带孩子去杭州哪里好玩:机器人的历史

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/04/30 07:43:35

古代机器人

机器人一词的出现和世界上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伶人,这是我国最早记载的机器人。

春秋后期,我国著名的木匠鲁班,在机械方面也是一位发明家,据《墨经》记载,他曾制造过一只木鸟,能在空中飞行“三日不下”,体现了我国劳动人民的聪明智慧。

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。

1800年前的汉代,大科学家张衡不仅发明了地动仪,而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里,车上木人击鼓一下,每行十里击钟一下。

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。

1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶,并在大阪的道顿堀演出。

1738年,法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭,它会嘎嘎叫,会游泳和喝水,还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。
在当时的自动玩偶中,最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年,他们连续推出了自动书写玩偶、自动演奏玩偶等,他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。它们有的拿着画笔和颜色绘画,有的拿着鹅毛蘸墨水写字,结构巧妙,服装华丽,在欧洲风靡一时。由于当时技术条件的限制,这些玩偶其实是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶,它制作于二百年前,两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐,现在还定期演奏供参观者欣赏,展示了古代人的智慧。

19世纪中叶自动玩偶分为2个流派,即科学幻想派和机械制作派,并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表了《浮士德》,塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”;1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》;1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世;1886年《未来的夏娃》问世。在机械实物制造方面,1893年摩尔制造了“蒸汽人”,“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。

进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世,1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”,并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人,装有无线电发报机,可以回答一些问题,但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人(可编程、圆坐标)在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。

现代机器人

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的发展,以及原子能的开发利用。
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,原子能实验室的恶劣环境要求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“VERSTRAN”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的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。
1967年日本成立了人工手研究会(现改名为仿生机构研究会),同年召开了日本首届机器人学术会。

1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后,机器人的研究得到迅速广泛的普及。

1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人,它是液压驱动的,能提升的有效负载达45公斤。

到了1980年,工业机器人才真正在日本普及,故称该年为“机器人元年”。

随后,工业机器人在日本得到了巨大发展,日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。

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。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。

机器人的历史

机器人形象和机器人一词,最早出现在科幻和文学作品中。1920年,一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本,剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场,让它充当劳动力代替人类劳动的故事。

真正意义上的机器人出现在1959年。当时,美国人英格伯格和德沃尔制造出了世界上第一台工业机器人。这台机器人外形像一个坦克的炮塔,基座上有一个可转动的大机械臂,大臂上又伸出一个可以伸缩和转动的小机械臂,能进行一些简单的操作,代替人做一些诸如抓放零件的工作。

经过了40年的发展,现在全世界已装备了90余万台工业机器人,种类达数十种,它们在许多领域为人类的生产和生活服务。大多数工业机器人都不能走路,一般是靠轨道滑行,如汽车制造机器人等。现代工业机器人主要有四种类型:(1)顺序型——这类机器人拥有规定的程序动作控制系统;(2)沿轨迹作业型——这类机器人执行某种移动作业,如焊接、喷漆等;(3)远距作业型——比如在月球上自动工作的机器人;(4)智能型——这类机器人具有感知、适应以及思维和人机通信机能。

智能型机器人是最复杂的机器人,也是人类最渴望能够早日制造出来的机器朋友。然而要制造出一台智能机器人并不容易,仅仅是让机器模拟人类的行走动作,科学家们就要付出了数十甚至上百年的努力。

1997年,日本本田公司率先研制出了第一台类人型步行机器人样机P3。2000年11月,日本科学技术振兴事业团宣布,已开发出可模仿一岁婴儿行走的机器人“皮诺”。它全身有26个关节,脚心装有一个传感器,可测量重心;眼睛可分辨红、蓝、黄等颜色,可自测距离;能挥手,并能蹒跚行走。

把机器人带回家

在智能型机器人中,目前离我们最接近的是娱乐型智能机器人。娱乐型智能机器人以供人观赏、娱乐为目的,具有拟人化(或拟物化)的外部特征,可以行走或完成动作,有一定的语言能力及感知能力。

最近在CEBit 2003中,索尼展示了其最新产品——Aibo机器狗,这款机器狗有表演、睡眠和游戏的功能,如果你有两只机器狗的话,还可以设置它们进行足球、走迷宫等游戏。

另外索尼10月还发布了以双足行走机器人“SDR-4XII”为原型设计的4款技能及性格各异的机器人“QRIO”。QRIO属于高智能的娱乐机器人,身体内部装置着各种感应系统,感情丰富,能够与人进行各种形式的交流,同时可以通过记忆和学习不断成长。此外它的特殊才能是进行各种高难度动作,可谓能歌善舞。

在交流方面,目前最先进的机器人是日本人类机器人财团今年10月研制成功的“小IF”,这个身高40厘米、体重只有5公斤的机器人能说会道,顽皮可爱,语言能力和5岁小孩差不多,总爱通过对话模仿对方的性格和癖好。更让人惊喜的是,它可以通过对方的声音捕捉微妙的感情变化,然后通过自己的表情变化表达喜怒哀乐,为很多人带来欢乐。“小IF”的服务对象是平常人家,价格可能定在30至50万日元之间。

美国是机器人的诞生地,经过30多年的发展,美国现已成为世界上的机器人强国之一,基础雄厚,技术先进。几年前,美国特种机器人协会曾举办了一场别开生面的音乐会,演唱者是世界男高音之王“帕瓦罗蒂”。这位“帕瓦罗蒂”并不是意大利著名的歌唱家帕瓦罗蒂,而是美国衣阿华州州立大学研制的机器人歌手“帕瓦罗蒂”。这场音乐会实际上是一场机器人验收会。听众席上不仅有机器人领域的专家,更有不少音乐家以及众多慕名而来的普通听众。

2003年第77季Neiman Marcus圣诞礼品书上刊登的一对豪华礼品机器人的照片。这对售价高达40万美元的机器人高约1.8米,由国际机器人技术公司设计制造。它们可以唱歌、跳舞并可以被用来给小孩留言。

某一天,在医院的手术台前,机器人正在为病人做开颅手术;在月球表面,机器人正在代替人类采集矿石标本……这些并非是科学幻想,而是正在或将要到来的现实。让我们做好准备,迎接一个机器人回家!(极品虫)