1.4.9 机器人
机器人是一种能够模仿人类或其他生物的行为和思维的电子机械装置。它可以利用人工智能的各种技术来感知、分析、判断和控制环境状态,也可以长时间持续工作、精确执行任务、抵抗恶劣条件。因此,它既是人工智能理论、方法、技术的实验平台,又是推动人工智能研究发展的重要动力。
自从20世纪60年代初出现了尤尼梅特和沃莎特兰这两种机器人以来,机器人技术已经经历了三代的演进。从最初的低级机器人,只能按照预设程序执行简单动作;到第二代的中级机器人,具有一定的感知和反馈能力,可以适应不同环境;再到第三代的高级机器人,拥有更强大的智能和自主性,可以模拟复杂行为和情感。
程序控制机器人(第一代):程序控制机器人是指按照事先设定的程序逐步动作的机器人。它们的程序有两种生成和装入方式。一种是由人根据工作流程编写程序并输入机器人的存储器中;另一种是“示教-再现”方式,即由人引导机器人执行操作,让机器人学习应该做的工作,并将每个动作记录为一条指令,然后通过执行这些指令来重复同样的工作。如果任务或环境发生变化,就需要重新设计程序。这一代机器人能够成功地模拟人的运动功能,它们可以拿取、安放、拆卸、安装、翻转和抖动物品,可以看管机床、熔炉、焊机、生产线等设备,可以从事安装、搬运、包装、机械加工等工作。目前,市场上大多数商品化和实用化的机器人都属于这一类。这一代机器人的最大缺点是它们只能刻板地完成程序规定的动作,不能适应发生变化的情况。例如,如果装配线上的物品略有倾斜,就会出现问题。更严重的是它们会对现场的人员造成危害,因为它们没有感觉功能,有时会出现伤人甚至致命的事故。日本就曾经发生过一起机器人将现场工人抓起来塞到刀具下面致死的惨剧。
自适应机器人(第二代):自适应机器人是指具有感觉传感器和计算机控制系统的机器人。它们可以通过视觉、触觉、听觉等传感器获取作业环境和操作对象的简单信息,并由计算机分析、处理、控制机器人的动作。它们能够根据环境的变化而调整自己的行为,因此称为自适应机器人。目前,这一代机器人也已经商品化和实用化,主要从事焊接、装配、搬运等工作。这一代机器人虽然具有一些初级的智能,但还没有达到完全“自治”的程度,有时也被称为人-眼协调型机器人。
智能机器人(第三代):智能机器人是指具有类似于人的感知、思维和行为能力的机器人。它们可以通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官从外部环境中获取有关信息,并由中央处理器对信息进行处理和控制。它们可以通过传动机构使自己的“手”“脚”等肢体行动起来,正确、灵巧地执行思维机构下达的命令。目前,研制的机器人大都只具有部分智能,真正的智能机器人还处于研究之中,但已经迅速发展为新兴的高技术产业。