论文部分内容阅读
摘 要：随着智能化的发展，人们对机器人，尤其是智能机器人，以及将来可能出现的人工智能的关注度也越来越高，该文主要对智能机器人的发展史、现状以及技术原理进行简要介绍，并讨论了智能机器人的主要发展方向以及可能给未来社会带来的巨大影响。
关键词：机器人 人工智能 发展 应用
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0028-02
机器人从出现到智能化伴随着人类几次技术革命，智能机器人也逐渐由最开始的理论模型，开始融入社会各领域，对人类社会发展起到重大作用。在人类社会生产力发展中，人们通过不断创造新的工具，来延伸自身的肢体与组织，通过工具减轻自己的劳动负担。在这期间，人类替代生产劳动力的工具也由简单的生产工具，发展到代替人脑思考的“智能化”工具，显示出人类独特的智慧力量。作为高新技术的核心的智能技术，智能机器人能够将人工智能和人类智力更好的发挥出来，在将如今社会变得更加“智慧”的同时，也可能推动将来“智能革命”、“机器人革命”技术奇点的到来，最终迎来智能社会。
1 智能机器人定义及发展史
机器人，由联合国标准化机构使用的美国机器人协会的定义，它是一类“能够编程和具有各种功能的，能够用于运输材料、工具等的操作机；或是为完成各种工作而能够进行改变以及编程的专业系统”。也就是，机器人是一种凭借自身动力以及外界指令完成各项工作的一种机器。 其中，不同于只具有一般编程能力和操作功能的机器人，智能机器人特指具备感觉要素、运动要素、思考要素的智能化的机器人。
截止到目前，机器人技术的发展兴起情况能够分成三个时期。
第一代是能够编程示教再现型机器人，具有的特点是机器人可以依据提前编制好的程序实施不断的工作。
第二代机器人是拥有感触功能以及自变化型的离线编程机器人，具有的特点是能够依据工作时的具体情况变更作业内容，也就是人们说的“知觉判断机器人”。
第三代机器人即智能机器人，它具有非常多的传感器，可以把许多种传感器获取的信息实施综合分析，进而调节自己去应对复杂境，有着非常大的自适应能力以及学习能力。关于智能机器人的发展因为计算机技术、人工智能理论等的快速发展而得到了有力的促进，渐渐变为了机器人技术未来的主流发展趋势。
2 智能机器人技术原理
机器人技术是一种集中了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等各个学科而建立的高新技术，它包括了执行单元、驱动模块、检测模块、控制系统等部分。而如今，伴随着计算机、电子信息技术等高新技术的不断发展，机器人技术的研发速率越来越快，智能化水平也逐渐提升，在各个领悟中都得到了很广泛的应用。并且，机器人里面应用到的技术也越来越多，如多传感器信息融合、路径设定、机器人视觉、智能人机接口等。目前影响智能机器人性能的因素主要包括机器人的导航、定位、通讯、控制策略及体系结构等，发展前景很大的三大热门主题为：智能控制、路径规划和语音识别。
以语音识别为例，其目标是将输入的不知名的语音波形识别为正确的词、短语和句子。语音识别过程一般分为两步：第一步，按时间序列对语音信号进行特征分析，提取出反映语音信号特征的信息；第二步，进行模型匹配，将输入语音信息的特征矢量序列与识别器中原有的语音模型进行比较，并利用语法、语义等信息，得到最佳的识别效果。
3 智能机器人应用价值
从全球范围而言，因为国家的支持以及国防方面的需求，各国都不断的进行人力物力的大量投入，因此智能机器人在军事领域的研究与应用非常活跃，许多军用智能机器人都可以投入实战运用，比如侦察机器人、爆炸物处理机器人、步兵支援机器人等；通过对军用智能机器人的研究，民用服务机器人也随之迅速发展，美国、日本、德国、法国等国家的智能机器人水平都处于世界前列。以日本为例，日本一直比较重视民用智能机器人的发展，一般是在三个方面：首先是家务工作以及环境应用，指包括个人机器人在内的服务机器人及相关的家务劳动自动化机器人；二是生活支持应用，主要是用来帮助老年人以及残疾人；三是休闲、娱乐以及教育等方面。根据统计，在2000年日本个人机器人市场规模达到了250亿日元，而在2005年为1 750亿。
站在应用的角度来说，可以分为水下和陆地两大类。由于21世纪对于海洋开发的加快，近年来水下智能机器人得到了很大的发展，主要用于铺设电缆、海底资源勘探以及打捞等工作；而陆地机器人的划分就更加多样化了，智能机器人在农业、矿业、娱乐、体育、服务业和军事都有广泛的应用前景。试看以下例子。
（1）农业：耕耘作业机器人、割草机器人、消毒和喷洒农药机器人等。
（2）体育：教练机器人、各类比赛机器人等。
（3）娱乐：歌手机器人、乐队机器人、杂技机器人等。
（4）勘探：太空建设机器人、深海考察机器人、火星探测机器人、海底隧道建筑机器人、火山探测机器人等。
