农业机器人概况与发展

易中懿,胡志超.农业机器人概况与发展[J ].江苏农业科学,2010(2):390-393.

农业机器人概况与发展

易中懿,胡志超

(农业部南京农业机械化研究所,江苏南京210014)

摘要:农业机械化水平是一个国家农业现代化水平的重要标志,而农业机器人技术则更能反映一个国家的农业机械化科技创新水平。随着国家不断加大我国农业机械化发展扶持力度,农业机器人也必将成为中国未来农业技术装备研发的重要内容。本研究在解析农业机器人类型、特点以及关键技术的基础上,论述了目前国内外农业机器人的研发概况及存在问题,并就农业机器人研发重点与要点提出了建议。 关键词:农业机器人;智能化;研发概况;关键技术;研发要点 中图分类号:S232.7 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2010)02-0390-04收稿日期:2009-07-30

基金项目:江苏省高技术研究计划(编号:BG2007340)。

作者简介:易中懿(1964—),男,安徽金寨人,博士,研究员,博士生导师,研究方向:农业机械化技术与宏观发展政策。

通信作者:胡志超,博士,研究员。E -mail:nfzhongzi@https://www.wendangku.net/doc/e616374680.html, 。

农业机器人是一种以完成农业生产任务为主要目的、兼有人类四肢行动、部分信息感知和可重复编程功能的柔性自动化或半自动化设备,集传感技术、监测技术、人工智能技术、通讯技术、图像识别技术、精密及系统集成技术等多种前沿科学技术于一身,在提高农业生产力,改变农业生产模式,解决劳动力不足,实现农业的规模化、多样化、精准化等方面显示出极大的优越性。它可以改善农业生产环境,防止农药、化肥对人体造成危害,实现农业的工厂化生产。因此,如果说农业机械化水平是一个国家农业现代化水平的重要标志,那么农业机器人技术则更能反映一个国家的农业机械化科技创新水平。农业机器人的研发,早已成为发达国家科研的重要组成部分。农业机器人因其作业对象和作业环境的复杂多变性,决定了其较工业等领域机器人有着诸多不同和更高要求。随着中国农业劳动力结构性短缺问题日趋严重和国家不断加大对农业机械化发展的扶持力度,农业机器人技术必将成为中国未来农业技术装备研发的重要内容。笔者对农业机器人类型、关键技术、存在问题及中国农业机器人未来研发重点内容等作简要探析,以期为我国农业机器人技术发展提供借鉴。

1　农业机器人简介1.1　农业机器人的类型

农业机器人种类繁多,按作业对象不同通常可分为以下4类:(1)可完成各种繁重体力劳动的农田机器人,如插秧、除草及施肥、施药机器人等;(2)可实现蔬菜水果自动收获、分选、分级等工作的果蔬机器人,如采摘苹果、采蘑菇、蔬菜嫁接机器人等;(3)可替代人养牲畜、挤牛奶、剪羊毛等工作的畜牧机器人,如牧羊、喂奶及挤奶机器人等;(4)可代替人实现伐木、整枝、造林等工作的林木机器人,如林木球果采集、伐根清理机器人等。1.2　农业机器人的特点

农业机器人与工业等领域的机器人有很多共同之处,主

要结构均包括五官、头脑、神经、手脚和心脏等部分;但农业机器人与工业机器人相比又有如下明显不同。

(1)作业对象的娇嫩和复杂性。农业机器人一般须同时实现作业和移动,工作时具有特定位置和范围,作业对象形状复杂,相互之间生长发育差异很大,要求其必须灵活处理,实现合理避障,降低损失率。

(2)作业环境的易变性和难预测性。时间和空间的变化导致作业对象生长环境的变化,要求农业机器人要有足够的适应能力,在视觉、推理和判断等方面具有非常高的智能。

(3)使用对象和价格的特殊性。使用者是农民,需要农业机器人必须具有高可靠性和操作简单等特点。同时由于农业的弱质性和农民的弱势性,因此农业机器人的制造成本一定要尽可能的低,否则很难普及。1.3　主要结构与工作过程

现以温室收获机器人为例,介绍农业机器人的主要结构

和工作过程。Kanae [1]

等研制出樱桃收获机器人,结构如图1所示,主要部件包括4自由度机械手、三维视觉传感器、末端执行器、计算机以及导轨装置。机械手设计成4轴关节式,其中1轴可上下移动,另外3轴可左右移动,具有4个自由度,该机械手可以在樱桃树干四周运动,确保末端执行器能够到达树干四周进行采摘。三维视觉传感器安装在机械臂b 上,可以随着机械手一起移动,从而可以从不同位置和方向对树干进行扫描,减小视觉死角。视觉传感器上装有红外和近红外激光二极管,实时扫描目标,获得图像并经过计算机处理后,识别果实所在方位和障碍物,并确定末端执行器的合理运动轨迹进行摘果动作,有效避免碰撞障碍物。

