智能機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展

劉俞廷

摘 要：智能機(jī)器人是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的現(xiàn)狀研究，分析了未來(lái)智能機(jī)器人發(fā)展的趨勢(shì)，并以智能機(jī)器人在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用為例，分析了智能智能機(jī)器人對(duì)農(nóng)業(yè)的影響，以提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢(shì)分析；農(nóng)業(yè)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與普及，智能機(jī)器人技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其能夠部分代替人工工作，已經(jīng)成為未來(lái)各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)，目前我國(guó)智能機(jī)器人技術(shù)還相對(duì)落后。本文主要從國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀入手研究，經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)的資料分析，提出未來(lái)智能機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)，并以我國(guó)農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)為例，分析智能機(jī)器人對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況，對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)水平的提高具有深遠(yuǎn)意義。

1 國(guó)內(nèi)外智能機(jī)器人研究現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越希望自己能從日?，嵥槭聞?wù)中解脫出來(lái)，利用空余時(shí)間能做更多、更重要的事情，因此機(jī)器人技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)聯(lián)合國(guó)的美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人的定義可知，機(jī)器人是一種由編程操作執(zhí)行某項(xiàng)專門任務(wù)、綜合了機(jī)械、電子、遙控器、人工智能、仿生學(xué)等多種科學(xué)的復(fù)雜智能機(jī)械。機(jī)器人是當(dāng)代研究熱點(diǎn)話題之一，其可以做人類做不到的高危險(xiǎn)性的工作，甚至是在外太空或者深海領(lǐng)域的探究過(guò)程中都可以使用機(jī)器人，甚至可以說(shuō)在人類難以生存的環(huán)境中，機(jī)器人可以在某種程度上替代人類。

1.1 國(guó)外智能機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外的機(jī)器人是最早起步的，發(fā)展較成熟，其中以日本、美國(guó)、英國(guó)為首的國(guó)家，其根據(jù)自身生產(chǎn)力的需求，研發(fā)了各種各樣的機(jī)器人，并且機(jī)器人的銷量成比例逐漸增加，在2014年，全球工業(yè)機(jī)器人的銷售額增長(zhǎng)了11.5%（如圖1所示）。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，為全球經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了巨大的變化，機(jī)器人的應(yīng)用將影響到人類社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的每個(gè)領(lǐng)域。二戰(zhàn)后，美國(guó)機(jī)器人技術(shù)得到大力發(fā)展，制造業(yè)技術(shù)提升、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，而機(jī)器人是功不可沒(méi)的；在歐洲，歐盟啟動(dòng)了“SPARC”研發(fā)計(jì)劃，該計(jì)劃投入了28億歐元，創(chuàng)造24萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，在世界范圍內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)都有機(jī)器人的身影，因此產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響；日本正將機(jī)器人作為未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工具，其可以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)有著更大范圍的提升；韓國(guó)也在大力發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，并將生產(chǎn)的機(jī)器人銷往海外市場(chǎng)，促進(jìn)了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的壯大。

1.2 國(guó)內(nèi)智能機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

在中國(guó)，機(jī)器人技術(shù)起步較晚，但是發(fā)展迅速，在20世紀(jì)70年代，以工業(yè)機(jī)器人的研究與制造工作逐漸有了起色，其發(fā)展階段可以分為3個(gè)部分：

第一個(gè)階段是從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始起步，具有產(chǎn)權(quán)的切割、焊接、噴漆、運(yùn)輸、包裝等產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，可以說(shuō)在這一階段中，中國(guó)機(jī)器人向?qū)嵺`邁出了第一步，并且在此階段中，我國(guó)政府不斷出臺(tái)機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃的相關(guān)政策。

第二個(gè)階段是從2010年后，中國(guó)機(jī)器人裝機(jī)容量逐步上升，開(kāi)始面向機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。全球機(jī)器人幾大巨頭分別是瑞典ABB、德國(guó)庫(kù)卡、日本發(fā)那科、日本安川等，這些知名機(jī)器人制造商看好中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展前景，紛紛在中國(guó)市場(chǎng)中設(shè)立分支機(jī)構(gòu)，從機(jī)器人的生產(chǎn)、銷售、制造等領(lǐng)域開(kāi)始全面鋪設(shè)。而國(guó)內(nèi)的機(jī)器人品牌起步較晚，以沈陽(yáng)新松、廣州數(shù)控等公司為首，通過(guò)并購(gòu)、引進(jìn)技術(shù)等方式開(kāi)始涉足這些行業(yè)。