（5）医疗：康复机器人、手术机器人、护理机器人和疾病诊断机器人等。
（6）服务：清除太空垃圾机器人、消除海洋污染机器人、厨房机器人、机器人保姆等。
4 智能机器人在以后的发展方向
智能机器人是机器人发展中的一个十分重要的环节，拥有集体环境测定、动态决策和执行、行为掌控多种功能。要将智能机器人发展成为真正的人工智能，仍需一些领域的重大突破。如多传感器信息融合、基于神经系统的网络信息融合等，以提升机器人对复杂环境的感知与决策能力。
多传感器信息融合技术主要作用于协调综合分布在机器人不同部位、感应不同信息的传感器测量数据，加以综合，并消除不同传感器间出现的冗余和冲突，减少不确定的情况，最终达到对物体以及环境相符合的描述。这些环节的完成都依赖于一个可靠、准确的算法，以对信息进行科学的判断。多元信息为信息融合的加工目标，融合算法则属于它的重点内容。
人工神经网络是通过各个单元依据相应的拓扑结构彼此连接构成的一种能够实施计算的网络系统。人们研究人工神经系统的主要目的便是模拟人脑的信息处理机能，以达到制造人工智能的成效。因此，人工神经系统应表现出人脑具有的一些特性，主要有下列几点。
（1）信息科储存在不同区域，并且容量大，有着较强的容错性。
（2）能够对直接获得的网络信息实施并行处理。
（3）自主学习，自主组织的功能强。
（4）神经网络的行为属于很多神经元的一种集体行为，并非是一些单元的重复组合。
（5）神经元能够解决环境较为复杂，知识背景不清晰以及推理不确切的问题。
人工神经网络能够利用相应的算法进行学习，把传感器信息实施融合，进而得到有效的参数，也能够把知识规则变为数字形式，方便补充数据库；而且，因为不用建设科学合理的精确数学模型，对于各种环境情况有很强的适应性，也可对大规模数据进行快速处理，并且有很强的容错性。
5 结语
通过了解机器人的发展历史以及目前的情况，能够发现机器人技术正不断地向智能机器和智能系统的方向发展。然而在高速进步的同时，智能机器人的发展、人工智能的产生仍然面临许多技术难题，例如上文所提到的多传感器信息融合与人工神经网络。伴随着智能机器人的逐步完善，真正的人工智能也在逐步进入人们的生活，而如今所做的每一分努力都是这技术奇点来临前的垫脚石。
参考文献
[1] 刘姗姗.浅谈智能机器人对我们生活的影响[J].市场周刊：理论研究，2015（3）：114-116.
[2] 黄永安，熊蔡华，熊有伦.智能机器人与应用的现状与发展趋势[J].国际学术动态，2009（4）：38-39.
关键词：机器人 人工智能 发展 应用
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0028-02
机器人从出现到智能化伴随着人类几次技术革命，智能机器人也逐渐由最开始的理论模型，开始融入社会各领域，对人类社会发展起到重大作用。在人类社会生产力发展中，人们通过不断创造新的工具，来延伸自身的肢体与组织，通过工具减轻自己的劳动负担。在这期间，人类替代生产劳动力的工具也由简单的生产工具，发展到代替人脑思考的“智能化”工具，显示出人类独特的智慧力量。作为高新技术的核心的智能技术，智能机器人能够将人工智能和人类智力更好的发挥出来，在将如今社会变得更加“智慧”的同时，也可能推动将来“智能革命”、“机器人革命”技术奇点的到来，最终迎来智能社会。
1 智能机器人定义及发展史
机器人，由联合国标准化机构使用的美国机器人协会的定义，它是一类“能够编程和具有各种功能的，能够用于运输材料、工具等的操作机；或是为完成各种工作而能够进行改变以及编程的专业系统”。也就是，机器人是一种凭借自身动力以及外界指令完成各项工作的一种机器。 其中，不同于只具有一般编程能力和操作功能的机器人，智能机器人特指具备感觉要素、运动要素、思考要素的智能化的机器人。
截止到目前，机器人技术的发展兴起情况能够分成三个时期。
第一代是能够编程示教再现型机器人，具有的特点是机器人可以依据提前编制好的程序实施不断的工作。
第二代机器人是拥有感触功能以及自变化型的离线编程机器人，具有的特点是能够依据工作时的具体情况变更作业内容，也就是人们说的“知觉判断机器人”。
第三代机器人即智能机器人，它具有非常多的传感器，可以把许多种传感器获取的信息实施综合分析，进而调节自己去应对复杂境，有着非常大的自适应能力以及学习能力。关于智能机器人的发展因为计算机技术、人工智能理论等的快速发展而得到了有力的促进，渐渐变为了机器人技术未来的主流发展趋势。
2 智能机器人技术原理
