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人工智能机器人有哪些分类?

作者郑可乐 文章浏览量: 166 次

12月 20, 2021

机器人技术的发展是国家高科技水平和工业自动化的重要标志和体现。机器人在当前的生产和生活中得到了越来越广泛的应用,并在取代人们方面发挥着越来越重要的作用。

随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,机器人技术的发展越来越快,智能越来越高,应用范围也大大扩大。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等领域,机器人具有广阔的发展空间和应用前景。机器人正朝着智能化和多样化的方向发展。

一、人工智能机器人的定义

人工智能机器人之所以被称为人工智能机器人,是因为它有一个相当发达的大脑。中央处理器在大脑中起作用,直接关系到操作它的人。最重要的是,这样的计算机可以根据目的进行动作。正因为如此,我们才说这种机器人才是真正的机器人,尽管它们的外观可能不同。

从广义上说,理解所谓的智能机器人给人的印象最深的是一个独特的自我控制的活物。事实上,这种自我控制活物的主要器官并不像真正的人那样微妙和复杂。智能机器人有各种内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉和嗅觉。除了感觉器,它还有一个效应器作为作用于周围环境的手段。这是筋肉,或自整步电机,它们移动手、脚、长鼻子和触角。

二、人工智能机器人的主要要素

1.感觉元素用于了解周围环境;感觉元素包括能感知视觉、接近、距离等的非接触传感器和能感知、压觉、触觉等的接触传感器。这些元素本质上相当于人的眼睛、鼻子、耳朵等面部特征。它们的功能可以通过摄像头、图像传感器、超声波传输器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元件来实现。

2.运动元素对外界做出反应性动作;对于运动元素,智能机器人需要一个无轨移动机构来适应不同的地理环境,如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等。它们的功能可以通过轮子、履带、脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中,应实时控制移动机构,不仅包括位置控制,还包括强度控制、位置和强度混合控制、伸缩率控制等。

3.思考要素,根据感觉要素获得的信息,思考采取什么样的行动。智能机器人的思维要素是三个要素中的关键,也是人们赋予机器人的必要要素。思维要素包括判断、逻辑分析、理解等智力活动。这些智力活动本质上是一个信息处理过程,而计算机是完成这个处理过程的主要手段。

三、智能机器人关键技术

1.多传感器信息。

多传感器信息集成技术是近年来非常受欢迎的研究课题。它结合了控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计学,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了技术解决方案。

2.导航和定位。

在机器人系统中,自主导航是机器人研究领域的核心技术和重点和难点问题。

3.路径规划。

路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最佳路径规划是根据某一或某些优化标准(如最低工作成本、最短行走路线、最短行走时间等),在机器人工作空间中找到从起始状态到目标状态的最佳路径。它可以避免障碍物。

4.机器人视觉。

视觉系统是独立机器人的重要组成部分,通常由相机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像采集、图像处理和分析、输出和显示,其核心任务是特征提取、图像分割和图像识别。

5.智能控制。

随着智能机器人技术的发展,传统的控制理论暴露了无法准确分析建模的物理对象和信息不足的病态过程的缺点。近年来,许多学者提出了不同的机器人智能控制系统。

6.人机接口技术。

智能机器人的研究目标并不是完全取代人。目前,复杂的智能机器人系统很难仅仅依靠计算机来控制。即使可以,由于缺乏对环境的适应性,也不实用。智能机器人系统不能完全排斥人的作用,而是需要人机协调来实现系统控制。因此,良好的人机接口设计已成为智能机器人研究的关键问题之一。

四、智能机器人的主要分类

1.根据功能对智能机器人进行分类。

(1).传感机器人。

还有外部控制机器人。机器人本体上没有智能单元,只有执行机构和感应机构。具有利用传感信息(包括视觉、听觉、触觉、接近感、力感、红外、超声、激光等)处理传感信息的能力。)实现控制和操作。受外部计算机控制,目前机器人世界杯小组比赛使用的机器人就是这种类型。

(2).独立机器人。

设计制造后,机器人可以在各种环境下自动完成各种拟人化任务,无需人为干预。独立机器人的本体具有感知、处理、决策、执行等模块,可以像独立的人一样独立移动和处理问题。许多国家非常重视独立移动机器人的研究。自20世纪60年代初以来,智能机器人的研究经过几十年的发展。目前,基于感觉控制的智能机器人(又称第二代机器人)已达到实际应用阶段,基于知识控制的智能机器人(又称独立机器人或下一代机器人)也取得了很大进展,开发了各种原型。

(3).交互式机器人。

机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人机对话,实现对机器人的控制和操作。虽然它具有一些处理和决策功能,可以独立实现一些功能,如轨迹规划。简单的避障功能,但也受到外部控制。

2.按智能程度分类。

(1)工业机器人。

我们只能按照人们规定的程序严格工作。无论外部条件如何变化,我们都不能相应地调整程序,即所做的工作。如果你想改变机器人所做的工作,人们必须相应地改变程序,所以它是不智能的。

