智能機(jī)器人作為一種包含相當(dāng)多學(xué)科知識的技術(shù),幾乎是伴隨著人工智能所產(chǎn)生的，我們從廣泛意義上理解所謂的智能機(jī)器人，它給人的最深刻的印象是一個(gè)獨(dú)特的進(jìn)行自我控制的“活物”。其實(shí)，這個(gè)自控“活物”的主要器官并沒有像真正的人那樣微妙而復(fù)雜，智能機(jī)器人具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器，聽覺、觸覺、嗅覺。

除具有感受器外，它還有效應(yīng)器，作為作用于周圍環(huán)境的手段，這就是筋肉，或稱自整步電動(dòng)機(jī)，它們使手、腳、長鼻子、觸角等動(dòng)起來。智能機(jī)器人之所以叫智能機(jī)器人，這是因?yàn)樗邢喈?dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”。在腦中起作用的是中央計(jì)算機(jī)，這種計(jì)算機(jī)跟操作它的人有直接的聯(lián)系。最主要的是，這樣的計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行按目的安排的動(dòng)作。通過計(jì)算機(jī)操作，智能機(jī)器人可以執(zhí)行一些以前無法完成的命令，還可以在有害環(huán)境中代替人從事危險(xiǎn)工作、上天下海、戰(zhàn)場作業(yè)等方面大顯身手。

智能機(jī)器人的未來發(fā)展

智能機(jī)器人的開發(fā)研究取得了舉世矚目的成果。一些科學(xué)家認(rèn)為，正如宇宙學(xué)上存在著一個(gè)讓所有物理定律都失效的“奇點(diǎn)”一樣，信息技術(shù)也正朝著“超人類智能”的奇點(diǎn)邁進(jìn)。計(jì)算機(jī)科學(xué)家雷蒙德·庫茲韋爾相信，這個(gè)信息奇點(diǎn)即將到來，那時(shí)，人工智能將超越人腦，人類的意義將徹底改變;那時(shí)人將“不人”，而是與機(jī)器融合，成為“超級人類”。那么,未來智能機(jī)器人技術(shù)將如何發(fā)展呢?

(1)人工智能技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用

一般的工業(yè)機(jī)器人的控制器,本質(zhì)是一個(gè)數(shù)值計(jì)算系統(tǒng)。如若把人工智能系統(tǒng)(如專家系統(tǒng))直接加到機(jī)器人控制器的頂層,能否得到一個(gè)很好的智能控制器?其實(shí)并不那么容易。因?yàn)榉柼幚砼c數(shù)值計(jì)算,在知識表示的抽象層次以及時(shí)間尺度上的重大差距,把兩個(gè)系統(tǒng)直接結(jié)合起來,相互之間將存在通信和交互的問題,這就是組織智能控制系統(tǒng)的困難所在。

由于這些困難,要把人工智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)器人控制器直接結(jié)合起來就很難建立實(shí)時(shí)性和適應(yīng)性很好的系統(tǒng)，為了解決機(jī)器人的智能化,組成智能機(jī)器人系統(tǒng),研究者們將面臨許多困難且需要做長期努力。

(2)操作器

工業(yè)機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)制造已趨于成熟,因此在智能機(jī)器人操作器方面的研究,人們的興趣主要集中在各種具有柔性和靈巧性的手爪和手臂上。機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)要適應(yīng)智能機(jī)器人高速、重載、高精度和輕質(zhì)的發(fā)展趨勢。目前,要讓機(jī)器人作業(yè)一個(gè)小時(shí),其軟件編制需要60個(gè)小時(shí),費(fèi)時(shí)又費(fèi)工。改善這種狀況,需要從軟件和硬件兩方面著手，如多指多關(guān)節(jié)靈巧手是一種模擬人的通用手,它能比較逼真地記錄和再現(xiàn)人手的熟練動(dòng)作,受到研究者的青睞。由于它涉及到操作力學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、基于傳感器的控制、傳感器融和等方面的問題,研制的難度很大,因此到目前為止,還沒有一種成熟的產(chǎn)品投放市場。

(3)移動(dòng)技術(shù)

移動(dòng)功能是智能機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人顯著的區(qū)別之一。附加了移動(dòng)功能之后,機(jī)器人的作業(yè)范圍大幅度增加,從而使移動(dòng)機(jī)器人的概念也從陸地拓展到水下和空中。近幾年來,在歐美國家的機(jī)器人研究計(jì)劃中,移動(dòng)技術(shù)占有重要的位置。另一個(gè)傾向則是移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制與視覺的結(jié)合日益密切。這種傾向在美國ALV項(xiàng)目中已初見端倪,最近則越過了靜態(tài)圖像識別的框框,進(jìn)入主動(dòng)視覺和主動(dòng)傳感的階段。顯然,智能機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中自主移動(dòng)或在遙控條件下移動(dòng),視覺-傳感器-驅(qū)動(dòng)器的協(xié)調(diào)控制不可缺少。

(4)動(dòng)力源和驅(qū)動(dòng)器

智能機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性要求動(dòng)力源輕、小、出力大。而現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人無一例外地拖著“辮子”。智能機(jī)器人性能指標(biāo)的改進(jìn)是無止境的,對驅(qū)動(dòng)器的要求也越來越高。什么是客觀的衡量標(biāo)準(zhǔn)呢?一個(gè)容易接受的辦法就是把它與人的體能加以比較。從這個(gè)角度來看,智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)技術(shù)目前差距還相當(dāng)大，有待改進(jìn)。

(5)仿生機(jī)構(gòu)

智能機(jī)器人的生命在創(chuàng)新,開展仿生機(jī)構(gòu)的研究,可以從生體機(jī)構(gòu)、移動(dòng)模式、運(yùn)動(dòng)機(jī)理、能量分配、信息處理與綜合,以及感知和認(rèn)知等方面多層次得到啟發(fā)。目前,以驅(qū)體為構(gòu)件的蛇形移動(dòng)機(jī)構(gòu)、人工肌肉、象鼻柔性臂、人造關(guān)節(jié)、假肢、多肢體動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)等等受到人們的關(guān)注。仿生機(jī)構(gòu)的自由度往往比較多,建立數(shù)學(xué)模型以及基于數(shù)學(xué)模型的控制比較復(fù)雜,借助傳感器獲取信息加以簡化可能是一條出路。

智能機(jī)器人在當(dāng)今社會變得越來越重要，越來越多的領(lǐng)域和崗位都需要智能機(jī)器人參與、這使得智能機(jī)器人的研究也越來越頻繁。雖然我們現(xiàn)在仍很難在生活中見到智能機(jī)器人的影子。但在不久的將來，隨著智能機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟。隨著眾多科研人員的不懈努力，智能機(jī)器人必將走進(jìn)千家萬戶。

人工智能先驅(qū)、未來學(xué)家雷·科茲威爾預(yù)言：到了2020年，我們將成功通過逆向工程制造出人腦。2030年末，計(jì)算機(jī)智能將趕上人類。2045年，人工智能會掌管全球科技發(fā)展。至此之后，人工智能的摩爾定律被打破，科技將呈現(xiàn)爆炸式發(fā)展。人類文明已經(jīng)被人工智能所掌握，2045年以后的科技發(fā)展，已經(jīng)無法被精確預(yù)測了。