机器人技术是一种集中了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等各个学科而建立的高新技术，它包括了执行单元、驱动模块、检测模块、控制系统等部分。而如今，伴随着计算机、电子信息技术等高新技术的不断发展，机器人技术的研发速率越来越快，智能化水平也逐渐提升，在各个领悟中都得到了很广泛的应用。并且，机器人里面应用到的技术也越来越多，如多传感器信息融合、路径设定、机器人视觉、智能人机接口等。目前影响智能机器人性能的因素主要包括机器人的导航、定位、通讯、控制策略及体系结构等，发展前景很大的三大热门主题为：智能控制、路径规划和语音识别。
以语音识别为例，其目标是将输入的不知名的语音波形识别为正确的词、短语和句子。语音识别过程一般分为两步：第一步，按时间序列对语音信号进行特征分析，提取出反映语音信号特征的信息；第二步，进行模型匹配，将输入语音信息的特征矢量序列与识别器中原有的语音模型进行比较，并利用语法、语义等信息，得到最佳的识别效果。
3 智能机器人应用价值
从全球范围而言，因为国家的支持以及国防方面的需求，各国都不断的进行人力物力的大量投入，因此智能机器人在军事领域的研究与应用非常活跃，许多军用智能机器人都可以投入实战运用，比如侦察机器人、爆炸物处理机器人、步兵支援机器人等；通过对军用智能机器人的研究，民用服务机器人也随之迅速发展，美国、日本、德国、法国等国家的智能机器人水平都处于世界前列。以日本为例，日本一直比较重视民用智能机器人的发展，一般是在三个方面：首先是家务工作以及环境应用，指包括个人机器人在内的服务机器人及相关的家务劳动自动化机器人；二是生活支持应用，主要是用来帮助老年人以及残疾人；三是休闲、娱乐以及教育等方面。根据统计，在2000年日本个人机器人市场规模达到了250亿日元，而在2005年为1 750亿。
站在应用的角度来说，可以分为水下和陆地两大类。由于21世纪对于海洋开发的加快，近年来水下智能机器人得到了很大的发展，主要用于铺设电缆、海底资源勘探以及打捞等工作；而陆地机器人的划分就更加多样化了，智能机器人在农业、矿业、娱乐、体育、服务业和军事都有广泛的应用前景。试看以下例子。
（1）农业：耕耘作业机器人、割草机器人、消毒和喷洒农药机器人等。
（2）体育：教练机器人、各类比赛机器人等。
（3）娱乐：歌手机器人、乐队机器人、杂技机器人等。
（4）勘探：太空建设机器人、深海考察机器人、火星探测机器人、海底隧道建筑机器人、火山探测机器人等。
（5）医疗：康复机器人、手术机器人、护理机器人和疾病诊断机器人等。
（6）服务：清除太空垃圾机器人、消除海洋污染机器人、厨房机器人、机器人保姆等。
4 智能机器人在以后的发展方向
智能机器人是机器人发展中的一个十分重要的环节，拥有集体环境测定、动态决策和执行、行为掌控多种功能。要将智能机器人发展成为真正的人工智能，仍需一些领域的重大突破。如多传感器信息融合、基于神经系统的网络信息融合等，以提升机器人对复杂环境的感知与决策能力。
多传感器信息融合技术主要作用于协调综合分布在机器人不同部位、感应不同信息的传感器测量数据，加以综合，并消除不同传感器间出现的冗余和冲突，减少不确定的情况，最终达到对物体以及环境相符合的描述。这些环节的完成都依赖于一个可靠、准确的算法，以对信息进行科学的判断。多元信息为信息融合的加工目标，融合算法则属于它的重点内容。
人工神经网络是通过各个单元依据相应的拓扑结构彼此连接构成的一种能够实施计算的网络系统。人们研究人工神经系统的主要目的便是模拟人脑的信息处理机能，以达到制造人工智能的成效。因此，人工神经系统应表现出人脑具有的一些特性，主要有下列几点。
（1）信息科储存在不同区域，并且容量大，有着较强的容错性。
（2）能够对直接获得的网络信息实施并行处理。
（3）自主学习，自主组织的功能强。
（4）神经网络的行为属于很多神经元的一种集体行为，并非是一些单元的重复组合。
（5）神经元能够解决环境较为复杂，知识背景不清晰以及推理不确切的问题。
人工神经网络能够利用相应的算法进行学习，把传感器信息实施融合，进而得到有效的参数，也能够把知识规则变为数字形式，方便补充数据库；而且，因为不用建设科学合理的精确数学模型，对于各种环境情况有很强的适应性，也可对大规模数据进行快速处理，并且有很强的容错性。
5 结语
通过了解机器人的发展历史以及目前的情况，能够发现机器人技术正不断地向智能机器和智能系统的方向发展。然而在高速进步的同时，智能机器人的发展、人工智能的产生仍然面临许多技术难题，例如上文所提到的多传感器信息融合与人工神经网络。伴随着智能机器人的逐步完善，真正的人工智能也在逐步进入人们的生活，而如今所做的每一分努力都是这技术奇点来临前的垫脚石。
参考文献
[1] 刘姗姗.浅谈智能机器人对我们生活的影响[J].市场周刊：理论研究，2015（3）：114-116.
[2] 黄永安，熊蔡华，熊有伦.智能机器人与应用的现状与发展趋势[J].国际学术动态，2009（4）：38-39.