智能機器人的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

摘 要：本文簡要介紹了智能機器人技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及世界各國智能機器人的發(fā)展水平，從幾個典型的方面介紹了智能機器人在各行各業(yè)的廣泛應用，討論了智能機器人的發(fā)展趨勢以及對未來技術(shù)的展望，分析了我國在智能機器人方面發(fā)展并提出期望。

關(guān)鍵詞：智能機器人；發(fā)展現(xiàn)狀；應用；趨勢

1、引言

智能機器人則是一個在感知-思維-效應方面全面模擬人的機器系統(tǒng)，它是人工智能技術(shù)的綜合試驗場，可以全面地考察人工智能各個領(lǐng)域的技術(shù)，研究它們相互之間的關(guān)系。還可以在有害環(huán)境中代替人從事危險工作、上天下海、戰(zhàn)場作業(yè)等方面大顯身手。隨著智能機器人的應用領(lǐng)域的擴大，人們期望智能機器人在更多領(lǐng)域為人類服務，代替人類完成更復雜的工作。然而，智能機器人所處的環(huán)境往往是未知的、很難預測。智能機器人所要完成的工作任務也越來越復雜；對智能機器人行為進行人工分析、設計也變得越來越困難。目前，國內(nèi)外對智能機器人的研究不斷深入。

2、國內(nèi)外在該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀綜述

2.1智能機器人的發(fā)展現(xiàn)狀

目前研制中的智能機器人智能水平并不高，只能說是智能機器人的初級階段。智能機器人研究中當前的核心問題有兩方面：一方面是，提高智能機器人的自主性，這是就智能機器人與人的關(guān)系而言，即希望智能機器人進一步獨立于人，具有更為友善的人機界面。從長遠來說，希望操作人員只要給出要完成的任務，而機器能自動形成完成該任務的步驟，并自動完成它。另一方面是，提高智能機器人的適應性，提高智能機器人適應環(huán)境變化的能力，這是就智能機器人與環(huán)境的關(guān)系而言，希望加強它們之間的交互關(guān)系。

智能機器人涉及到許多關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)關(guān)系到智能機器人的智能性的高低。這些關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個方面：多傳感信息耦合技術(shù)，多傳感器信息融合就是指綜合來自多個傳感器的感知數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生更可靠、更準確或更全面的信息，經(jīng)過融合的多傳感器系統(tǒng)能夠更加完善、精確地反映檢測對象的特性，消除信息的不確定性，提高信息的可靠性；導航和定位技術(shù)，在自主移動機器人導航中，無論是局部實時避障還是全局規(guī)劃，都需要精確知道機器人或障礙物的當前狀態(tài)及位置，以完成導航、避障及路徑規(guī)劃等任務；路徑規(guī)劃技術(shù)，最優(yōu)路徑規(guī)劃就是依據(jù)某個或某些優(yōu)化準則，在機器人工作空間中找到一條從起始狀態(tài)到目標狀態(tài)、可以避開障礙物的最優(yōu)路徑；機器人視覺技術(shù)，機器人視覺系統(tǒng)的工作包括圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出和顯示，核心任務是特征提取、圖像分割和圖像辨識；智能控制技術(shù)，智能控制方法提高了機器人的速度及精度；人機接口技術(shù)，人機接口技術(shù)是研究如何使人方便自然地與計算機交流。

2.2智能機器人的廣泛應用

現(xiàn)代智能機器人基本能按人的指令完成各種比較復雜的工作，如深海探測、作戰(zhàn)、偵察、搜集情報、搶險、服務等工作，模擬完成人類不能或不愿完成的任務，不僅能自主完成工作，而且能與人共同協(xié)作完成任務或在人的指導下完成任務，在不同領(lǐng)域有著廣泛的應用。在國防領(lǐng)域中，軍用智能機器人得到前所未有的重視和發(fā)展，近年來，美英等國研制出第二代軍用智能機器人，其特點是采用自主控制方式，能完成偵察、作戰(zhàn)和后勤支援等任務，在戰(zhàn)場上具有看、嗅等能力，能夠自動跟蹤地形和選擇道路，具有自動搜索、識別和消滅敵方目標的功能。如美國的Navplab自主導航車，SSV自主地面戰(zhàn)車等。在未來的軍事智能機器人中，還會有智能戰(zhàn)斗機器人、智能偵察機器人、智能警戒機器人、智能工兵機器人、智能運輸機器人等等，成為國防裝備中新的亮點。

