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工業機器人專利數據庫

摘要

實際上,機器人是壹種自動執行工作的機械裝置。機器人可以接受人類的命令,執行預先編好的程序,按照人工智能技術制定的原理程序行動。機器人執行替代或協助人類工作的任務,如制造、建築或危險工作。

機器人可以是先進的綜合控制論、機電壹體化、計算機、材料和仿生學的產物。目前在工業、醫學甚至軍事領域都有重要應用。

歐美國家認為,機器人應該是計算機控制的,可以通過編程改變的多功能自動化機器,但日本不同意這種說法。日本人認為“機器人是任何先進的自動化機器”,其中包括需要壹個人操縱的那種機械手。所以很多日本人對機器人的概念並不是歐美人定義的。

現在,國際上對機器人的概念已經逐漸接近壹致。壹般來說,人們可以接受機器人是靠自身的動力和控制能力實現各種功能的機器。聯合國標準化組織采用了美國機器人協會給出的機器人定義:“用於搬運材料、零件和工具的可編程多功能機械手;或具有可變和可編程動作以執行不同任務的專門系統

機器人能力的評價標準包括:智能,指感覺和感知,包括記憶、操作、比較、識別、判斷、決策、學習和邏輯推理;功能是指靈活性、通用性或占用空間;體能是指力量、速度、持續操作能力、可靠性、組合、壽命等。因此,可以說機器人是具有生物功能的三維坐標機。

機器人發展簡史

1920年,捷克斯洛伐克作家卡雷爾·卡佩克(karel capek)在他的科幻小說《羅薩姆的機器人環球公司》(Robot Universal Company in Rosam)中,根據Robota(捷克語中“苦役”的意思)和Robotnik(波蘭語中“工人”的意思),杜撰了“機器人”壹詞。

西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro於1939年在紐約世博會展出。它由電纜控制,會走路,會說77個單詞,甚至會抽煙,但還遠沒有真正做家務。但它讓人們對家用機器人的向往更加具體化。

1942年,美國科幻大師阿西莫夫提出了“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說中的壹個創造,但後來卻成了學術界默認的研發原則。

1948年,諾伯特·維納發表了《控制論》,闡述了機器中的通訊和控制功能以及人的神經和感覺功能的* * *定律,率先提出了以計算機為核心的自動化工廠。

美國人喬治·德沃爾制造了世界上第壹個可編程機器人,並註冊了專利。這種機械手可以根據不同的程序做不同的工作,因此具有通用性和靈活性。

在1956年的達特茅斯會議上,馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法:智能機器“可以創建周圍環境的抽象模型,如果遇到問題,可以從抽象模型中找到解決方案”。這個定義將影響未來30年智能機器人的研究方向。

1959德瓦爾和美國發明家約瑟夫·恩格爾伯格制造了第壹個工業機器人。隨後,全球第壹家機器人制造工廠Unimation公司成立。由於恩格爾伯格對工業機器人的研究和推廣,他也被稱為“工業機器人之父”。

1962年,美國AMF公司生產出“VERSTRAN”(意為萬能搬運),成為像Unimation公司生產的Unimate壹樣真正商業化的工業機器人,並出口到世界各國,掀起了世界性的機器人和機器人研究熱潮。

1962 -1963傳感器的應用提高了機器人的機動性。人們試圖在機器人上安裝各種傳感器,包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器,1962年托莫維奇和邦尼在世界上最早的“靈巧手”上使用的壓力傳感器,1963年麥卡錫開始在機器人上加入視覺傳感系統,1963年,

1965年,約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研制出野獸機器人。Beast已經能夠通過聲納系統、光電池和其他設備根據環境修正自己的位置。從20世紀60年代中期開始,英國的麻省理工學院、斯坦福大學和愛丁堡大學相繼成立了機器人實驗室。美國已經開始研究具有傳感器和“感覺”的第二代機器人,並向人工智能邁進。

