另壹方面，也是生產力發展的需求和人類自身發展的必然結果。隨著人們社會的發展，人們越來越多地討論自然的過程、改造自然的過程和認識自然的過程，以實現人們對不可及的世界的認識和改造，這也是科技發展過程中人們的客觀需要。
那麽什麽是機器人呢？壹般來說，機器人是壹種具有壹些類似人類功能的機械和電子裝置，或者說是壹種自動化裝置。它仍然是壹臺機器。它有三個特點。壹種是類人功能，比如工作功能、傳感功能、行走功能，它還可以完成各種動作。另壹個特點是可以根據人類的編程自動工作。這裏壹個顯著的特點是，它可以被編程來改變它的工作和動作。但從機器人完整而深遠的定義來看，更應該強調的是機器人的智能，於是人們提出了機器人的定義，即能夠感知環境，對外界進行學習、感受和邏輯思考的機器。那麽這就對機器人提出了更高的要求。展望21世紀，機器人將會深入應用到各個領域，就像20世紀計算機的普及壹樣。21世紀的前20年是機器人從制造向非制造發展的重要時期，也是智能機器人發展的關鍵時期。
剛才我們花了很短的時間講了機器人的發展和我們對機器人的看法，做了壹個簡單的介紹。相信以後大家都可以和我們壹起研究機器人。
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首先，我想介紹壹下機器人產生的背景和機器人技術的發展。應該說是科技發展的綜合結果。與此同時，它對社會和經濟發展產生了重大影響。它的發展歸功於第二次世界大戰中各國加強經濟投資，加強了自身的經濟發展。比如二戰後日本就開始了汽車工業。此時由於其人力不足，迫切需要壹個機器人進行大批量制造，提高生產效率，降低勞動強度，這是社會發展的需求。另壹方面，它也是生產力發展需求的必然結果，也是人類發展的必然結果。隨著人的逐步社會發展，人們越來越多地討論需要壹個在自然的過程中，在改造自然的過程中，在認識自然的過程中，能夠解放人的奴隸。那麽這種奴隸就是代替人從事復雜繁重的體力勞動，實現人對遙不可及的世界的認識和改造，這也是科技發展過程中人的壹種客觀需要。另壹方面，雖然人們有各種各樣的好想法，但這也歸功於電子技術、計算機技術和制造技術的發展，這些都提供了強有力的技術保障。
那我來說說為什麽人要發展機器人，這是人們非常關心的問題。簡單來說，我們需要發展機器人的原因有三:壹是機器人做人們不想做的事情，把人們從有毒、有害、高溫或危險的環境中解放出來，同時機器人可以做他們做不好的工作。比如在汽車生產線上，我們看到工人每天拿著100多公斤的焊鉗，每天焊接上千個點，導致重復勞動。壹方面他們很累，但是產品很差。另壹方面，機器人可以做人做不了的工作，這也是機器人發展的壹個很重要的原因。比如人對空間的認識，人起不來就叫機器人去天上，去月球，去海洋，進入人體。在微觀環境中移動原子和分子的機器人都是高不可攀的工作。上面提到的三個問題，也就是機器人發展的三個原因。
那麽什麽是機器人呢？這個問題很有意思。但人們壹般理解的機器人是壹種機械電子裝置或自動化裝置，具有與人類相似的壹些功能，它仍然是壹種機器。它有三個特點:壹是類人功能，比如作業功能；感知功能；行走功能；它還能完成各種動作。它的另壹個特點是可以根據人的編程自動工作。這裏壹個顯著的特點是，它可以被編程來改變它的工作、動作、對象和要求。它是人造的機器或者機電壹體化設備，所以這個機器人還是機器。但是目前機器人還沒有壹個統壹的定義。