一文看懂机械人技能的成长史_机械人_技巧
机器人并不是在大略意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机器装置,既有人对环境状态的快速反应和剖析判断能力,又有机器可永劫光持续事情、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非家当界的主要生产和做事性设备,也是前辈制造技能领域不可短缺的自动扮装备。
按照常日的方法,机器人按发展进程一样平常可分为三代:第一代的机器人是一种“遥控操作器”;第二代的机器人是一种按人事先编好的程序对机器人进行掌握,使其自动重复完成某种操作的办法;第三代机器人是智能机器人,它是利用通过各种传感器、丈量器等来获取环境的信息,然后利用智能技能进行识别、理解、推理并末了作出方案决策,能自主行动实现预定目标的高等机器人。
这种粗括的概述根本无法解释机器人技能发展的艰辛进程,而要想详细解释其进程就必须从各个国家的机器人发展提及,由于从整体角度看各个国家的机器人发展过程虽然相互联系但又是相互差异的,不同的历史背景、社会背景引发了不同的人们对机器人技能不同的意见,导致了不同的政策和结果,此结果又反过来影响人们的思想和社会历史的发展。
机器人的出身地在美国,1962年美国研制出世界上第一台工业机器人,经由30多年的发展,美国现已成为天下上的机器人强国之一,根本雄厚,技能前辈。综不雅观它的发展史,道路是曲折不平坦的。
由于美国政府从60年代到70年代中的十几年期间,并没有把工业机器人列入重点发展项目,只是在几所大学和少数公司开展了一些研究事情。对付企业来说,在只看到面前利益,政府又无财政支持的情形下,甘心错过良机,恪守在利用刚性自动化妆置上,也不愿冒着风险,去运用或制造机器人。加上当时美国失落业率高达6.65%,政府担心发展机器人会造成更多人失落业,因此不予投资,也不组织研制机器人,这不能不说是美国政府的计策决策缺点。70年代后期,美国政府和企业界虽有所重视,但在技能路线上仍把重点放在研究机器人软件及军事、宇宙、海洋、核工程等分外领域的高等机器人的开拓上,致使日本的工业机器人后来居上,并在工业生产的运用上及机器人制造业上很快超过了美国,产品在国际市场上形成了较强的竞争力。
进入80年代之后,美国才感到形势紧迫,政府和企业界才对机器人真正重视起来,政策上也有所表示,一方面鼓励工业界发展和运用机器人,另一方面订定操持、提高投资,增加机器人的研究经费,把机器人算作美国再次工业化的特色,使美国的机器人迅速发展。
80年代中后期,随着各大厂家运用机器人的技能日臻成熟,第一代机器人的技能性能越来越知足不了实际须要,美国开始生产带有视觉、力觉的第二代机器人,并很快盘踞了美国60%的机器人市场。
只管美国在机器人发展史上走过一条重视理论研究,忽略运用开拓研究的弯曲道路,但是美国的机器人技能在国际上仍一贯处于领先地位。其技能全面、前辈,适应性也很强。
一贯与美国相提并论的英国则发展迥然不同。虽然1967年英国 Hall Automation公司研制出自己的机器人RAMP。但70年代初期,由于英国政府科学研究委员会颁布了否定人工智能和机器人的Lighthall报告,对工业机器人实施了限定发展的严厉方法,因而机器人工业屁滚尿流,在西欧差不多居于末位。
但是,国际上机器人发达发展的形势很快使英政府意识到:机器人技能的掉队,导致其商品在国际市场上的竞争力大为低落。于是,从70年代末开始,英国政府转而采纳支持态度,实行并履行了一系列支持机器人发展的政策和方法,如广泛宣扬利用机器人的主要性、在财政上给购买机器人企业以补贴、积极促进机器人研究单位与企业联合等,使英国机器人开始了在生产领域广泛运用及大力研制的兴盛期间。
这解释新技能的发展是不以人的意志为转移的,谁顺应它努力发展它谁就能得到发展,而谁一味的闭关锁国排斥它限定它就会由于跟不上时期的发展而掉队。
