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浅析机器人的发展变迁及其新定义

2015-10-16

  一、机器人的发展变迁

  从机器人发展历程上看,最先成熟、最先大规模得到应用的是工业机器人,因为它的功能比较单一,基本是为了完成一项简单重复性的工作。

  “工业机器人”来自美国人乔治·德沃尔(Georg C. Devol)1954年注册的专利《Programmed Article Transfer》。其中描述了“示教再现机器人”的概念——通过示教(teaching)与再现(playback)能够取放物品(put and take)的机械。这种机械能按照不同的程序从事不同的工作,因此具有通用性和灵活性。

  根据这一专利,1958年美国Consolideted Control公司研制成第一台数控工业机器人原型机——Automatic Programmed Apparatus,随后,美国Unimation公司和AMF公司在1962年都推出了示教再现机器人的试作机。

  上世纪60年代正是日本经济高速增长的阶段,劳动力人口出现了严重不足,迫切需要工业机器人来弥补。于是,1967年日本首次从美国进口了示教再现机器人,并自此开始了工业机器人的自主研发和量产。

  工业机器人主要是替代工人的一些危险性作业、污染环境中工作或者简单重复性工作,目的在于提升生产安全性和提高产品质量,从而提升生产效率,因此在制造业领域得到了广泛应用。

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  资料来源:日本机器人工业协会(JARA)

  通常认为,上世纪70年代工业机器人实现了“量产化”,80年代则是“普及元年”,并因此诞生了柔性制造系统(FMS,Flexible Manufacturing System)、工厂自动化(FA,Factory Automation)等新型生产系统。由此,传统的大规模生产时代,开始向中批量中种类、小批量多种类生产时代变迁。机器人相对于传统自动机更具广泛性,在新一代生产系统中发挥着核心作用,因此机器人产业得以快速发展。

  二、机器人的新定义

  百度百科关于机器人(Robot)的解释是:自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业或是危险工种。

  实际上,机器人这个词的诞生最早可以追溯到上世纪初。1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中,根据Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人”这个词。

  我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高级灵活性的自动化机器”。

  近年来,随着传感器、人工智能等技术进歩,机器人正朝向与信息技术相融合的趋势发展。由此诞生的“自律化”,“数据终端化”,“网络化”等世界领先技术的机器人正在全世界范围内,不断地获取数据、获得应用,形成数据驱动型的创新。机器人在这一过程中,在制造、服务领域带动产生新附加值的同时,还将成为在各种信息传达、娱乐和日常通信领域带来极大变革的关键设备。

  机器人概念也将发生变化。以往,机器人主要是指具备传感器、智能控制系统、驱动系统等三个要素的机械。然而,随着数字化的进展、云计算等网络平台的充实、以及人工智能技术的进步,一些机器人即便没有驱动系统,也能通过独立的智能控制系统驱动,来联网访问现实世界的各种物体或人类。

  未来,随着物联网世界的进化,机器人仅仅通过智能控制系统,就能够应用于社会的各个场景之中。如此一来,兼具三个所有要素的机械才能称为机器人的定义,将有可能发生改变,下一代机器人将会涵盖更广泛的概念。以往并未定义成机器人的物体也将机器人化。例如,无人驾驶汽车、智能家电、智能手机、智能住宅等也将成为机器人之一。

  从工厂到日常生活,机器人应用将更加广泛。


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