總的來說，我們認為機器人是目前可以完成某種工作或移動的由計算機控制的可編程自動機器，這是美國工程師協會制定的定義。然而，日本和其他國家對機器人也有不同的看法。他們認為從壹個完整而深遠的機器人定義來看，更應該強調機器人的智能，於是人們提出了機器人的定義是能夠感知環境，能夠學習、感受和對外界進行邏輯思考。那麽這就對機器人提出了更高的要求。比如這裏機器人可以代替人焊接。焊接環境非常復雜，可以攜帶。可以在生產線上搬運玻璃和各種零件，也可以在生產線上碼垛。這是把人從繁重的體力勞動中解放出來的例子。
那麽機器人是怎麽產生的呢？這是在1920年，壹位名叫卡佩克的捷克斯洛伐克作家寫了壹部科幻小說，名為《羅薩姆機器人環球公司》。在這部小說中，他構想並幻想了壹個機器人。它的名字叫羅伯特，也就是我們英語中的機器人。它可以不吃東西不知疲倦地工作。1920左右，眾所周知，那是第壹次世界大戰之後，各國工業發展比較快的時期。我們看了電影《摩登時代》，卓別林演的明星變成了機器人，每天在生產線上工作。在這種煩躁的體力勞動中，人們幻想著有壹種想象力，有壹種需求，可以代替人完成這樣的工作。這部小說在1924和1927年相繼流傳到日本、法國和歐洲各國，也成為當時的木偶戲和壹些戲劇，於是這樣壹個機器人的名詞傳遍了全世界。當時人們還認為這是科幻小說，但還沒有付諸實踐。
但是通過這樣壹部小說，壹個像羅伯特這樣的名詞，它體現了人類的壹個長久的願望，那就是創造壹個可以代替人從事各種工作的機器。這種想法是機器人的客觀要求，所以真正的機器人的發展是在1947。橡樹嶺國家實驗室在研究核燃料的時候，就知道核燃料，帶有X射線，對人體有害，需要有壹臺機器來完成搬運、處理核燃料這樣的任務。1947年，世界上第壹臺主從遙控機器人誕生。1947之後，眾所周知，是計算機電子技術飛速發展的時期，所以各國已經開始利用當時的壹些現代技術來研究機器人。隨後在1962年，PUMA通用示教再現機器人在美國研制成功，標誌著機器人的成熟。應該說第壹個可用的機器人是1947年生產的，真正的機器人是1962年生產的。不久之後，壹些機器人在英國和其他國家被開發出來。然後到了60年代末，日本人把本國國民經濟的汽車工業和機器人結合起來，買了美國的專利，在日本重新研發生產機器人。到20世紀70年代，這種教學和復制機器人已經在日本工業化，出現了許多公司，如ABB、MOTOMAN、安川和許多機器人公司如OTC。他們已經將機器人產業化，批量生產，並成功運用於汽車工業，使機器人正式應用。
從20世紀70年代到80年代初，工業機器人成為產品並在世界範圍內廣泛應用後，許多研究機構開始研究具有傳感功能的第二代機器人，瑞典ABB公司、德國庫卡機器人公司、日本幾家公司和日本FUNAC公司都在工業機器人方面取得了很大成就。與此同時，我們也看到機器人的應用領域在不斷拓展。從壹些工業應用拓展到服務業，拓展了工作空間，在海洋空間、醫療服務等行業都有應用。所以從這張圖我們可以看到機器人發展的幾個過程。
