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機器人智能技術(shù)從功能上來講,機器人的發(fā)展已經(jīng)歷了三代,即第一代機器人(包括順序控制機器人、示 教再現(xiàn)機器人和數(shù)控機器人)、第二代機器人(也稱感覺控制機器人)以及第三代機器人(智能 機器人)。盡管目前絕大多數(shù)工業(yè)機器人還談不上有什么智能,但隨著機器人技術(shù)的迅速發(fā)展 和自動化程度的進一步提高,也對機器人的功能提出更高的要求,特別是需要各種具有不同程 度智能的機器人。 智能機器人是指能按照人工智能決定行動的機器人。這里的人工智能是指人工地實現(xiàn)認識 能力、學(xué)習(xí)能力、抽象思維能力和環(huán)境適應(yīng)能力等。智能機器人又分為適應(yīng)控制機器人和學(xué)習(xí) 控制機器人。適應(yīng)控制機器人具有適應(yīng)控制功能,即當(dāng)環(huán)境變化時,控制作用也跟著變化,從 而使得機器人能適應(yīng)環(huán)境的變化而完成特定的任務(wù)。學(xué)習(xí)控制機器人則是指能對環(huán)境的未知特 征所固有的信息進行學(xué)習(xí),并將學(xué)習(xí)得到的信息用來進行控制的功能。 近年來已研制出一批具有一定感知能力(如視覺、觸覺、力覺和聽覺等)的機器人以及少數(shù) 具有與環(huán)境進行“對話”能力的交互式機器人。這些研究成果使得機器人具有越來越強的獲 取周圍環(huán)境信息的能力。例如,在機器人視覺方面,已具有接近人眼的部分能力,能夠從不同 陳列物中挑選出有關(guān)形狀、尺寸或顏色的零件,能夠?qū)Ρ蛔R別物體的一小段進行高分辨率的或 展寬的觀測。具有觸覺、視覺和力覺的機器人,已被成功地應(yīng)用于自動操作、自動裝配和產(chǎn)品 檢驗,甚至能夠進行手表零件的裝配和集成電路生產(chǎn)。 對行走機器人的研究已取得一些成果。這種機器人能夠模仿人用兩腿走路,具有在凹凸不 平的地面上行走和上下階梯的能力。 智能機器人已在自主系統(tǒng)和柔性加工系統(tǒng)中得到日益廣泛的應(yīng)用。自主機器人能夠設(shè)定自 己的目標(biāo),規(guī)劃并執(zhí)行自己的動作,使自己不斷適應(yīng)環(huán)境的變化。 智能機器人的控制系統(tǒng)主要有分層遞階控制系統(tǒng)、專家控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)、模糊控 制系統(tǒng)以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)等類型。這里簡單介紹一下作為機器人重要感知能力之一 的視覺。 機器人的工作要能適應(yīng)環(huán)境的變化,必須能夠識別自身所處的環(huán)境。在這方面,視覺認知 能力尤為重要。機器人視覺意為賦予機器人以視覺功能。機器人視覺也稱為計算機視覺或機器 視覺。 由機器來感覺環(huán)境并執(zhí)行要完成的任務(wù),具有明顯的優(yōu)越性,并獲得多方面的應(yīng)用。例如 在空間探索、醫(yī)用X射線自動識別、地球資源遙感監(jiān)視和各種軍事應(yīng)用等。在工業(yè)中,機器 人視覺技術(shù)可用于零件的自動識別、分類、裝配、檢驗、分級、焊縫跟蹤以及加工有害材 料等,現(xiàn)今機械手臂已經(jīng)在沖壓行業(yè)成熟穩(wěn)定,一般配備有沖床、三合一送料機、整平機、 分條機、等自動化設(shè)備,針對性提高五金沖壓、家電、汽車、電機、電器、鋼卷、鋁卷、 模具等行業(yè)生產(chǎn)量。 機器人視覺系統(tǒng)的組成取決于機器人的具體應(yīng)用領(lǐng)域,一個比較完整的機器人視覺系統(tǒng)如 6.58圖所示。圖示系統(tǒng)可以分為以下五個子系統(tǒng):照明和光學(xué)系統(tǒng)、圖像輸入、圖像處理、 圖像輸出以及圖像存儲系統(tǒng)。 |