1 绪论
机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在我们的生活中扮演着重要的角色,例如在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中都能见到他们的身影。如今,世界对机器人的概念已经逐渐趋近一致。对此,人们都普遍接受了这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”一句话可以概括它对人类的意义:它能为人类带来许多方便之处!
本文对生活中的各类服务型机器人进行了大体的概括及描述,同时,基于服务型机器人的现状,对服务型机器人的未来发展做出了一定的展望。
2.服务型机器人的应用
服务型机器人应用范围包括:在家庭中打扫卫生做家务、看家护院、监管家用电器设备、照顾老人与儿童;帮助收发文件、传递讯息、接待客人;代替护理人员为病人送食物和药品、照顾残疾人日常起居活动;在博览会、展厅、游览区、公共场所提供交式咨询服务、展示宣传及表演活动;提供精神安慰、休闲娱乐、文化教育等等。目前服务型机器人产品发展十分迅速,市场前景广阔[1]。
3.服务型机器人的关键性技术
服务型机器人发展到今天,攻破了很多技术,以下只列举了三种。
3.1人机交互
在人与机器人之间实现有效的信息沟通与传递对于服务机器人而言非常重要,这主要包括视觉与语音交互、力觉与触觉交互、多模态交互等。具体而言,人机工程主要包括设计原则、人机界面以及语音识别等技术。
3.2移动结构设计
服务机器人的移动方式分为轮式、履带式、蠕动式、跳跃式以及复合式等。每种方式都有其自身特点及适应的场合。如轮式具有结构简单、速度快、灵活性好等特点,应用非常广泛;履带式和跳跃式具有翻越障碍能力强,适应复杂路面等特点;蠕动式适合空间狭小的作业环境,比如管道监测机器人;复合式能够适应不同的环境条件,满足不同的工作要求。
3.3控制策略
利用一定的控制方法和策略,使系统能够处于最佳的工作状态,协调各子系统之间的关系使其能够稳定可靠地工作,是对服务机器人控制系统性能的基本要求。目前,常用的控制方法有PID控制、自适应控制、变结构控制、模糊控制以及神经元网络控制等,其中在机器人控制系统中应用最为广泛的仍是PID控制算法。
4.总结
当今世界,科技进步日新月异。相信随着中国制造2025一系列政策的推进,中国服务机器人将面临更多的机遇和挑战,需要在这之前,打好基础,优先发展科技創新,逐渐缩小与欧美国家的差距。服务机器人近几年一直很热门,是新一代的智能产品。要把握好机遇,争取早日实现服务机器人的全面化、智能化、市场化。
基金项目:西北民族大学国家级大学生创新创业训练计划资助项目,项目名字:服务型机器人的发展与展望,项目编号:201810742082。
参考文献
[1]葛素芸.移动机器人的运动仿真平台[D].西安电子科技大学,2014.
(作者单位:西北民族大学电气工程学院)
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