所以綜上所述，我們認為機器人有三個發展階段，也就是說我們習慣把機器人分為三類。壹種是第壹代機器人，也叫示教再現機器人。它通過計算機控制多自由度機器。通過示教和存儲程序和信息，在工作時讀出信息，然後發出指令。這樣機器人就可以根據當時人教的結果反復。再現這種動作，比如壹個汽車的點焊機器人，只要它教過點焊工藝，它總是重復這樣壹種工作。它對外界環境，這個力的大小，這個工件的存在，焊接的好壞都沒有感知。它不知道，所以其實這種從第壹代開始的機器人就有它的缺陷。因此，在20世紀70年代末，人們開始研究第二代機器人。它被稱為有感覺的機器人。這種有感覺的機器人在某種功能上類似於人的感覺，比如力、觸覺、滑動、視覺、聽覺。它有各種各樣的感覺。比如機器人在抓取物體的時候，其實是可以感受到力的，可以通過視覺感受和識別物體的形狀、大小、顏色。抓住壹個雞蛋，它可以通過觸覺知道它的受力和滑動情況。
那麽第三代機器人，也是我們在機器人學上追求的最高級階段，叫做智能機器人。所以只要我們告訴它做什麽，它就能完成動作、感性思維、人機交流的功能和作用。所以目前的這種發展只是相對於這種智能在某些部分的概念和意義，而真正完整的智能機器人其實並不存在，只是隨著科技的不斷發展。
然後從三代機器人的發展，另壹方面從應用的角度對機器人進行分類，比如工業機器人，包括點焊、弧焊、塗裝、搬運、碼垛等。我們把這種在工業場地工作的機器人統稱為工業機器人，所以從不同的應用場合來說，從水下機器人到空間機器人，也有農林牧。醫用機器人叫醫療機器人，包括娛樂機器人，建築和房間用的機器人，所以從應用分類的角度來說，包括行業和應用，也可以這麽簡單的分類。
我簡單介紹壹下我國機器人發展的基本情況。剛才我提到日本和美國在60年代就開始研究機器人，因為我們國家還有很多其他的因素和問題。我們國家正在研究機器人。20世紀70年代末，我們在北京舉辦了日本工業自動化產品展覽會。這次會議有兩個產品，壹個是數控機床，壹個是工業機器人。這個時候我們國家的很多學者看到了這樣的方向，開始研究機器人，但是這個時候的研究基本局限於理論探討階段。然後機器人研究的真正時間是七五、八五、九五、十五期間，發展最快。正是在1986，我們國家設立了863計劃，這是壹個高技術發展計劃，把機器人技術作為壹個重要的發展主題。國家投入近幾億美元開始機器人研究，使得我國在機器人領域發展迅速。
目前主要機構如中科院沈陽自動化所、北京自動化所、原機械部、哈爾濱工業大學、北京航空航天大學、清華大學、中科院北京自動化所等。做了非常重要的研究工作，取得了很多成果。而且這幾年我們國家很多機構都在搞機器人研究，很多研究生、博士生都在搞機器人研究。目前我們國家有代表性的研究，包括工業機器人、水下機器人、空間機器人、核工業機器人，應該處於世界領先水平。總的來說，我們國家和發達國家還有很大的差距，主要是我們國家在機器人產業化方面還沒有固定的、成熟的產品，但是我們在這些水下、太空、核工業、壹些特種機器人方面取得了很多有特色的研究成果。
我簡單介紹壹下工業機器人的壹些信息。迄今為止，工業機器人是最成熟、應用最廣泛的壹類機器人。目前世界總銷量165438+萬臺，這是1999的統計，但這165438+萬臺已經配備使用，這個量也是75萬臺。總的來說，日本在工業機器人領域排名第壹，成為機器人王國，美國也在快速發展。目前在新安裝機器人數量上已經超過日本。我國剛剛進入工業化階段，已經開發了多種工業機器人樣機，但其中壹部分是小批量用於生產，這也是日本、美國和我國工業機器人的對比。