(2).初级智能机器人。

它有像人一样的感觉、识别、推理和判断能力。程序可以根据外部条件的变化在一定范围内进行修改,即可以适应外部条件的变化,并对自己进行相应的调整。然而,修改程序的原则是由人们提前规定的。这种初级智能机器人具有一定的智能性。

(3)高级智能机器人。

感觉、识别、推理和判断能力也可以根据外部条件的变化在一定范围内修改程序。不同之处在于,修改程序的原则不是由人规定的,而是机器人通过学习和总结经验来获得修改程序的原则。因此,它的智能高于初级智能机器人。这种机器人具有一定的自动规划能力,能够安排自己的工作。这种机器人可以完全独立地工作,而无需照顾。因此,它被称为先进的自律机器人。这种机器人也开始变得实用。

五、智能机器人的主要类型

1.工业生产机器人。

现阶段,机器更换的概念越来越受到生产和加工企业的青睐。工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置组成。它是一种仿人操作、自动控制和可重复编程的机电一体化自动化生产设备,可以在三维空间内完成各种操作。特别适用于多品种、批量灵活生产。它在稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件、快速更新产品等方面发挥着非常重要的作用。机器人不是一种拟人化的电子机械装置,它简单地取代了人工劳动,而是一种集人工和机器专业于一体的拟人化电子机械装置。它不仅具有快速反应、分析和判断环境状态的能力,而且具有机器长期工作、精度高、抗恶劣环境的能力。从某种意义上说,它也是机器进化过程的产物,是工业和非工业的重要生产和服务设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

2.日本计划在特殊灾害现场使用机器人。

该技术主要针对核电站事故、NBC(核、生物、化学)恐怖袭击等。远程控制机器人配备轮带,可通过砾石测量现场周围的辐射、细菌、化学物质、有毒气体和其他条件,并将数据传输到指挥中心。指挥官可以根据数据选择污染较少的进入路线。现场人员将携带测量辐射、呼吸、心跳、体温和其他数据的机器进行活动。这些数据将立即传输到指挥中心,一旦发现中暑或测量精神压力的风险。当发现高风险时,可立即指挥撤退。

3.医用胶囊内镜机器人。

与普通胶囊形状相同的胶囊内镜机器人采用了世界上第一个遥控胶囊内镜控制系统。通过该系统,医生可以通过软件控制胶囊机器人在胃中的运动,改变胶囊的姿势,并从需要的角度关注病变,从而达到全面观察胃粘膜和诊断的目的。在此过程中,图像被无线传输到便携式记录器。数据导出后,可以继续回放,以提高诊断的准确性。与传统胃镜检查相比,它具有数据采集更准确、完全无痛、一次性使用无交叉感染等优点。截至目前,共有321名患者志愿同意并参与磁控胶囊内镜的临床研究。通过对研究结果的初步分析,证明了遥控胶囊内镜系统的安全性,诊断准确率达到92.8%,对提高消化道健康检查和消化道早期疾病发现的比例,降低恶性消化道疾病的晚期发病率具有重要意义。

4.达芬奇高清三维成像机器人。

达芬奇机器人的全称是达芬奇高清三维成像机器人手术系统。达芬奇手术机器人是世界上应用最广泛的最先进的微创手术系统,适用于普通外科、泌尿外科、心血管外科、胸外科、妇科、面部特征科、儿科手术等微创手术。这是世界上唯一一个经FDA批准的智能内窥镜微创手术系统。自2000年以来,它一直投入到临床应用中,2006年由北京解放军总医院引进。500多年前,达芬奇设计了机器人的原型。

有三个组成部分:

1、根据人体工程学设计的医生操作系统;

2、由三个设备臂和一个镜头臂组成的四臂床机械臂系统;

3、高清三维视频成像系统。

5.阿尔法智能人形机器人。

2014年9月下旬,一场在北京工人体育馆举行的足球比赛让一对机器人球迷走红,他们也有一个独特的名字,那就是阿尔法。它是深圳友谊科技有限公司开发的机器人产品之一。公司内部称之为阿尔法,具有编辑动作等智能扩展学习能力。它是一个真正的智能机器人。

今年年初,江西图书馆的两个机器人因为抢粉丝吵架的视频在网上真的很受欢迎。两个可爱的小家伙说相声一般幽默的吵架方式让大家都笑了。他们很开心。当争吵兴起时,他们甚至准备找馆长来评判。

严格地说,这种机器人不能被认为是智能机器人,也许被称为仿生机器人更合适,因为它只是模仿人类的语言。动作和习惯,帮助人们完成简单要求的任务,但随着智能技术的快速发展和进步,有一天,他们可能会逐渐更接近,甚至超过人类的认知水平,有深度学习和自动模仿能力。

未来,这两个小家伙肯定会成长为哆啦a梦这样的机器人。他们可能有性别差异,甚至超越人类的能力。同时,他们也有人类的情感。性格和缺点会越来越像人类。

总结:
人工智能机器人是多学科交叉的产物,集运动与动力学、机械设计与制造、计算机硬件与软件、控制与传感器、模式识别与人工智能等学科于一体。同时,它也是一种典型的自动化机器,是一种特殊的自动化机器。数控机器的扩展和发展。目前,社会需求和技术进步对机器人向智能化发展提出了新的要求。

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