1.1 机器人的定义与内涵
国标准化组织将机器人定义为一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手有几个轴,能够借助可编程程序来处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行各种任务。
智能机器人是在传统机器人的基础上,在感知、决策、效应等方面进行全面提升,并且在行为、情感和思维上模拟人的机器系统,它具有相当发达的“大脑”,既可以听从人类的指令,按照程序运行完成任务,又可以与人友好地进行交互,并在交互过程中不断学习和改进。智能机器人从应用环境的角度划分,可分为工业机器人和服务机器人两大类。
可见机器人具有以下特征:机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官(如肢体、感官等)的功能;机器人具有通用性,工作种类多样,动作程序灵活易变,是柔性加工的主要组成部分之一;机器人具有不同程度的智能,如感知、决策、执行、学习等;机器人具有独立完整的机器人系统,在工作中可以不依赖人的干预。
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力实现各种功能的一种机器。它接收人类的指令后,将按照设定的程序执行运动路径和作业,包括焊接、喷涂、组装、采集、放置、产品检测和测试等。
服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人(不包括从事生产的设备),它能完成有益于人类的服务工作。在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中对智能服务机器人给予了明确定义:智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备。
机器人内涵广义的理解即“智能机器”:感知(IoT)、决策(AI)、执行(RT),而不应该仅仅从字面上理解为像人一样的机器。可见,将机器人的定义引申为自动化的机器,并不局限于机器人的形态,只要能自动帮助人类进行作业,就可以称为机器人。