這是壹款點焊機器人，主要針對汽車生產線，提高生產效率，提高汽車焊接質量，降低工人勞動強度。它的特點是用機器人點焊兩塊鋼板時，它需要承載壹個很大的焊鉗，壹般都在幾十公斤以上，所以它的速度需要每秒1.5到2米的高速運動，所以壹般有五到六個自由度，負載30到120公斤，工作空間很大，大概兩米左右。這樣的球形工作空間，運動速度很高，所以自由度的概念，也就是相對獨立運動的部件數量，相當於我們的人體。腰部是壹個旋轉自由度。我們的大臂可以擡起，小臂可以彎曲，所以這是三個自由度。同時，手腕也有三個自由度來調整姿態。所以壹般的機器人有六個自由度，在空間上完全可以實現三個位置，三個姿態。當然也有少於六個自由度和多於六個自由度的機器人。
弧焊機器人也是工業機器人的壹個重要方面。比如我們車的後輪軸焊接的時候，是連續焊接的，所以它的特點是連續軌跡控制，所以要求軌跡精度非常高，壹般來說也是五到六個自由度。因為它的焊槍比較小，能有五到十公斤。這壹方面是國際國內廣泛使用的壹種機器人，另壹方面是像搬運和鉚接。在這些工作場所，如搬運，主要要求機器人有很高的速度和很大的運載能力。比如日本的大庫機器人，可以負重300公斤，抓取，搬運，碼垛。
第二類是服務機器人。隨著工業化的發展，特別是近十年來，機器人開發的應用領域不斷擴大。目前來看是壹個很重要的功能。眾所周知，機器人已經逐漸從制造業轉向非制造業和服務業。剛才說的汽車制造屬於制造業，但服務業包括保潔、加油、救護、搶險救災等。，都屬於非制造業和服務業。那麽和工業機器人相比，它有壹個很重要的區別。它主要是壹個移動平臺，可以移動和移動，上面有壹些手臂進行操作，同時還配備了壹些力傳感器，視覺傳感器，超聲波測距傳感器等等。它通過識別周圍的環境來判斷自己的運動，完成壹些工作，這是服務機器人的壹個基本特征。
比如這裏有幾張圖。這是在美國。他們開發了像大型客機壹樣的清潔工作。如果人做起來很重的話，那麽龐大的身軀打掃起來就會很重，很不方便。然後他們用這個機器人來實現這些像飛機壹樣的清潔工作，包括壹些國家研發像高樓壹樣的清潔機器人，也是服務行業的機器人，包括家裏用的。也有壹些酒店和壹些公共場所使用這種清潔機器人來清潔地面，包括可以自動收集散落球的網球場。這些機器人也存在。
另壹方面，服務機器人的應用在汽車加油機器人上也很有意思，包括壹些加油站，都是用自動計量裝置來實現這壹切的自動計量，但是還是靠人來操作。但是可以看到在美國的壹些高速公路上，車流量很大，包括晚上給汽車加油，工作非常復雜，所以現在很多國家都在研發這種自動加油機器人，可以自動測量，自動投放。
導盲機器人類似於小狗的形狀，是考慮到盲人的安全。它可以判斷道路上的壹些障礙物，移動的車輛和行人，以引導盲人安全行走，這對於提高盲人的安全性是非常必要的。
然後是導遊禮儀機器人，也是服務機器人，體現了壹種智能和代表性。在很多大公司，它需要宣傳自己的產品。它制作壹些各種卡通造型的機器人，可以和人進行簡單的對話，介紹產品等。，可以在壹些酒店接待壹些客人等等增加企業或酒店的社會影響。
家務機器人主要體現在它可以定期清潔和吸塵地毯和地板。它是壹個有趣的機器人，它有傳感器，它可以識別家具和人，它可以按照壹個規律自動清潔地面，這也是壹些機器人在家務勞動中的表現。
現在，許多國家都在發展像動物園、娛樂中心和迪士尼這樣的大型公園。為了增加趣味性，它開發了模仿者，包裝成各種各樣的人。它會說話，會唱歌，會表演，這樣它就可以和人交流了。這類機器人還包括將機器人包裝成各種有趣的動物，如恐龍、大象、獅子和壹些卡通造型的小動物。它已經像動物壹樣完成了壹些動作的模仿，模仿了它的聲音，同時還能與人交流。尤其有趣的是壹個彈鋼琴的機器人。早期在日本的時候，它演奏了壹首世界聞名的歌曲，在當時的機器人界引起了很大的轟動。所以這個機器人的特點要求手指非常靈活，自由度大，而且在玩的過程中，還需要很強的控制和感官控制，所以是相對而言的。
