2022年簡述機器人技術及其在日常生活中的應用和發(fā)展趨勢

簡述機器人技術及其在日常生活中的應用和發(fā)展趨勢 從機器人誕生到現在，機器人技術經歷了一個長期緩慢的發(fā)展過程。隨著計算機技術、微電子技術、網絡技術等的快速發(fā)展，機器人技術也得到了飛速發(fā)展。除了工業(yè)機器人水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的先進機器人系統(tǒng)也有了長足的進展。機器人技術代表了機電一體化技術的最高研究成果，涉及機械工程、電子技術、計算機技術、自動控制理論及人工智能等多門學科，是當代科學技術發(fā)展最活躍的領域之一。機器人的研究、制造和應用程度，是一個國家或公司科技水平和經濟實力的象征。目前，國際上許多大公司都在競相研制各類先進機器人，向人們展示其實力。機器人是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產物。在工業(yè)、醫(yī)學、農業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領域中均有重要用途。一、機器人發(fā)展背景第一代：60年代初，美國Unination公司成功研制第一臺數控機械手，它是具有記憶存儲能力的示教再現式機器人。第二代：70年代，出現了具有感覺傳感器的機器人，具有一定的自適應能力。 第三代：80年代，具有智能功能的機器人，具有靈活的思維功能。到了本世紀，隨著計算機技術、微電子技術、網絡技術等的快速發(fā)展，機器人技術也得到了飛速發(fā)展。除了工業(yè)機器人水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的先進機器人系統(tǒng)也有了長足的進展。2 機器人基本組成 機器人一般由執(zhí)行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復雜機械等組成。 執(zhí)行機構即機器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機構，其中的運動副（轉動副或移動副）常稱為關節(jié)，關節(jié)個數通常即為機器人的自由度數。出于擬人化的考慮，常將機器人本體的有關部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部（夾持器或末端執(zhí)行器）和行走部（對于移動機器人）等。驅動裝置是驅使執(zhí)行機構運動的機構，按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號，借助于動力元件使機器人進行動作。它輸入的是電信號，輸出的是線、角位移量。機器人使用的驅動裝置主要是電力驅動裝置，此外也有采用液壓、氣動等驅動裝置。 檢測裝置的作用是實時檢測機器人的運動及工作情況，根據需要反饋給控制系統(tǒng)，與設定信息進行比較后，對執(zhí)行機構進行調整，以保證機器人的動作符合預定的要求?？刂葡到y(tǒng)有兩種方式。一種是集中式控制，即機器人的全部控制由一臺微型計算機完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機來分擔機器人的控制。根據作業(yè)任務要求的不同，機器人的控制方式又可分為點位控制、連續(xù)軌跡控制和力（力矩）控制。 三、機器人技術走進生活數字化家庭是未來智能小區(qū)系統(tǒng)的基本單元。所謂“數字化家庭”就是基于家庭內部提供覆蓋整個家庭的智能化服務，包括數據通信、家庭娛樂和信息家電控制功能。 下面介紹幾種機器人技術及其在數字化家庭中的應用。1 智能機器人的多傳感器系統(tǒng) 機器人智能技術中最為重要的相關領域是機器人的多感覺系統(tǒng)和多傳感信息的集成與融合，統(tǒng)稱為智能系統(tǒng)的硬件和軟件部分。視覺、聽覺、力覺、觸覺等外部傳感器和機器人各關節(jié)的內部傳感器信息融合使用，可使機器人完成實時圖像傳輸、語音識別、景物辨別、定位、自動避障、目標物探測等重要功能；給機器人加上相關的醫(yī)療模塊和專用醫(yī)療傳感器部件，再加上醫(yī)療專家系統(tǒng)就可以實現醫(yī)療保健和遠程醫(yī)療監(jiān)護功能。2 智能機器人控制系統(tǒng) 機器人控制系統(tǒng)包含兩部分：一是上位機，一般采用pc，它完成機器人的運動軌跡規(guī)劃、傳感器信息融合控制算法、視覺處理、人機接口及遠程處理等任務；二是下位機，一般采用多單片機系統(tǒng)或dsp等作為控制器的核心部件，完成電機伺服控制、反饋處理、圖像處理、語音識別和通信接口等功能。 如果采用多單片機系統(tǒng)作為下位機，每個處理器完成單一任務，通過信息交換和相互協(xié)調完成總體系統(tǒng)功能，但其在信號處理能力上明顯有所欠缺。由于dsp擅長對信號的處理，而且對此智能機器人來說經常需要信號處理、圖像處理和語音識別，所以采用dsp作為智能機器人控制系統(tǒng)的控制器。 3機器人視覺與視頻信號的傳輸 機器人采集的視頻信號有2種作用：提供機器人視覺；將采集到的家庭成員的靜態(tài)圖像和動態(tài)畫面?zhèn)鹘o遠程醫(yī)療中心。 