章緒論


來(lái)，隨著人工智能技術(shù)與嵌入式集成芯片技術(shù)的快速發(fā)展發(fā)展，人民生活與工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的要求逐漸，越來(lái)越多的研究人員對(duì)機(jī)器人的相關(guān)研究領(lǐng)行了探索。機(jī)器人將是未來(lái)能夠代替人去完成大量工作以及完成人類所不能完成工作的智能設(shè)備，并且將在很多其他的行業(yè)內(nèi)使用。本章分為機(jī)器人的由來(lái)及定義、機(jī)器人的分類與組成、移動(dòng)機(jī)器人的環(huán)境感知、智能移動(dòng)機(jī)器人的定位四部分。


節(jié)機(jī)器人的定義及由來(lái)


一、機(jī)器人的定義


機(jī)器人問(wèn)世已經(jīng)有幾十年，由于機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，使機(jī)器人的結(jié)構(gòu)不斷變能也在不斷完善，同時(shí)機(jī)器人是一種仿人的機(jī)械，涉及了人的概念，使之成為一個(gè)難以回答的哲學(xué)問(wèn)題，因此，對(duì)機(jī)器人的定義并沒(méi)有一個(gè)明確的意見(jiàn)，但是不同的機(jī)構(gòu)和學(xué)者也嘗試給機(jī)器行了相關(guān)的定義，目前，我國(guó)科學(xué)家將機(jī)器人定義為：機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。


二、機(jī)器人的發(fā)展歷程


（一）機(jī)器人的早期演變


回顧機(jī)器人定義的發(fā)展過(guò)程，可以發(fā)現(xiàn)早提出機(jī)器這一觀念的是笛卡爾，他在兩本書中闡述了一個(gè)觀點(diǎn)：動(dòng)物也是一種機(jī)器。他在文章中表明動(dòng)物與機(jī)器的運(yùn)動(dòng)都具有機(jī)械性的特征，所以人類自己的身體也可以算作一種機(jī)器，人也是一種機(jī)器。其次，的哲學(xué)家拉美特里，同時(shí)也是當(dāng)?shù)蒯t(yī)院的醫(yī)生，在18世紀(jì)40年代末期，曾出版《人是機(jī)器》，正式在文章中提出人體就是一種機(jī)器的觀點(diǎn)。這一觀點(diǎn)在哲學(xué)界引起很大的反響，一是將機(jī)械論發(fā)展到，甚至有點(diǎn)化，二是對(duì)后來(lái)的哲學(xué)發(fā)展以及科學(xué)發(fā)展起到推波助瀾的作用。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的時(shí)代背景，對(duì)機(jī)器格外崇拜，其“人是機(jī)器”觀點(diǎn)，一定程度貶低了人類，把人類作為一種物來(lái)看待，而不是一個(gè)正常的人類本身。


當(dāng)然任何事物都有自己的對(duì)立面，當(dāng)時(shí)有人崇拜機(jī)器，就有另外一批人更加崇尚自然，主張重視人的本性。這些人認(rèn)為機(jī)器更多地傾向于規(guī)律性和自動(dòng)性，反而減少了機(jī)器和人類之間的聯(lián)系，產(chǎn)生一種化的效果。再次，早說(shuō)出機(jī)器人概念的學(xué)者是恰佩克，在這個(gè)概念問(wèn)世之前，機(jī)器就在不斷模仿人類的動(dòng)作，模擬人類各種生物機(jī)能，而且在機(jī)器人這一概念提出后，模仿這一現(xiàn)象并沒(méi)有減少，反行得更加迅猛。


通過(guò)對(duì)機(jī)器人 Robot 這一英文單詞的詞源分析，不難發(fā)現(xiàn)早Robot 出自世紀(jì)年代捷克一部科幻話劇，劇中就有一個(gè)人物叫Robota（捷克語(yǔ)，意為苦力），它是遵從人類安行工作的機(jī)器，但是具備人的形態(tài)。Robot這一詞也就從這而來(lái)。到世紀(jì)50年代，美國(guó)一位科幻小說(shuō)作家阿西莫夫?qū)戇^(guò)的一本小說(shuō)《我，機(jī)器人》，文中闡明了機(jī)器人所必須遵循的三原則：①不能傷害人類，也不能在人類受到傷害時(shí)袖手旁觀；②禁止違反人類的命令，但是與條相違背，按條執(zhí)行；③不得不保護(hù)自身不受到傷害，但是如果與、二條相違背，按、二條執(zhí)行。


個(gè)真正意義上的機(jī)器人于1959年跟世人見(jiàn)面，是由美國(guó)兩位科學(xué)家制造出來(lái)的。這個(gè)早制造成的機(jī)器人外形看起來(lái)像炮臺(tái)，在底盤上裝有一個(gè)大的機(jī)械臂，可以自由旋轉(zhuǎn)，在這根大手臂上，又安裝了一個(gè)小的機(jī)械手臂，這個(gè)小機(jī)械手臂自己可以改變長(zhǎng)短，也可以左右旋轉(zhuǎn)。到70年代，陸續(xù)出現(xiàn)更的機(jī)器人，并且能夠在流水線上對(duì)物行簡(jiǎn)單的加工。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的收集整理可知，在1984年全世界機(jī)器人的使用數(shù)量增長(zhǎng)為1980年的4倍，到1985年底，數(shù)量增長(zhǎng)到了14萬(wàn)臺(tái)，到1990年時(shí)機(jī)器人數(shù)量已經(jīng)高達(dá)30萬(wàn)臺(tái)左右，不斷增加的機(jī)器人中高性能的機(jī)器人所數(shù)的比例為明顯，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域中，各種裝配機(jī)器人的產(chǎn)量增長(zhǎng)速度迅猛，機(jī)器視覺(jué)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等的飛速發(fā)展主要也是源于人類對(duì)機(jī)器人的需求大幅增加。


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