相对英国的教训而言,法国由于很早就接管了人工智能技能并努力发展它,从而得到了很大的发展。法国不仅在机器人拥有量上居于天下前列,而且在机器人运用水平和运用范围上处于天下前辈水平。这紧张归功于法国政府一开始就比较重视机器人技能,特殊是把重点放在开展机器人的运用研究上。法国机器人的发展比较顺利,紧张缘故原由是通过政府大力支持的研究操持,建立起一个完全的科学技能体系。即由政府组织一些机器人根本技能方面的研究项目,而由工业界支持开展运用和开拓方面的事情,两者相辅相成,使机器人在法国企业界很快发展和遍及。
法国的邻国德国,其工业机器人的总数占天下第三位,仅次于日本和美国。但它比英国和瑞典引进机器人大约晚了五六年,其以是如此,是由于德国的机器人工业一起步,就碰着了海内经济不景气。但是德国的社会环境却是有利于机器人工业发展的。由于战役,导致劳动力短缺,以及国民技能水平高档成分都是实现利用机器人的有利条件。
到了70年代中后期,政府采取行政手段为机器人的推广开辟道路;在”改进劳动条件操持”中规定,对付一些有危险、有毒、有害的事情岗位,必须以机器人来代替普通人的劳动。这个操持为机器人的运用开拓了广泛的市场,并推动了工业机器人技能的发展。
日尔曼民族是一个重实际的民族,他们始终坚持技能运用和社会需求相结合的原则。除了像大多数国家一样,将机器人紧张运用在汽车工业之外,突出的一点是德国在纺织工业中用当代化生产技能改造原有企业,报废了旧机器,购买了当代化自动设备、电子打算机和机器人,使纺织工业本钱低落、质量提高,产品的花色品种更加适销对路。到1984年终于使这一被喻为”快塌台的行业”重新振兴起来。与此同时,德国看到了机器人等前辈自动化技能对工业生产的浸染,提出了1985年往后要向高等的、带觉得的智能型机器人转移的目标。经由近十年的努力,其智能机器人的研究和运用方面在世界上处于公认的领先地位。
与西方对立的前苏联(紧张是在俄罗斯)在机器人技能上也是很前辈的。前苏联从理论和实践上磋商机器人技能是从50年代后半期开始的。到了50年代后期开始了机器人样机的研究事情。1968年成功地试制出一台深水作业机器人。1971年研制出工厂用的万能机器人。
早在前苏联第九个五年操持(1970年一1975年)开始时,就把发展机器人列入国家科学技能发展纲领之中。到1975年,已研制出30个型号的120台机器人,经由20年的努力,前苏联的机器人在数量、质量水乎上均处于天下前各位置。国家有目的地把提高科学技能进步当作推动社会生产发展的手段,来安排机器人的研究制造;有关机器人的研究生产、运用、推广和提高事情,都由政府安排,有操持、按步骤地进行。
前苏联的技能虽然前辈,但实在施的是操持经济。操持经济的一个通病是分开市场,从而使其技能运用没有像其他西方成本主义国家那样涌现飞跃。而与此相对取得了巨大成功的则是我们隔壁——日本。
日本在60年代末正处于经济高度发展期间,年增长率达11%。第二次天下大战后,日本的劳动力本来就紧张,而高速率的经济发展更加剧了劳动力严重不敷的困难。为此,日本在1967年由川崎重工业公司从美国Unimation公司引进机器人及其技能,建立起生产车间,并于1968年试制出第一台川崎的“尤尼曼特”机器人。
正是由于日本当时劳动力显著不敷,机器人在企业里受到了“救世主”般的欢迎。日本政府一方面在经济上采纳了积极的扶植政策,鼓励发展和推广运用机器人,从而更进一步引发了企业家从事机器人家当的积极性。尤其是政府对中、小企业的一系列经济优惠政策,如由政府银行供应优惠的低息资金,鼓励集资成立“机器人长期租赁公司”,公司出资购入机器人后长期租给用户,利用者每月只需付较低廉的租金,大大减轻了企业购入机器人所需的资金包袱;政府把由打算机掌握的示教再现型机器人作为特殊折扣优待产品,企业除享受新设备常日的40%折扣优待外,还可再享受 13%的价格补贴。另一方面,国家出资对小企业进行运用机器人的专门知识和技能辅导等等。这一系列扶植政策,使日本机器人家当迅速发展起来,经由短短的十几年,到80年代中期,已一跃而为“机器人王国”,其机器人的产量和安装的台数在国际上跃居首位。
按照日同族当机器人工业会常务理事米本完二的说法:“日本机器人的发展经由了60年代的摇篮期,70年代的实用期,到80年代进人遍及提高期。”并正式把1980年定为“家当机器人的遍及元年”,开始在各个领域内广泛推广利用机器人。
