智能移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)現(xiàn)狀及展望

傅梓劼

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域日益完善，在當(dāng)今各項(xiàng)科研成果日益豐碩的時(shí)代，智能移動(dòng)機(jī)器人誕生了，這無(wú)疑是一項(xiàng)重大發(fā)明，在各行各業(yè)的發(fā)展道路上都做出了重要貢獻(xiàn)。智能移動(dòng)機(jī)器人最重要的應(yīng)用功能就是代替人類完成人力所不及的事情，因此，需要完善相關(guān)科技發(fā)展系統(tǒng)，運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)提供強(qiáng)大的后臺(tái)支持?；诖?，筆者根據(jù)多年的研究工作經(jīng)驗(yàn)，智能移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展前景進(jìn)行分析探討，希望帶給讀者一些啟示。

關(guān)鍵詞：智能移動(dòng)機(jī)器人 技術(shù)現(xiàn)狀 未來(lái)展望 整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

眾所周知，在全世界發(fā)展范圍內(nèi)，都投入了大量的時(shí)間和資金進(jìn)行智能機(jī)器人的項(xiàng)目研究，因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)的進(jìn)展在某種程度上代表了一個(gè)國(guó)家綜合科學(xué)技術(shù)的發(fā)展程度，伴隨著信息科技時(shí)代的稻來(lái)，智能機(jī)器人獲得了更為廣闊的發(fā)展空間。因?yàn)闄C(jī)器人的更新?lián)Q代速度很快，所以我們應(yīng)該打破傳統(tǒng)研究方面的禁錮，使得機(jī)器人更加人性化、智能化，很好的與實(shí)際生活生產(chǎn)想融入。

一、智能移動(dòng)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

縱觀世界發(fā)展總體動(dòng)向，對(duì)于機(jī)器人的起始研究時(shí)間大約于20世紀(jì)60年代，其研究的主要用途就是進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，還具備一些簡(jiǎn)單的智能化標(biāo)準(zhǔn)，可以優(yōu)化路徑，完成簡(jiǎn)單的事物推理。因?yàn)閷W(xué)無(wú)止境，科技發(fā)展的腳步從未停止，科研人員也在與時(shí)俱進(jìn)，不斷改進(jìn)和創(chuàng)新原有設(shè)備，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間不懈的努力，終于使得機(jī)器人基本實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化、智能化。最為常見(jiàn)的就是可以快速對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行有效感知，人們對(duì)系統(tǒng)輸入指令后，能夠快速、自主的對(duì)任務(wù)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，選擇最為有效的解決策略。因此，我們對(duì)完全具備獨(dú)立性能的智能移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行全面的結(jié)構(gòu)分析，主要包括：

（一）分級(jí)結(jié)構(gòu)

分層結(jié)構(gòu)是最基本、使用最長(zhǎng)的構(gòu)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，其使用優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)感知與策劃、執(zhí)行要點(diǎn)的分離，使得操作可以按部就班的進(jìn)行。

（二）反應(yīng)結(jié)構(gòu)

反應(yīng)結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)操作操作功能和執(zhí)行功能，不僅可以做到滿足二者同時(shí)操作的要求，而且反應(yīng)迅速，運(yùn)行快。

（三）慎思/反應(yīng)混和結(jié)構(gòu)

對(duì)于慎思/反應(yīng)混合結(jié)構(gòu)的發(fā)展而言，既可以看作是統(tǒng)一的整體，也可以獨(dú)立運(yùn)行，因?yàn)槠渚C合反應(yīng)系統(tǒng)極為強(qiáng)大。常用于處理異步操作，可以稱之為對(duì)反應(yīng)結(jié)構(gòu)的改革和創(chuàng)新。

二、智能機(jī)器人在日常生活中的應(yīng)用

（一）安全巡視

在我們平時(shí)的生活范疇內(nèi)，最常用到的就是機(jī)器人自動(dòng)行走功能要點(diǎn)，其使用優(yōu)勢(shì)在于可以對(duì)平時(shí)的生活動(dòng)態(tài)進(jìn)行有效記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。比如可以對(duì)老人的突發(fā)疾病予以檢測(cè)，及時(shí)反饋給身邊的人，能夠有效保證老年人的生存指數(shù)。 （二）通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)獲取重要家庭信息

因?yàn)槲覈?guó)已經(jīng)進(jìn)入老齡化發(fā)展階段，年輕人因?yàn)樯顗毫σ话愣紩?huì)在外打拼，所以會(huì)出現(xiàn)空巢老人現(xiàn)象，他們常常覺(jué)得內(nèi)心孤獨(dú)。 此時(shí)，可以有效利用智能機(jī)器人的語(yǔ)音功能，為老人進(jìn)行廣播和日常交流，還可以記錄老人想對(duì)子女說(shuō)的話，方便溝通。

（三）智能機(jī)器人的家庭燈光控制技術(shù)

