探析智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀及展望

張智超

摘 要：中國(guó)自從改革開放后，經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷提高，在科幻小說(shuō)中出現(xiàn)的智能移動(dòng)機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)中也得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也代表著人工智能領(lǐng)域在不斷的增強(qiáng)，飛速發(fā)展，在智能移動(dòng)機(jī)器人方面，路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制等方面都是探索的重點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)在我國(guó)所具有的各種技術(shù)來(lái)說(shuō)，將現(xiàn)有的路徑規(guī)劃技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)等技術(shù)融合起來(lái)綜合研究和對(duì)比，并且努力找出高智能傳感移動(dòng)技術(shù)等研發(fā)的方向。

關(guān)鍵詞：人工智能；機(jī)器人；傳感器；視覺導(dǎo)航；移動(dòng)

其實(shí)，在我們的生活中早就出現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人，但是，很多地方并不完善，為了方便人們的生活，人們對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的要求越來(lái)越高，因?yàn)橐苿?dòng)機(jī)器人不僅可以代替人們部分勞動(dòng)，還可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，并且在一定程度上也促進(jìn)了人類文明的發(fā)展。人類在生存中會(huì)遇到很多問(wèn)題，而機(jī)器人在一定程度上能有效的幫助人類。機(jī)器人是依據(jù)一定的編程步驟而行動(dòng)的，接受人的指定，可以實(shí)現(xiàn)自我操作，而一些相對(duì)比較高級(jí)的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，還具有一定的分析能力和判斷能力。這種特性是其它工具不能替代的，也是眾多人喜歡研究和使用機(jī)器人的原因。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及，機(jī)器人已經(jīng)逐步走進(jìn)大眾人的家里，慢慢被普及。

1 智能移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成

如果要追溯機(jī)器人的歷史，那就要從第二次世界大戰(zhàn)后開始說(shuō)起，第二次世界大戰(zhàn)后，各國(guó)的經(jīng)濟(jì)都受到了不同程度的傷害，而隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展，各國(guó)經(jīng)濟(jì)也在漸漸回轉(zhuǎn)，大約六七十年代，因?yàn)楣I(yè)和其他產(chǎn)業(yè)的需要，機(jī)器人開始眼里。在一定情況來(lái)說(shuō)，機(jī)器人都是在復(fù)雜的情況下才能被使用，因?yàn)檫@樣可以代替人類的工作，這就是其開始的工作。所以，現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，智能移動(dòng)機(jī)器人也是代替著人類做一些事情，比如，在相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境下，根據(jù)已經(jīng)設(shè)定的程序，進(jìn)行內(nèi)部推理運(yùn)算，對(duì)對(duì)象進(jìn)行識(shí)別，并且完成相應(yīng)的操作，有效的參與到整個(gè)工作過(guò)程。因?yàn)橹暗募夹g(shù)有很多未完善的地方，所以，現(xiàn)在的移動(dòng)機(jī)器人具有更強(qiáng)的感知能力和決策控制能力等獨(dú)立能力。

因此，在工作要求下，環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)規(guī)劃以及行為執(zhí)行等是組成智能型機(jī)器人構(gòu)成系統(tǒng)的重要因素。這三個(gè)部分的主要理論依據(jù)包含的技術(shù)和理論有電子工程、傳感器技術(shù)等并結(jié)合相關(guān)實(shí)際研究得出的。

1.1 分級(jí)結(jié)構(gòu)

分級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)使用時(shí)間較長(zhǎng)，所以其相對(duì)的技術(shù)缺乏成熟化的理論，其還存在一定的缺點(diǎn)。反應(yīng)速度慢是最大的缺點(diǎn)，系統(tǒng)所反應(yīng)的時(shí)間太長(zhǎng)，但是，其優(yōu)點(diǎn)為，系統(tǒng)運(yùn)行條理清楚，并且其他各部分都有合理的分別和聯(lián)系，從而整個(gè)系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行和操作。

1.2 反映結(jié)構(gòu)

反映結(jié)構(gòu)和分級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)比，我們可以知道其并沒(méi)有規(guī)劃部分，并且感知和執(zhí)行的部分都是同時(shí)進(jìn)行的，在反應(yīng)結(jié)構(gòu)中，我們可以知道系統(tǒng)的工作效率得到明顯提高，從而提高了反應(yīng)速度，推動(dòng)工作效率的提高。但是這套系統(tǒng)也存在不足的地方，就是在路徑規(guī)劃方面，需要人員進(jìn)行不斷的設(shè)置和操作，失去了其主動(dòng)性。