第三個(gè)階段是2013年4月21日，我國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)創(chuàng)建的中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將國(guó)內(nèi)機(jī)器人科技和產(chǎn)業(yè)單位進(jìn)行資源整合，構(gòu)成實(shí)現(xiàn)健康有序發(fā)展的服務(wù)平臺(tái)。

通過(guò)3個(gè)階段的發(fā)展，可以看出我國(guó)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)機(jī)器人在發(fā)展速度、核心技術(shù)、市場(chǎng)份額等方面還相對(duì)較弱，究其原因，中國(guó)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)上還沒(méi)有形成研制、生產(chǎn)、制造、銷售、服務(wù)等有序的產(chǎn)業(yè)鏈。

2 智能機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)分析

（1）關(guān)鍵部件和核心技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)有機(jī)器人傳感器的各項(xiàng)性能有了較大的改觀，采用集成技術(shù)后可以增加信息的融合量，需要專業(yè)人員專門研究關(guān)鍵部件，從細(xì)節(jié)解決問(wèn)題，在一些核心技術(shù)上促進(jìn)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，并深入研究與歸納仿真功能、方向感知、心情管理、生物神經(jīng)系統(tǒng)理論與方法。

（2）機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化是未來(lái)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)目標(biāo)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行有效控制，并實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人協(xié)作，促進(jìn)更快、更好地完成任務(wù)。另一方面，很多作業(yè)項(xiàng)目難以靠一個(gè)機(jī)器人的能力完成，特別是在一些相對(duì)較為復(fù)雜的環(huán)境條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，也是未來(lái)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的主要方向。

（3）更好的交互方式。目前市場(chǎng)中的機(jī)器人還沒(méi)有能力去實(shí)現(xiàn)相關(guān)理論與方法，依舊需要依賴于相關(guān)的知識(shí)，因此需要把機(jī)器需要完成的任務(wù)加載進(jìn)去。人類與機(jī)器人的交互需要更加簡(jiǎn)單化、多樣化、人性化、智能化，因此需要研究設(shè)計(jì)自然語(yǔ)言、文字語(yǔ)言、圖像語(yǔ)言、手寫字識(shí)別等，采用更加人性化的方式與用戶交互交流，保證人與機(jī)器之間信息交流的協(xié)調(diào)性。

3 智能機(jī)器人的具體應(yīng)用

很多國(guó)家在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)使用機(jī)器人較多，并且發(fā)展到一定程度，日本、美國(guó)等國(guó)家在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用了智能機(jī)器人。在農(nóng)業(yè)采摘過(guò)程中，這些采摘機(jī)器人（圖2）依托機(jī)械手臂、三維視覺(jué)傳感器、末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、壓力傳感器等部件進(jìn)行采摘，使采摘番茄的成功率超過(guò)75%左右，采摘蘑菇的成功率為81%。這些采摘機(jī)器人在采摘過(guò)程中可以避開(kāi)障礙物采摘得當(dāng)，并對(duì)多余部分進(jìn)行剪修。另外，一些國(guó)家的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用了嫁接機(jī)器人，其可在嫁接的3個(gè)重要環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)模式，并且能讓成功率高達(dá)97%，節(jié)省了巨大的人力、物力成本。除此之外，耕耘機(jī)器人、農(nóng)藥機(jī)器人、除草機(jī)器人等多種機(jī)器人類型也應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外智能機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀分析，我們可以了解到，機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展突飛猛進(jìn)，有效利用機(jī)器人能夠獲得經(jīng)濟(jì)上的快速增長(zhǎng)。近幾年，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)的大力發(fā)展與改進(jìn)，逐漸克服了傳統(tǒng)機(jī)器人某些地方的局限性，其對(duì)我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)水平提高有著巨大的推動(dòng)作用。

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