机器人发展历程及应用领域概述

机器人一词最早出现于1920年捷克作家Karel Capek的剧本《罗萨姆的万能机器人》中，在该剧中“Robota”这个词的本意是苦力，是剧作家笔下的一个具有人的外表、特征和功能的机器，是一种人造的劳动力。我国采用的是意译，实际机器人的外形大多很少与人有相似之处。

机器人一词的出现和第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的机器——伶人，这是我国最早记载的机器人。后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”，并用其运送军粮，支援前方战争。公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人——自动机，它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。

现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化技术的发展，以及核能的开发利用。自1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机技术取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，核能实验室的恶劣环境要求用某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。

作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VER-STRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成。1965年，MIT（美国麻省理工学院）的Robots演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位的、简单积木的机器人系统。

1973年，瑞典的ABB与德国的KUKA分别将各自研发的最新一代工业机器人推向市场，IRB6是ABB公司设计研发的世界上第一款微处理器控制的全电动工业机器人；而KUKA推出的第一代自主研发机器人FAMULUS拥有多达6个驱动轴来完成复杂机械动作^[1]。(www.xing528.com)

如今机器人发展的特点可概括为：从横向看，应用面越来越宽，由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用，像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人；从纵向看，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小。最重要的是机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明。具有感知能力和思维能力的机器人是我们追求的目标。归纳起来，机器人的发展除了受到人们想象力的限制外，还受到计算机技术、传感技术、材料的限制。

反过来，机器人的发展促进相关技术的进步。从1959年第一台机器人诞生到20世纪80年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。到了90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。

现代机器人在处理器、远程控制与通信、信息采集系统、自动化设备等方面都有了显著的提升。同时，现代机器人的研发重心也在从工业机器人向服务型机器人转移，服务型机器人的成本相对更低，受众面也更广，随着人们对居家生活质量越来越高的要求，服务型机器人走入千家万户已成为机器人产业的新趋势。

随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。20世纪80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。将机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域，形成了各式各样的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”“网络机器人”的名称，这也说明了机器人所具有的创新活力。