章緒論


來，隨著人工智能技術(shù)與嵌入式集成芯片技術(shù)的快速發(fā)展發(fā)展，人民生活與工業(yè)生產(chǎn)對自動化生產(chǎn)水平的要求逐漸，越來越多的研究人員對機器人的相關(guān)研究領(lǐng)行了探索。機器人將是未來能夠代替人去完成大量工作以及完成人類所不能完成工作的智能設(shè)備，并且將在很多其他的行業(yè)內(nèi)使用。本章分為機器人的由來及定義、機器人的分類與組成、移動機器人的環(huán)境感知、智能移動機器人的定位四部分。


節(jié)機器人的定義及由來


一、機器人的定義


機器人問世已經(jīng)有幾十年，由于機器人相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，使機器人的結(jié)構(gòu)不斷變能也在不斷完善，同時機器人是一種仿人的機械，涉及了人的概念，使之成為一個難以回答的哲學(xué)問題，因此，對機器人的定義并沒有一個明確的意見，但是不同的機構(gòu)和學(xué)者也嘗試給機器行了相關(guān)的定義，目前，我國科學(xué)家將機器人定義為：機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。


二、機器人的發(fā)展歷程


（一）機器人的早期演變


回顧機器人定義的發(fā)展過程，可以發(fā)現(xiàn)早提出機器這一觀念的是笛卡爾，他在兩本書中闡述了一個觀點：動物也是一種機器。他在文章中表明動物與機器的運動都具有機械性的特征，所以人類自己的身體也可以算作一種機器，人也是一種機器。其次，的哲學(xué)家拉美特里，同時也是當?shù)蒯t(yī)院的醫(yī)生，在18世紀40年代末期，曾出版《人是機器》，正式在文章中提出人體就是一種機器的觀點。這一觀點在哲學(xué)界引起很大的反響，一是將機械論發(fā)展到，甚至有點化，二是對后來的哲學(xué)發(fā)展以及科學(xué)發(fā)展起到推波助瀾的作用。因為當時的時代背景，對機器格外崇拜，其“人是機器”觀點，一定程度貶低了人類，把人類作為一種物來看待，而不是一個正常的人類本身。


當然任何事物都有自己的對立面，當時有人崇拜機器，就有另外一批人更加崇尚自然，主張重視人的本性。這些人認為機器更多地傾向于規(guī)律性和自動性，反而減少了機器和人類之間的聯(lián)系，產(chǎn)生一種化的效果。再次，早說出機器人概念的學(xué)者是恰佩克，在這個概念問世之前，機器就在不斷模仿人類的動作，模擬人類各種生物機能，而且在機器人這一概念提出后，模仿這一現(xiàn)象并沒有減少，反行得更加迅猛。


通過對機器人 Robot 這一英文單詞的詞源分析，不難發(fā)現(xiàn)早Robot 出自世紀年代捷克一部科幻話劇，劇中就有一個人物叫Robota（捷克語，意為苦力），它是遵從人類安行工作的機器，但是具備人的形態(tài)。Robot這一詞也就從這而來。到世紀50年代，美國一位科幻小說作家阿西莫夫?qū)戇^的一本小說《我，機器人》，文中闡明了機器人所必須遵循的三原則：①不能傷害人類，也不能在人類受到傷害時袖手旁觀；②禁止違反人類的命令，但是與條相違背，按條執(zhí)行；③不得不保護自身不受到傷害，但是如果與、二條相違背，按、二條執(zhí)行。


個真正意義上的機器人于1959年跟世人見面，是由美國兩位科學(xué)家制造出來的。這個早制造成的機器人外形看起來像炮臺，在底盤上裝有一個大的機械臂，可以自由旋轉(zhuǎn)，在這根大手臂上，又安裝了一個小的機械手臂，這個小機械手臂自己可以改變長短，也可以左右旋轉(zhuǎn)。到70年代，陸續(xù)出現(xiàn)更的機器人，并且能夠在流水線上對物行簡單的加工。經(jīng)過數(shù)據(jù)的收集整理可知，在1984年全世界機器人的使用數(shù)量增長為1980年的4倍，到1985年底，數(shù)量增長到了14萬臺，到1990年時機器人數(shù)量已經(jīng)高達30萬臺左右，不斷增加的機器人中高性能的機器人所數(shù)的比例為明顯，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域中，各種裝配機器人的產(chǎn)量增長速度迅猛，機器視覺設(shè)備和驅(qū)動系統(tǒng)等的飛速發(fā)展主要也是源于人類對機器人的需求大幅增加。


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