因?yàn)槊總€(gè)家庭都會(huì)安裝許多家用電器， 智能機(jī)器人的出現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)照明的基礎(chǔ)上，還可以利用自身帶有的遙控感光技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制室內(nèi)全部電氣，這樣，如果你某天忘記關(guān)燈，智能機(jī)器人就可幫你關(guān)燈。

三、智能移動(dòng)機(jī)器人未來(lái)發(fā)展路徑

（一）計(jì)算機(jī)視覺(jué)要點(diǎn)

想要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺(jué)效果的應(yīng)用，要以識(shí)別模式為前提，對(duì)相關(guān)系統(tǒng)完成改造和升級(jí)，最終得到科學(xué)完善的計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論框架。通常情況下，對(duì)于視覺(jué)體系研究要遵循以下三個(gè)發(fā)展層次，即計(jì)算理論的層次、硬件實(shí)現(xiàn)的層次、表達(dá)及算法的層次。其中，計(jì)算機(jī)理論層面研究對(duì)象為整個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)的使用意圖和優(yōu)化策略，換言之，就是進(jìn)行各種關(guān)系之間的轉(zhuǎn)化；表達(dá)及算法層次主要體現(xiàn)和表達(dá)計(jì)算機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的輸入個(gè)輸出內(nèi)容要點(diǎn)；硬件實(shí)現(xiàn)層次的功能是對(duì)使用程序進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算。只有三者之間相互配合，協(xié)調(diào)發(fā)展，才能達(dá)到預(yù)期的視覺(jué)效果。

就現(xiàn)階段的發(fā)展而言，在整個(gè)計(jì)算機(jī)信息發(fā)展領(lǐng)域中，對(duì)于視覺(jué)系統(tǒng)的研究仍在進(jìn)行階段，伴隨著相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域的不斷發(fā)展與技術(shù)水平的提升，像是計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)生理學(xué)、信號(hào)處理、模式識(shí)別等與視覺(jué)系統(tǒng)有關(guān)系的概念會(huì)不斷得到驗(yàn)證與發(fā)展，這樣在很大程度上會(huì)對(duì)視覺(jué)理論的完善起到重要的促進(jìn)作用。

（二）智能機(jī)器人逐漸民用化

隨著工業(yè)革命的完成，我們的生產(chǎn)不斷實(shí)現(xiàn)規(guī)范化生產(chǎn)模式，以此奠定了機(jī)器人成為輔助人類進(jìn)行生產(chǎn)生活的重要組成部分，就像人們接受手機(jī)電腦一樣，智能機(jī)器人同樣會(huì)受到廣泛歡迎。相較于現(xiàn)階段，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)無(wú)限擴(kuò)大，大到航天航空領(lǐng)域，小到一個(gè)家庭，都在運(yùn)用計(jì)算機(jī)管家。而且，機(jī)器人會(huì)不斷向多元化方向發(fā)展，民用化帶來(lái)的突出變化在于機(jī)器人將會(huì)和日常商品一樣，可供眾多家庭選擇。

（三）智能機(jī)器人的安全性進(jìn)一步加強(qiáng)

在當(dāng)前，對(duì)于智能機(jī)器人研發(fā)利用存在爭(zhēng)議最大的問(wèn)題就是安全問(wèn)題。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)器人會(huì)涉足更為廣闊的發(fā)展領(lǐng)域，因此出現(xiàn)故障的形式也會(huì)呈現(xiàn)出多樣化的態(tài)勢(shì)，像是在醫(yī)療領(lǐng)域，如果想運(yùn)用機(jī)器人完成高難度手術(shù)，那么，就需要做好對(duì)安全系數(shù)的科學(xué)評(píng)估。因此，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，為了有效提升其整體安全性能，會(huì)不斷完善容錯(cuò)能力和糾正能力。

（四）人機(jī)交互

在現(xiàn)階段的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)人機(jī)交互的發(fā)展模式，像是蘋果系列已經(jīng)推出的語(yǔ)音助手，可以幫助人們有效解決實(shí)際存在的問(wèn)題，雖然應(yīng)用起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是系統(tǒng)清晰地展示出人機(jī)交互的邏輯思維，可以根據(jù)人的情感變化做出反應(yīng)，這看似相互獨(dú)立的個(gè)體，將會(huì)在未來(lái)有機(jī)的結(jié)合在一起，人機(jī)教育也就成為未來(lái)發(fā)展的一大趨勢(shì)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能機(jī)器人的研制不是某一項(xiàng)技術(shù)就可以完成的，它涉及到眾多的領(lǐng)域，例如像計(jì)算機(jī)工程、傳感器，之外，其也有較為廣闊的應(yīng)用前景。本文對(duì)智能移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展、應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)做了深刻剖析，希望能為科研領(lǐng)域的同行提供發(fā)展助力。

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（作者單位：福建省泉州現(xiàn)代中學(xué)）endprint