現(xiàn)代智能機器人不僅在上述方面有廣泛應用，而將滲透到生活的各個方面，像在煤炭工業(yè)在礦業(yè)方面，考慮到社會上對煤炭需求量日益增長的趨勢和煤炭開采的惡劣環(huán)境，將智能機器人應用于礦業(yè)勢在必行。在建筑方面，有高層建筑抹灰機器人、預制件安裝機器人、室內(nèi)裝修機器人、擦玻璃機器人、地面拋光機器人等。在核工業(yè)方面，主要研究機構(gòu)靈巧、動作準確可靠、反應快、重量輕的機器人等等。智能機器人的應用領(lǐng)域的日益擴大，人們期望智能機器人能在更多的領(lǐng)域為人類服務，代替人類完成更多更復雜的工作。

3 討論與展望

3.1智能機器人的發(fā)展趨勢展望

智能機器人具有廣闊的發(fā)展前景，目前機器人的研究正處于第三代智能機器人階段，盡管國內(nèi)外對此的研究已經(jīng)取得了許多成果。但其智能化水平仍然不盡人意。未來的智能機器人應當在以下幾方面著力發(fā)展：面向任務，由于目前人工智能還不能提供實現(xiàn)智能機器的完整理論和方法，已有的人工智能技術(shù)大多數(shù)要依賴領(lǐng)域知識，因此當我們把機器要完成的任務加以限定，及發(fā)展面向任務的特種機器人，那么已有的人工智能技術(shù)就能發(fā)揮作用，使開發(fā)這種類型的智能機器人成為可能；傳感技術(shù)和集成技術(shù)，在現(xiàn)有傳感器的基礎上發(fā)展更好、更先進的處理方法和其實現(xiàn)手段，或者尋找新型傳感器，同時提高集成技術(shù)，增加信息的融合；機器人網(wǎng)絡化，利用通信網(wǎng)絡技術(shù)將各種機器人連接到計算機網(wǎng)絡上，并通過網(wǎng)絡對機器人進行有效的控制；機器學習，各種機器學習算法的出現(xiàn)推動了人工智能的發(fā)展，強化學習、蟻群算法、免疫算法等可以用到機器人系統(tǒng)中，使其具有類似人的學習能力，以適應日益復雜的、不確定和非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境；智能人機接口，人機交互的需求越來越向簡單化、多樣化、智能化、人性化方向發(fā)展，因此需要研究并設計各種智能人機接口如多語種語音、自然語言理解、圖像、手寫字識別等，以更好地適應不同的用戶和不同的應用任務，提高人與機器人交互的和諧性； 多機器人協(xié)調(diào)作業(yè)，組織和控制多個機器人來協(xié)作完成單機器人無法完成的復雜任務，在復雜未知環(huán)境下實現(xiàn)實時推理反應以及交互的群體決策和操作。

3.2建議及設想

由于現(xiàn)有的智能機器人的智能水平還不夠高，因此在今后的發(fā)展中，努力提高各發(fā)面的技術(shù)及其綜合應用，大力提高智能機器人的智能程度，提高智能機器人的自主性和適應性，是智能機器人發(fā)展的關(guān)鍵。同時，智能機器人涉及多個學科的協(xié)同工作，不僅包括技術(shù)基礎，甚至還包括心理學、倫理學等社會科學，讓智能機器人完成有益于人類的工作，使人類從繁重、重復、危險的工作中解脫出來，就像科幻作家阿西莫夫的“機器人學三大法則”一樣，讓智能機器人真正為人類利益服務，而不能成為反人類的工具。相信在不遠的將來，各行各業(yè)都會充滿形形色色的智能機器人，科幻小說中的場景將在科學家們的努力下逐步成為現(xiàn)實，很好地提高人類的生活品質(zhì)和對未知事物的探索能力。

我國的智能機器人發(fā)展還落后于世界先進水平，而智能機器人又是高科技的集中體現(xiàn)，具有重要的發(fā)展價值，因此我國在智能機器人領(lǐng)域要認清形勢、明確發(fā)展發(fā)現(xiàn)和目標，采取符合我國國情的可行發(fā)展對策，努力縮小與世界領(lǐng)先水平的差距，早日讓智能機器人全面為社會的發(fā)展服務。相信經(jīng)過政府的重視和投入，科技工作者的不懈奮斗，我國的智能機器人發(fā)展水平能達到新的高度。

作者簡介

閆貴龍（1976-），男，天津市，現(xiàn)職稱：助理工程師，本科，研究方向：智能機器人應用。