日本政府和企业充分信赖机器人,大胆利用机器人。机器人也没有辜负人们的期望,它在办理劳动力不敷、提高生产率、改进产品质量和降落生产本钱方面,发挥着越来越显著的浸染,成为日本保持经济增长速率和产品竞争能力的一支不可短缺的军队。
日本在汽车、电子行业大量利用机器人生产,使日本汽车及电子产品产量猛增,质量日益提高,而制造本钱则大为降落。从而使日本生产的汽车能够以价廉的绝对上风进军号称“汽车王国”的美国市场,并且向机器人出身国出口日本产的实用型机器人。此时,日本价廉物美的家用电器产品也充斥了美国市场……这使“山姆大叔”后悔不已。日本由于制造、利用机器人,增大了国力,得到了巨大的好处,迫使美、英、法等许多国家不得不采纳方法,奋起直追。日本在八、九十年代被称为天下工厂,个中机器人技能功不可没。
随着改革开放我国也进入了经济高速发展的时期,但我们必须清楚现在我国的产品之以是能有竞争力是由于我国廉价的劳动力,但廉价的劳动力并不能办理统统,公民生活水平的提高一定带来人为的提高,这是一个一定的趋势,如果我们一味只知道“剥削”工人而不是发展新科技新技能以提高劳动能力,则不久的将来我国的劳动力资源就会枯竭,经济就会结束,还有可能像日本本日那样经济倒退。以是我国必须着眼于未来重视机器人技能的发展。
现在国内外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:
1.工业机器人性能不断提高(高速率、高精度、高可靠性、便于操作和维修),单机价格不断低落。
2.机器构造向模块化、可重构化发展。例如枢纽关头模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由枢纽关头模块、连杆模块用重组办法布局机器人整机。
3.工业机器人掌握系统向基于PC机的开放型掌握器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,掌握柜日见小巧,且采取模块化构造;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
4.机器人中的传感器浸染日益主要,除采取传统的位置、速率、加速度等传感器外,装置、焊接机器人还运用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采取视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的领悟技能来进行环境建模及决策掌握;多传感器领悟配置技能在产品化系统中已有成熟运用。
5.虚拟现实技能在机器人中的浸染已从仿真、预演发展到用于过程掌握,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的觉得来操纵机器人。
6.当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统,而是致力于操作者与机器人的人机交互掌握,即遥控加局部自主系统构成完全的监控遥控操作系统,使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人便是这种系统成功运用的最著名实例。
我国的智能机器人和特种机器人在“863”操持的支持下,也取得了不少成果。个中最为突出的是水下机器人,6000米水下无缆机器人的成果居天下领先水平,还开拓出直接遥控机器人、双臂折衷掌握机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种;在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等根本技能的开拓运用上开展了不少事情,有了一定的发展根本。但是在多传感器信息领悟掌握技能、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装置机器人、机器人化机器等的开拓运用方面则刚刚起步,与国外前辈水平差距较大,须要在原有成绩的根本上,有重点地系统攻关,才能形成系统配套可供实用的技能和产品。
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