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机器人 :研究未来世界从此开始

导读: 随着机器人技术在全世界的发展,很多人开始在与机器人相关的领域工作,一些特有的附属专业得到了发展。首先最大的分化是进行机械臂工作的人和视觉系统工作的人。早期,视觉系统在给出机器人周围环境的信息方面看起来比其他方法更有前途。

  随着机器人技术在全世界的发展,很多人开始在与机器人相关的领域工作,一些特有的附属专业得到了发展。首先最大的分化是进行机械臂工作的人和视觉系统工作的人。早期,视觉系统在给出机器人周围环境的信息方面看起来比其他方法更有前途。

  视觉系统是通过摄像机来捕获周围物体的图片,然后使用计算机算法对图像进行分析,从而推断出物体的位置、方位和其他特性。图像系统最初的成功在于解决定位障碍物问题、解决物体操作问题和读取装配工程图。人们感到视觉用于与工厂自动化和太空探索有关的机器人系统中具有很大潜力。这致使人们开始研究可以通过视觉系统识别机器零件(特别对于部分封闭的零件,发生在所谓的“拾箱”问题中)和形状不规则的碎石的软件。

  在“看”和移动物体的能力被建立以后,下一个合理的需要就是让机器人做一系列事件的规划、去完成一项复杂的任务。这使得规划的发展成为机器人技术非常重要的分支。在固定的环境中制定固定的计划相对来说是很直接的。然而,在机器人技术中,面临的挑战之一就是,由于误差或者未计划的事件,环境发生了未预料到的变化,此时,机器人会发现环境的变化并且修改自身的行动。

  视觉系统对于导航、物体定位和确定它们之间的相对位置与方位非常有用。然而,当在具有环境约束力的地方,对于装配零件或者与其他机器人一起工作,只有视觉系统通常是不够的。因而产生了一种需求:对环境施加到机器人上的力和力矩进行测量,并利用测量结果来控制机器人的行动。多年以来,力控制操作成为了斯坦福人工智能实验室和遍布世界的其他几个实验室的主要研究课题之一。力控制在工业实践中的使用始终落后于该领域的研究发展。这是由于尽管高级的力控制系统对于通用的操作问题非常有效,但限制非常苛刻的工业环境的特殊问题经常只能在有限的力控制甚至没有力控制时解决。

  今天有大量的、不同的以机器人为主题的专门性研究,其中有一些是经典的工程学科领域,如运动学、动力学、控制学、机器设计、拓扑学和轨迹规划。每一个学科在研究机器人技术之前都已经走过了一段漫长的路程,而为了发展机器人系统和应用,每一个学科已成为深入研究机器人技术的一个方面。

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