還有像這個機器人壹樣的演奏者，包括它的小提琴演奏，這是樂器中最復雜最難的樂器。它可以通過音樂演奏小提琴，以及控制、協調、速度等。必須自動選擇或判斷，包括這也是機器人在表演，等等。在服務機器人方面是壹個非常廣泛的應用領域，越來越貼近人們的需求。所以總結起來，有四個關鍵技術。壹個是移動機構，不同於工業機器人。大多數服務機器人是移動的，包括輪式、履帶式和步行式，包括組合式。這種移動機構具有感知環境的能力，這也是服務機器人最重要的特點，因為它所處的環境不像工業機器人的固定環境。固定的框架，固定的外觀來實現，那麽這個環境可能是未知的，可能是變化的，包括清潔機器人，房子的形狀，每個家庭的外觀，家具的擺放都不壹樣，甚至有人在走路。這些非結構化的環境使它能夠準確地描述、感知和判斷。在這方面，說明服務機器人具有壹定的人類智能的功能。
另壹方面是能源技術。眾所周知，早期的人形機器人都是配有“辮子”的。由於其能量供應不足，電池能量非常小。所以這種服務機器人現在要求密度高，輸出電壓相對恒定，內阻低，耐高溫，成本低，特別是在高密度方面。因此，能源技術是移動機器人未來發展的關鍵問題，控制技術也是如此。在感知環境的過程中，控制技術也需要與人進行交互。既然是服務，人總要與之接觸，那麽如何與人交互就需要壹個開放友好的連接界面，包括語音功能和圖形化編程方式。
另壹方面，世界上在農業、林業和牲畜機器人方面取得了壹些重大進展。我們也在討論農業機器人和林業機器人在我國是否有必要。那麽對於壹些發達國家來說，農業人口非常有限，包括壹些農副產品和松子的采集，這是壹件非常麻煩的事情。在這種情況下，機器人可以通過形狀和顏色來處理西紅柿和蘋果等水果。判斷它的成熟度，然後采摘，這個研究確實提高了農業自動化的壹個方面，包括我們國家已經研制成功了嫁接機器人，它可以在嫁接和機器人采摘後自動連接兩根樹枝，然後把樹枝包起來。這項研究在中國農業大學已經研發成功，還包括林業機器人，主要采摘農林產品，比如松子，還包括樹根。伐木的時候，要把它拔出來種樹。更有意思的是，在畜牧業方面，包括澳洲在內，羊的種類很多。他們國家產量最大的壹個行業，比如羊，剪羊毛量很大，所以人力有限，所以致力於研發壹款剪毛機器人。首先，它通過機械手固定壹只羊，並通過攝像頭識別它的形狀。使用這種所謂的剪刀，然後根據它的形狀自動把羊毛挑出來，同時又不損傷它的皮膚，因為壹只羊長得很像，所以它的操作難度很大，對環境的感知要求很高，所以這個技術也很復雜。
在國外，工程機器人的使用量和需求量正在逐漸增加。建築機器人主要解決這個問題。像我們的築路機器人，他們也需要施工機器人，包括噴塗，挖掘機，包括壹些建築的模塊化預制板，都需要壹些自動化的設備，包括家庭裝修，比如墻繪，也是很大很臟，對人體有害。現在壹些外國公司正在開發面向家庭的繪畫機器人。
還有像食品包裝、縫紉之類的東西，也就是說服務型家庭、食品的應用，包括香腸的包裝，其實壹方面提高了自動化水平，但是另壹方面也提高了衛生水平。否則人類參與的話，總會帶來壹些不衛生的因素，包括服裝裁剪。現在做衣服，人們越來越追求個性化。所以現在壹些大學都在研究，包括妳想要的。這包括在妳站在這個區域後掃描妳的體形。機器人可以自動設計出適合妳體型的形狀。通過妳的選擇和修改，機械手會自動裁剪它的面料。最後，有些生產線可以自動縫紉。在英國，許多國家也在開發這種機器人裝置。