機器人視覺的作用是從3維環(huán)境圖像中獲得所需的信息并構造出環(huán)境對象的明確而有意義的描述。視覺包括3個過程： (1)圖像獲取。通過視覺傳感器將3維環(huán)境圖像轉換為電信號。 (2)圖像處理。圖像到圖像的變換，如特征提取。 (3)圖像理解。在處理的基礎上給出環(huán)境描述。 通過視頻信號的傳輸，遠程醫(yī)療中心的醫(yī)生可以實時了解家庭成員的身體狀況和精神狀態(tài)。智能機器人根據醫(yī)生的需要捕捉適合醫(yī)療保健和診斷需求的圖像，有選擇地傳輸高分辨率和低分辨率的圖像。智能機器人對于數字化家庭的醫(yī)療保健可以提供如下的服務： (1)醫(yī)療監(jiān)護 通過集成有藍牙模塊的醫(yī)療傳感器對家庭成員的主要生理參數如心電、血壓、體溫、呼吸和血氧飽和度等進行實時檢測，通過機器人的處理系統(tǒng)提供本地結果。 (2)遠程診斷和會診 通過機器人的視覺和聽覺等感覺功能，將采集的視頻、音頻等數據結合各項生理參數數據傳給遠程醫(yī)療中心，由醫(yī)療中心的專家進行遠程監(jiān)控，結合醫(yī)療專家系統(tǒng)對家庭成員的健康狀況進行會診，即提供望(視頻)、聞、問(音頻)、切(各項生理參數)的服務。在醫(yī)療保健的過程中，對于圖像傳送有2種不同條件的需求： (1)醫(yī)生觀察家庭成員的皮膚、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的顏色時，需要傳送靜態(tài)高清晰度彩色圖像；采用的方法是間隔一段時間(例如5分鐘)傳送1幅高清晰度靜態(tài)圖像。 (2)醫(yī)生借助動態(tài)畫面查看家庭成員的身體移動能力時，可以傳送分辨率較低和尺寸較小的圖像，采用的方法是進行合理的壓縮和恢復以保證實時性。4機器人聽覺與音頻信號的傳輸 機器人采集的音頻信號也有2種作用：一是提供機器人聽覺；二是借助于音頻信號，家庭成員可以和醫(yī)生進行溝通，醫(yī)生可以了解家庭成員的健康狀況和心態(tài)。音頻信號的傳輸為醫(yī)生對家庭成員進行醫(yī)療保健提供了語言交流的途徑。 機器人聽覺是語音識別技術，醫(yī)療保健智能機器人帶有各種聲交互系統(tǒng)，能夠按照家庭成員的命令進行醫(yī)療測試和監(jiān)護，還可以按照家庭成員的命令做家務、控制數字化家電和照看病人等。 聲音的獲取采用多個立體麥克風。由于聲音的頻率范圍大約是300hz一3400hz，過高或過低頻率的聲音在一般情況下是不需要傳輸的，所以只用傳送頻率范圍在1000hz-3000hz的聲音，醫(yī)生和家庭成員就可以進行正常的交流，從而可以降低傳輸音頻信號所占用的帶寬，再采用合適的通信音頻壓縮協(xié)議即可滿足實時音頻的要求。四、總結 可以想象在不遠的將來，隨著我國經濟社會的發(fā)展，人口增長減緩，出生率下降以及老齡化不斷加劇，社會勞動力資源將會成為一個極其寶貴的資源，到那時也許機器人才會真正的全面的深入到社會的各個領域，成為社會不可或缺的一部分。由于機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動，所以它具有很高的發(fā)展?jié)摿?。它的任務是協(xié)助或取代人類工作的工作。例如用于軍事武器、工業(yè)生產等等、或是代替人干危險作業(yè)。不論是軍事、工業(yè)、家庭，從發(fā)展的眼光看，今后人類社會對機器人的依賴是將越來越大。關于用于民用工業(yè)用機器人，有自動焊接機器人，水下探險、噴涂、各種自動生產線、醫(yī)用機器人還可進行高難度手術等等。發(fā)展空間非常大?？傊畽C器人是引領未來的高科技的產品，發(fā)展空間巨大。未來將是機器人的時代！ 以上是我再學習了本學期的機器人導論以及查詢相關資料后的一些想法和觀點，通過對這門課的學習，了解和掌握了許多知識，同時也對機器人有利一個大概的認識增加了自己的認知水平，開闊了自己的視野！精品 Word 可修改 歡迎下載 親愛的用戶：春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，感謝你的閱讀。1、只要朝著一個方向努力，一切都會變得得心應手。21.4.274.27.202120:4520:45:544月-2120:452、心不清則無以見道，志不確則無以定功。二二一二二一年四月二十七日2021年4月27日星期二3、有勇氣承擔命運這才是英雄好漢。20:454.27.202120:454.27.202120:4520:45:544.27.202120:454.27.20214、與肝膽人共事，無字句處讀書。4.27.20214.27.202120:4520:4520:45:5420:45:545、閱讀使人充實，會談使人敏捷，寫作使人精確。星期二, 四月 27, 2021四月 21星期二, 四月 27, 20214/27/20216、最大的驕傲于最大的自卑都表示心靈的最軟弱無力。8時45分8時45分27-4月-214.27.20217、自知之明是最難得的知識。21.4.2721.4.2721.4.27。2021年4月27日星期二二二一二二一年四月二十七日8、勇氣通往天堂，怯懦通往地獄。20:4520:45:544.27.2021星期二, 四月 27, 2021