姓名:张志彪 学号:16050120102
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【嵌牛导读】现代科技发展,机器人的发明也越来越先进,但现在的机器人大部分是机械运作,没有思维和想法。下面来看看仿人机器人吧!
【嵌牛鼻子】传感器 信息处理 结构系统
【嵌牛提问】此类机器人有怎样的思维?它又是如何感知外界的呢?
【嵌牛正文】模仿人的形态和行为而设计制造的机器人就是仿人机器人,一般分别或同时具有仿人的四肢和头部。中国科技大学陈小平教授介绍,机器人一般根据不同应用需求被设计成不同形状,如运用于工业的机械臂、轮椅机器人、步行机器人等。而仿人机器人研究集机械,电子,计算机,材料,传感器,控制技术等多门科学于一体,代表着一个国家的高科技发展水平。从机器人技术和人工智能的研究现状来看,要完全实现高智能,高灵活性的仿人机器人还有很长的路要走,而且,人类对自身也没有彻底地了解,这些都限制了仿人机器人的发展。
仿人机器人要能够理解,适应环境,精确灵活地进行作业,高性能传感器的开发必不可少。传感器是机器人获得智能的重要手段,如何组合传感器摄取的信息,并有效地加以运用,是基于传感器控制的基础,也是实现机器人自治的先决条件。仿人机器人研究在很多方面已经取得了突破,如关键机械单元,基本行走能力,整体运动,动态视觉等,但是离我们理想中的要求还相去甚远,还需要在仿人机器人的思维和学习能力,与环境的交互,躯体结构和四肢运动,体系结构等方面进行更进一步的研究。
现有仿人机器人系统的主要缺陷是对环境的适应性和学习能力的不足。机器的智能来源于与外界环境的相互作用,同时也反映在对作业的独立完成度上。机器人学习控制技术是实现仿人机器人在结构和非结构环境下实现智能化控制的一项重要技术。但是由于受到传感器噪音,随机运动,在线学习方式以及训练时间的限制,学习控制的实时性还不能令人满意。仍需要研究和开发新的学习算法,学习方式,以不断完善学习控制理论和相应的评价理论。针对机器人学习控制的研究,大都停留在试验室仿真的水平上。
仿人机器人与环境相互影响的能力依赖于其富于表现力的交流能力,如肢体语言(包括面部表情),思维和意识的交互。机器人与人的交流仅限于固定的几个词句和简单的行为方式,其主要原因是:
1)大多仿人机器人的信息输入传感器是单模型的;
2)部分应用多模型传感器的系统没有采用对话的交流方式;
3)对输入信息的采集仅限于固定的位置,比如图像信息,照相机往往没有多维视角,信息的深度和广度都难以保证,准确性下降。
毫无疑问,仿人机器人行动的多样性,通用性和必要的柔性是“智能”实现的首要因素。它是保证仿人机器人可塑性和与人交流的前提。仿人机器人的结构则决定了它能不能为人所接受,而且也是它像不像人的关键。仿人机器人必须拥有类似人类上肢的两条机械臂,并在臂的末端有两指或多指手部。这样不仅可以满足一般的机器人操作需求,而且可以实现双臂协调控制和手指控制以实现更为复杂的操作。仿人机器人要具有完成复杂任务所需要的的感知活动,还要在已经完成过的任务重复出现时要像条件反射一样自然流畅地作出反应。
仿人机器人的体系结构是定义机器人系统各组成部分之间相互关系和功能分配,确定单台机器人或多个机器人系统的信息流通关系和逻辑的计算结构。也就是仿人机器人信息处理和控制系统的总体结构。如果说机器人的自治能力是仿人机器人的设计目标,那么体系结构的设计就是实现这一目标的手段。仿人机器人的研究系统追求的是采用某种思想和技术,从而实现某种功能或达到某种水平。
所以其体系结构各有不同,往往就事论事。解决体系结构中的各种问题,并提出具有一定普遍指导意义的结构思想无疑具有重要的理论和实际价值,这是摆在研究人员面前的一项长期而艰巨的任务。
仿人机器人具有人类的外观,可以适应人类的生活和工作环境,代替人类完成各种作业,并可以在很多方面扩展人类的能力,在服务,医疗,教育,娱乐等多个领域得到广泛应用。