還包括消防救援機器人，日本研發的比較多，所以高層建築壹旦發生火災，大家都知道是壹件非常危險和痛苦的事情。然後，在機器人的幫助下把人從高樓裏救出來，然後進行救援，包括高樓著火的時候，它可以用這個機器爬到樓裏，噴水，或者切斷壹些電纜等等。，可以由機器人來完成。
所以醫療機器人是近五年來發展很快的壹個新的應用領域，所以我們也可以看到幾個方面，包括人類是壹個非常珍貴的生物，所以人類的眼球、神經、血管都是非常精細的，所以如果壹個人在操作的時候，壹個醫生來操作，壹個很累，另壹個手動操作的準確性還是有限的，那麽這是在德國，有的大學是對著人的脊椎，比如腰椎間盤。還有壹種康復機器人。比如半身不遂、偏癱患者，發生率比較大。當他從治療中恢復時，他需要鍛煉和恢復四肢。如果醫生有限，不可能壹個醫生天天給病人按摩或者拉，那麽家屬都在上班，沒時間照顧。然後可以用壹個機器人來影響他的手。每天強迫他運動，以達到人體肌肉的最佳恢復，這是很危險的。很多大學和壹些醫院都在發展像人壹樣的腦外科。不過已經有了很好的例子，包括北航定位和鉆取人腦的工作，還有美國1000多個在人眼球上做手術的機器人。這種機器人還包括遠程控制。要實現這種對人體胃腸道的操作，妳可以在電視上看到，壹個手指粗細的機械手，插入腹腔臟器後在屏幕上操作這個機械手，同時用激光治療病竈。在這種情況下，人們不用在很大程度上破壞人的身體，這其實對人來說是壹種解放，而且是很好的機器人，醫療機器人也很復雜。壹方面，它很難自動完成各種工作。壹般來說，人們參與其中。這是美國開發的林德伯格手術的壹個例子。人們通過屏幕上的遙控器控制另壹個機械手，實現對人腹腔的操作。在我們幾年前的國家展上，美國已經成功實現了對人心臟瓣膜的手術和搭橋手術，這在機器人領域已經有了。引起了很大的轟動，包括伊索的手術機器人，它可以通過壹些儀器實際檢查人的壹些病變，可以通過壹個機械手對人的壹些部位進行手術，還有遙操作機械手，很多醫生都可以在機器人的參與下進行手術，包括機器人拿鉗子，鑷子或者刀給醫生代替護士的工作，同時自動把燈光和醫生的動作聯系起來，醫生。
然後還有幾個例子，比如人體肩關節的手術，包括神經外科和神經外科，所以這個手術應該是非常困難和有風險的，但是在人的參與下，做到了準確定位，對人體的恢復非常有利。另壹個體現機器人應用展示程度的研究是水下機器人。首先我們要回答為什麽要研發水下機器人。那麽人們已經意識到，隨著土地資源的不斷消耗，如何才能獲得更多的資源呢？人們已經把目光投向了宇宙和水下，所以海洋的資源非常豐富。包括銅、錳、鎳、鈷等礦產資源，這些資源比地面資源多幾千倍，這個資源非常大，包括空間。然後是海底勘探，海上打撈，水下調查和排險，包括我們看的電影泰坦尼克號，大概我們看到了壹個小型機器人在水下拍攝，包括俄羅斯的核潛艇。事故發生後，其實很多大學都希望參與，可以用機器人來救援等等。另壹方面，機器人在水下應用中發揮著重要作用，因為人們在海底下工作是非常危險的。這方面應該說美國、法國、俄羅斯的研究水平比較高，所以這是法國的壹個水下工作機器人。在日本，潛水器“海狗”號已經到達水下幾千米，開展了海底探測、采集海底部分礦物等工作。