1.3 慎思/反應(yīng)混合結(jié)構(gòu)

通過(guò)反應(yīng)結(jié)構(gòu)，對(duì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和整合，我們研究出了全新的慎思/反應(yīng)混合機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有，具有很強(qiáng)的獨(dú)立性，具有較高的活力和工作效率。大大提高了我們的工作效率。

2 主要的相關(guān)技術(shù)分析

2.1 導(dǎo)航技術(shù)

機(jī)器人在進(jìn)行工作的時(shí)候，利用自身的傳感器來(lái)完成對(duì)自我感知，從而在處理器中對(duì)外部環(huán)境做一定的判斷，完成一定的操作和指令，智能自主的進(jìn)行躲避的一種智能核心技術(shù)?，F(xiàn)在的導(dǎo)航技術(shù)也有很多，比如視覺導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航等

2.2 路徑規(guī)劃技術(shù)

路徑規(guī)劃技術(shù)也就是將機(jī)器人的性能作為參考，并且根據(jù)傳感器感受到外部的情況，對(duì)現(xiàn)有路徑進(jìn)行分析，并且選擇出一條最適合的路徑。路徑規(guī)劃花費(fèi)了很長(zhǎng)一段時(shí)期，其中也包括了對(duì)已知領(lǐng)域和未知領(lǐng)域的探索。

2.3 多傳感器信自、融合技術(shù)

在機(jī)器人技術(shù)中來(lái)說(shuō)，多傳感器融合技術(shù)是非常重要的重點(diǎn)內(nèi)容。傳感器的作用是非常重要的，相對(duì)于人類的視覺和感覺等器官，在多傳感器中我們就可以知道這是將各種感覺器官都結(jié)合在一起的事物，將所有在外部感受到的感覺信息都結(jié)合在一起，并且傳遞到“大腦”中，并且得到相應(yīng)的指令進(jìn)行下一步操作。在機(jī)器人的整個(gè)構(gòu)造中，我們可以看到，利用多傳感器信息融合技術(shù)可以有效提高工作效率，并且能夠迅速的整合信息，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行有效整理等，并且根據(jù)環(huán)境的各種特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行完整的展現(xiàn)，這樣也維持了系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行。

3 智能移動(dòng)機(jī)器人的未來(lái)展望

從《機(jī)械公敵》到《終結(jié)者》系列，再到《星球大戰(zhàn)》《變形金剛》《鋼鐵俠》等我們都可以看出機(jī)器人在美國(guó)科幻大片中占據(jù)重要角色。這些都充分發(fā)揮了我們?cè)谏钪袑?duì)機(jī)器人的想象。

第一，視覺導(dǎo)航機(jī)器人。從名字中，我們可以了解，這是通過(guò)對(duì)周圍環(huán)境信息的檢測(cè)來(lái)完成自主導(dǎo)航和障礙回避。這種機(jī)器人主要適用在軍事領(lǐng)域、考古等領(lǐng)域，并且很適用于國(guó)防領(lǐng)域。

第二，高智能機(jī)器人?？茖W(xué)技術(shù)的不斷提高使人類不僅僅只滿足于機(jī)械化的機(jī)器人，而更要求機(jī)器人的智能型。這種機(jī)器人擁有很高的工作效率，并且擁有一定的判斷能力和決定能力。對(duì)人類的感情有一定的了解，從根本上來(lái)說(shuō)機(jī)器人也擁有了一定的感情。

4 結(jié)語(yǔ)

以哲學(xué)的理論進(jìn)行分析，我們可以知道，智能移動(dòng)機(jī)器人具有兩面性。它可以幫助人類完成一些比較有難度的勞動(dòng)等，推動(dòng)人類建設(shè)和文明的提高這是其好的一面，而不好的一面則是，過(guò)度推動(dòng)人工智能的發(fā)展可能會(huì)為人類帶來(lái)不可預(yù)知的危機(jī)。所以，如何利用好機(jī)器人還是要靠人類。

參考文獻(xiàn)

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[2]王志文，郭戈.移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].機(jī)器人，2003，（5）：470-474.

（作者單位：哈爾濱廣廈學(xué)院）