全球首款感知机器人：改变创新发展与选择

随着计算机和传感器的发展，第一代机器人逐渐具有不同程度的“感知”周围环境的能力，工业应用速度加快，20世纪70年代末已广泛应用于工业领域的流水作业。

1962年，美国麻省理工学院的厄恩斯特（Heinrich Ernst）研制出带有触觉传感器的机械手MH-1，它可以感觉块状材料，能运用触觉传感器获得的信息将材料堆积起来。MH-1是由TX-0计算机操作的致敏伺服操作手臂，主要用于搬运放射性材料。1965年，美国约翰霍普斯金大学应用物理实验室研制出世界上第一个带有视觉传感器的机器人“Beast”。它不用计算机，而是通过声呐系统和光电管制成的传感器控制，根据环境调整自己的位置。“Beast”的“大脑”是由数百个晶体管制成的逻辑门系统，会在特定传感器被激活时告诉机器人做什么，具有初步智能和自行生存能力。1968年，美国斯坦福国家研究所的麦卡锡（John McCarthy）研制出机器人“Shakey”。它身高1.83米，底部是一个电动平台，“头部”带有黑白电视摄像机和麦克风，因不太稳定而得此名。“Shakey”具备了一定的人工智能，能够进行感知、环境建模、行为规划并执行任务。受当时技术所限，控制“Shakey”的计算机体积过于庞大且运算速度缓慢，未能投入实际应用中，但它是世界上第一台智能机器人，具有划时代的意义。1969年由“仿人机器人之父”加藤一郎领导的日本早稻田大学的一家实验室研发出第一个以双脚走路的机器人。这个时期的机器人多用于喷漆、弧焊等工作，因操作过于简单，又常常被称为“积木世界”中的活动试验装置。

20世纪70年代以后，电子计算机开始广泛应用，人们建立了用计算机对运动轨迹辅助制图的算法和程序，使现代控制技术、传感技术、人工智能技术进一步发展，第二代机器人也得到了迅速的发展。这个时期的机器人主要是通过外部传感器来改善机械手的操作。1974年，美国辛辛那提市的米拉克龙公司（Milacron）的霍恩（Richard Hohn）开发出名为“明日工具”（The Tomorrow Tool）的世界上第一台由小型计算机控制的多关节机器人。该机器人由液压驱动，能提升质量达45千克的有效负载，能跟踪装配线上的各种移动物体。1978年，Unimation公司又推出了机器人“PUMA”，它是一种多关节、全电机驱动、多CPU二级控制的机器人，采用VAL专用语言，可配视觉、触觉、力觉传感器，是当时技术最先进的工业机器人，标志着工业机器人已经走向成熟。1979年，日本山梨大学的牧野洋（Hiroshi Makino）发明出世界上首个具有平面关节的装配机器人“SCARA”（Selective Compliance Assembly Robot Arm，意思是选择顺应性装配机器手臂）。该机器人具有4个轴和4个运动自由度，被大量用于工厂装配印刷电路板和电子零部件。大多数“SCARA”机器人由液压驱动装置改为电驱动装置。(www.xing528.com)

20世纪70年代末，以“PUMA”和“SCARA”为代表的工业机器人的出现标志着第二代工业机器人已经形成了完整成熟的技术体系。机器人配备了快速稳定的视觉识别（立体感和颜色感）的复杂系统，有初步的感知和自适应能力，能根据不同的作业内容进行自我调整，越来越多的机器人商品被应用到工业生产中。据统计，到1980年全世界工业中应用的机器人有2万余台。