首先要明确的是，机器人是一种机器，既然是机器那就具有一定的机械结构。同时，它们又是一种可编程的机器。那么，仅仅是可编程的机器就是机器人了吗？答案显然是否定的。最初发明建造可编程的机器是因为人们在做很多重复劳动时会感到无聊、分心或疲惫，从而容易出错或发生危险。例如，长时间反复拾取、移动重物等行为。工程师对机器进行编程，使它们可以在无人干预的情况下按照程序指令自动完成这些重复操作。然而，这样的机器充其量也只能被称作可编程自动化装置。这种装置的缺点在于：它只会执行程序中预设的操作，不会对其他事件作出反应，除了切断电源。
机器人的一个关键特征是它们能够与周围的世界产生互动。它们不但能够对周围世界发生的事件作出一定程度的响应，甚至还能通过自己的行动改变周围世界。因此，构成机器人最重要的因素就显而易见了。
首先，感知能力是机器成为机器人的第一要素，也是其他因素的基础。通过传感器，机器人可以感受周围的环境，采集需要的信息。例如，常见的摄像机、测速雷达、GPS等都是传感器，在以后的章节中我们会对常用的传感器进行详细的介绍。
其次，机器人需要具备认知能力，只有具备这种能力，机器人才有针对实际情况采取行动或作出适当反应的依据。我们暂时可以把这种能力简单地理解为识别能力。机器人需要对采集到的信息进行精准的识别才知道接下来是否要作出反应，要作出什么样的反应。举个简单的例子，一辆无人驾驶汽车通过摄像机采集到一块路边限速50千米/时的标志牌，机器人依靠识别能力能够识别出这是一块交通标志牌，而不是一块广告牌。除此之外，它还必须识别出这是一块限速50千米/时的交通标志牌，而不是一块80千米/时的限速牌或其他交通标志。机器人的认知能力是通过认知算法来实现的，认知能力的高低也是判断机器人是否智能的标准之一。(www.xing528.com)
有了精准的认知能力作为支撑，机器人通常能够自主或半自主地通过操纵执行器完成一系列动作。上述例子中的无人驾驶汽车就可以操纵方向盘、加速器、制动器等。但是，有些情况下机器人并不是完全自主或半自主的。例如，遥控潜水器是一个无人驾驶的水下航行器，通过电缆连接到母船，完全由母船上的人员进行操作控制。遥控潜水器通常会搭载水下光源、照相机、摄影机、机械手臂和声呐等装备。因为它具有机械手臂，所以也被称为水下机器人。遥控机器人被归类为机器人的一个分支，这也是机器人的定义不清楚，经常会引起争议的一个例子。
综上所述，可以将机器人系统理解为能够使用传感器感知环境，通过算法实现对事件的认知，并制定响应计划执行一系列动作的机器或装置。这种自动感知、认知和行动的反馈循环（见图1—1）就是机器人与其他自动化机器的根本区别。
图1—1 机器人的感知、认知、行动反馈循环
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