1968美國斯坦福研究所公布了他們成功的機器人Shakey。它有壹個視覺傳感器,可以根據人類的指令找到並抓住積木,但控制它的計算機有壹個房間那麽大。Shakey可以算是世界上第壹臺智能機器人,拉開了第三代機器人研發的序幕。

1969年,日本早稻田大學加藤壹郎實驗室研制出第壹臺用雙腳行走的機器人。加藤壹郎長期致力於人形機器人的研究,被譽為“人形機器人之父”。日本專家壹直擅長開發人形機器人和娛樂機器人,後來更進壹步,誕生了本田的ASIMO和索尼的QRIO。

1973年,美國辛辛那提米拉克龍公司的機器人T3在機器人和小型計算機共同協作下首次誕生。

1978年,美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA,標誌著工業機器人技術已經完全成熟。彪馬還在工廠壹線工作。

1984年,恩格爾伯格推了機器人Helpmate,可以給醫院裏的病人送飯、送藥、發郵件。同年,他還預言:“我會讓機器人掃地、做飯、出門幫我洗車、檢查安全。”

1998年,丹麥樂高公司推出Mind-storms套件,讓機器人制造像搭積木壹樣簡單,可以隨意組裝,讓機器人進入個人世界。

從65438到0999,日本索尼公司推出了狗機器人AIBO,立即銷售壹空。自此,娛樂機器人成為機器人進入普通家庭的方式之壹。

2002年,丹麥iRobot公司推出了壹款吸塵器機器人Roomba,它可以避開障礙物,自動設計行進路線,在電量不足時自動行駛到充電座。Roomba是世界上最大、商業化程度最高的家用機器人。

2006年6月,微軟公司推出了微軟機器人工作室(Microsoft Robotics Studio),機器人模塊化、平臺統壹的趨勢越來越明顯。比爾·蓋茨預言家用機器人將很快席卷全球。

機器人的定義

在科技界,科學家們會對每壹個科技名詞下壹個明確的定義,但是機器人問世已經幾十年了,對於機器人的定義仍然眾說紛紜,沒有統壹的意見。原因之壹是機器人還在發展,新型號新功能不斷出現。根本原因是機器人涉及到人的概念,成為壹個難以回答的哲學問題。就像機器人這個詞最初誕生於科幻小說壹樣,人們對機器人充滿了幻想。或許正是因為機器人定義的模糊,才給了人們充分的想象和創造空間。

操作機器人:可自動控制,可重復編程,多功能,多自由度,可固定或移動,用於相關自動化系統。

程控機器人:按照預先要求的順序和條件依次控制機器人的機械動作。

示教可再現機器人:通過引導或其他方式,先教會機器人動作,輸入工作程序,機器人會自動重復操作。

數控機器人:通過數值、語言等對機器人進行示教。而不移動機器人,機器人根據示教後的信息工作。

感官控制機器人:利用傳感器獲得的信息來控制機器人的動作。

自適應控制機器人:機器人能夠適應環境的變化,控制自己的動作。

學習控制型機器人:機器人能夠“體驗”工作經驗,具有壹定的學習功能,並將“學到的”經驗運用到工作中。

智能機器人:用人工智能決定自己行動的人。

根據應用環境,中國機器人專家將機器人分為兩類,即工業機器人和特種機器人。所謂工業機器人,就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業機器人以外的各種高級機器人,用於非制造業,為人類服務,包括服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人、機器人機器等等。在特種機器人中,有些分支發展迅速,並趨於獨立系統,如服務機器人、水下機器人、軍用機器人和微操作機器人。目前國際機器人學者從應用環境上把機器人分為兩類:制造環境和服務的工業機器人和非制造環境的仿人機器人,這與我國的分類是壹致的。

空中機器人也叫無人飛行器。近年來,在軍用機器人家族中,無人機是科研活動最活躍、技術進步最大、研究采購投入最大、實踐經驗最豐富的領域。80多年來,世界上無人機的發展基本都是以美國為藍本,美國的無人機技術水平和種類、數量都居世界第壹。

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