遙操作機器人原理及其關(guān)鍵技術(shù)的介紹

　　機器人在現(xiàn)代 的工 業(yè)生產(chǎn) 中獲得 了廣泛 的應(yīng)用 。但 其研究 與應(yīng)用 目前仍 面 臨諸多 難題 ，如 ： （1）在動態(tài)的 、非結(jié)構(gòu)化 的環(huán)境 中，現(xiàn)有 的機器人 對環(huán)境 的適應(yīng)能力有限 ； （2）對 于一些 復(fù) 雜任務(wù) ，由于受機器人成 本 和 功 能 的 限制 ，機 器 人 還 不 能 獨 立 完成 ； （3）很多場合需要機 器人 服從 人 的 “指 揮 ” 或主 動地輔助人 ，增強人 的感 知和體 能。由于機器人面臨的以上種種 問題 ，20世 紀(jì) 80年代末 ，人機結(jié) 合 的理念出現(xiàn)并得 以發(fā)展 。這在 當(dāng)時具 有重要意義 ，主要體現(xiàn)在 兩方 面 ：首先 。人機結(jié)合理 念糾正 了當(dāng)時人們脫離實 際而盲 目追求 全 自動化的錯誤觀念 ，從而使人工智能研究重新 步人 正軌 ；其次 ，為人工智能和 系統(tǒng)論研究 開辟 了新的道路 。在 20多年 的發(fā)展 中 。人機 結(jié)合的理論不斷得到完善 ，并逐漸應(yīng)用到航空航 天和工業(yè)自動化控制等諸多領(lǐng)域 ，本文研究 的是 人機結(jié) 合領(lǐng)域的一個重要分支—— 工業(yè) 生產(chǎn)中的人機合作 。本文將簡述工業(yè)生產(chǎn) 中人機合作 的研究 現(xiàn)狀 、主要 形式 、關(guān)鍵問題和存在 的困難 。 1 人機合作的發(fā)展現(xiàn)狀 1987年 LENAT… 等 提 出 人 機 合 作 ，并 預(yù) 測 ： “ ‘系統(tǒng) ’將使智能計算機 和智能人 之間形成 一種 同事關(guān)系 ，人和計算機各 自完成 自己最擅 長的任務(wù) ，系統(tǒng) 的智能是這種合作 的產(chǎn)物 。人 與計算 機的這種合作可能達到天衣無縫 并極其 自然 的境 地 ，以至于技 能 、知識及想法是在人腦 中還 是在計 算機的知識結(jié)構(gòu) 中都沒有什 么關(guān) 系 ，從這樣 的人機 系統(tǒng) 中將 出現(xiàn)超人 的智慧和能力 ?！?0世紀(jì) 60年 代發(fā)展 起 來 的遙操 作機 器人 ，起始 階段 主要 是基于主從 遙控機器人 的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，目前 已逐漸 轉(zhuǎn)向人與機器人合作上來 ，充分發(fā)揮人與機器人各 自的特長 ，人給 出操縱 的信號 ，控制機器人在危險的或人不能到達 的區(qū)域工作 。機 器人 實時采集工作現(xiàn)場的信息反饋給人進行分 析 ，決 策 ，給出機器人的 控制 信號 。1995年美 國西北 大 學(xué) 的愛德華和邁科爾博士 提 出的人機 合作 機器 人 Cobot，是 一種被動式人機合作 機 器人。Cobot的應(yīng) 用解決 了傳 統(tǒng)工業(yè)機器人不能與人在一個作業(yè) 空間直接合作工作 的問題 。近年來 又有研究人 員提出人機協(xié)同機械手 ，用于實 現(xiàn)工件 的交換 和數(shù)控機床的上下料等工作 。還有學(xué)者 提出了 “以人 為 中心 的機器人 系統(tǒng) ” ，其本質(zhì)特 征主要有兩 點 ： （1）強 調(diào) “以人 為本 ” 的思 想 ，即人 是命令 和需求 的主體 ，機器人應(yīng) 能夠感知環(huán)境 和人的需求 ，進而主動地為人服務(wù) ，充 當(dāng)人 的智 能助手或代理 ； （2）機器 人和人 是一種 “合 作” 關(guān) 系 ，強調(diào)人的智能應(yīng)參與到機 器的控制中去。
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