对于“机器人”,美国机器人协会曾有过定义,即“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统”。概括说来,机器人是一种自动的机器,它可以依靠自身的控制和行动完成各种功能。而“智能机器人”,则应该是建立在一般机器人的基础上,自身具备环境感知能力,并能通过独立思考将感知和行动联系起来,可以根据外部环境做出恰当行动,是一种更接近人与动物智能的机器人。
智能机器人发展至今,已有很多优秀的成果,如波士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计的“大狗”(Bigdog)机器人,四足可以像动物四肢一样运动,即可自动调整姿态躲避障碍,又可负重行走,被称为“当前世界上最先进适应崎岖地形的机器人”;有如日本产业技术综合研究所研制的“HRP-4C”美女机器人,既可自由行走,又可以模仿人类的各种表情;还有德国费斯托公司研制的“空中水母”,在空中飘浮时就好像水中浮动的水母一样,它的灵活性与便捷性体现了人工智能方面的研究成果,并将在海底勘探和航空航天等领域有着光明的应用前景。
从不同的角度,我们可以对智能机器人进行不同的分类。根据智能程度的不同,可分为三种:
一是传感型机器人,其本身无智能单元,只具备感知和行动的能力,受控于外部计算机;
二是交互性机器人,具有简单的思考和判断的能力,但仍需要操作人员在外部进行控制;
三是自主型机器人,具有较强的自主性和适应性,可以不依赖外部控制,根据环境变化,完全自主地做出正确的思考和调整,并可以和人或其他机器人进行信息交流。
“智能机器人”经过几十年的发展,虽然已经有了很大的进步,但起很多技术还有极为广阔的发展空间。首先,便是智能控制理论,随着智能机器人系统和应对问题的复杂化,更加高效、科学的,可以处理处理多变量、非线性系统问题的控制理论及技术也会应运而生。其次,各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发展,强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到机器人系统中,使其具有类似人的学习能力,以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境。再次,人机交互技术会在智能机器人领域发挥更大作用,人与机器人将会得以更加和谐的共处与合作。最后,在先进的人机交互技术和智能控制技术的促进下,智能机器人个体之间将可以相互协调合作,组成庞大的智能机器人队伍甚至是多机器人系统。
总之,在今后的几十年内,“智能机器人”必会得到更多更快的发展,智能机器人必定会深入工业、军事、医疗、日常生活等各个领域,成为新世纪世界发展的强大助力。
青蜂 客服那些事
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