幾部分構(gòu)成。計算機控制系統(tǒng)的軟件部分由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件構(gòu)成。而系統(tǒng)軟件則又由高級匯報語言、算法語言、過程控制語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。應(yīng)用軟件是由輸入程序和控制程序構(gòu)成，其中控制程序是最為核心的程序。

根據(jù)計算機控制系統(tǒng)的控制技術(shù)來看，主要分為集中控制類型、分散控制類型以及主從控制類型。

集中控制主要是用于計算機控制下的早期、初期的機器人，畢竟早期機器人的功能比較簡單，只需要單機計算機進行控制即可。另外一方面的原因就是早期的計算機價格比較貴，控制要求速度也比較慢，只能簡單維持早期機器人的基本要求。在之后計算機發(fā)展得比較快，機器人的類型、功能也比較復(fù)雜，慢慢地集中控制技術(shù)也就不再適應(yīng)于機器人的發(fā)展，最終慢慢只能被市場淘汰。

分散控制是如今的機器人類型中使用技術(shù)最為廣泛的一種。分散控制，顧名思義，就是由多臺計算機共同完成控制的。上機位復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理和運算，下機位控制一些相關(guān)環(huán)節(jié)的操作，最終通過上下機位完成對機器人的共同操作。

主從控制就是集中控制到分散控制的一個過渡控制，通過上下機位共同完成對目標任務(wù)的操作，由于不能實現(xiàn)多臺計算機完成不同的功能，因此存在的時間比較短暫。

分散控制和主從控制最大的不同就是主從控制不能通過多臺計算機來實現(xiàn)分別操控的職能，而分散控制卻可以將一個整體拆分成為不同小主體，然后根據(jù)不同的下機位完成操作相關(guān)的職能，能夠從一定程度上提升機器人的工作效率。

四、機器人的工作要求和能力

設(shè)計機器人最初的目的就是可以代替人類去完成一些比較危險或者很難完成的工作，或者一般工作人員比較常規(guī)簡單的工作，要求機器人去執(zhí)行，憑照感覺去慢慢摸索。機器人的傳感器通常比較便宜，而且數(shù)據(jù)處理要小一些，當機器人有了自適應(yīng)控制以外，就會慢慢取代人類完成各種工作。傳感器可以是接觸式的，也可以非接觸式的，通常按照其安裝部位而定。非接觸式的傳感器一般適用于粗略的控制，接觸式傳感器適用于比較精準地控制。不管是哪種傳感器，接觸式的也好，非接觸式的也罷，和計算機控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)施相結(jié)合，那么就會大大提高機器人的工作效率，機器人的能力也會因此顯現(xiàn)出來。模擬傳感器通常是用來監(jiān)測正在施工的作用力，為了監(jiān)測出工作情況如何，通常需要多個傳感器進行感應(yīng)。

五、結(jié)束語

綜上所述，計算機控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于機器人技術(shù)中的各個領(lǐng)域，并且在機器人領(lǐng)域中已經(jīng)產(chǎn)生不可取代的作用。在日益激烈的機器人行業(yè)研發(fā)中，我們國家必須加快計算機控制系統(tǒng)在機器人的應(yīng)用，同時加大發(fā)展機器人的開發(fā)力度。為了適應(yīng)機器人在未來能夠精細化的發(fā)展，必須提高計算機控制系統(tǒng)能力以及處理信息的能力。