末端执行器运

动至果实所在位置后,真空吸尘器通过管道向末端执行器提供一定的负压,将果实固定吸附在末端执行器的真空管口,末端执行器机械指夹住果梗,将果实连同果梗一起从树上摘下,送至集果箱,完成单次收获过程。

2　国内外农业机器人研发概况

进入后工业化的发达国家,随着农业生产的日趋工业化、规模化及精准化的不断发展,农业机器人研发早已成为其科研的重点内容之一,在育苗、移苗、嫁接、农产品收获等方面得到诸多试验与应用。同时,机器人技术的发展也有效促进了发达国家农业生产过程的自动化、智能化和精准化发展[2]。但目前农业机器人在中国无论是研发还是应用还处于起步阶段[3]。

2.1　发达国家农业机器人的研发概况

发达国家对农业机器人的研制起步早、投资大、发展快,这些国家农业规模化、多样化、精确化和设施农业的快速发展,有效地促进了农业机器人与其他智能化农业机械的发展。

自20世纪80年代开始,发达国家根据本国实际,纷纷开始农业机器人的研发,并相继研制出了嫁接机器人、扦插机器人、移栽机器人和采摘机器人等多种农业生产机器人。如澳大利亚的剪羊毛机器人,荷兰的挤奶机器人,法国的耕地和分拣机器人,日本和韩国的插秧机器人,丹麦的农田除草机器人,西班牙的采摘柑橘机器人,英国的采蘑菇机器人等[4-7]。Belf orte等研发出一种多用途、低成本的温室机器人样机,无需人工帮助,可以在温室环境下进行精准施药和精准施肥作业,样机生产率达到400～500株/h[8]。近年来,东南亚一些国家对农业机器人的研发也表示出较大兴趣[9-10]。总体看来,在农业机器人的研发方面,日本居世界领先地位,现已研制出番茄、黄瓜、葡萄、柑橘等水果和蔬菜收获的多种可用于农业生产的机器人[11]。但是由于农业生产环境、作业对象及使用者等与工业生产领域截然不同,发达国家已研发成功的农业机器人目前尚未实现商品化生产和大面积普及。

进入21世纪,农业劳动力不断向其他产业转移,农业劳动力结构性短缺和日趋老龄化渐已成为全球性问题。设施农业、精确农业和高新技术的快速发展,特别是人工作业成本的不断攀升,为农业机器人的进一步发展提供了新的动力和可能。如果蔬的采摘不仅季节性强、劳动量大,而且作业费用高,人工收获的费用通常占全程生产费用的50%左右,因此采摘机器人在日本、美国、荷兰等国家已有初步使用。

Cho等研发出3-自由度机器人用于收获莴苣,该机器人基于机器视觉和模糊逻辑控制原理,包括3-自由度机械手、末端执行器、莴苣传送带、吹送风机、机器视觉装置、6个光电传感器以及模糊逻辑控制器等部分。该机器人的收获成功率为94.12%,平均收获周期为5s/个[12]。

荷兰农业与环境工程研究所研发出黄瓜收获机器人,该机器人的最大优势是可以从不同方位对某一特定黄瓜进行几次收获作业尝试,可提高收获成功率。van Henten等利用该机器人对温室黄瓜进行田间采摘试验,平均收获成功率为74.4%,多数作业失败归因于末端执行器对果茎的定位不准确[13]。

Q iao等开发出移动式水果分级机器人,利用电子计量系统和机器视觉系统来获得田间果实的重量、尺寸、颜色、外形、缺陷等果实品质指标,并记录产地、收获时间等相关信息,以此信息源为基础建立作物的产量和品质地图,为田间生产作业提供科学决策[14]。

2.2　中国农业机器人的研发概况

中国的农业机器人研发起步晚、投资少、发展慢,与发达国家相比差距还很大,目前还处于起步阶段。20世纪90年代中期,国内才开始了农业机器人技术的研发。中国农业大学为中国大陆农业机器人技术早期研发单位之一,研制出的自动嫁接机器人已成功进行了试验性嫁接生产,解决了蔬菜幼苗的柔嫩性、易损性和生长不一致性等难题,可用于黄瓜、西瓜、甜瓜等幼苗的嫁接,形成了具有自主知识产权的自动化嫁接技术。随后南京农业大学、东北林业大学等其他高校和科研院所也相继开展了相关研究,并且随着中国工业化、城镇化和现代化的快速发展,中国农业机器人的研发范围亦在逐步扩大,目前在耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘机器人等方面均有研发。此外,东北林业大学研制出林木球果采摘机器人,它的应用有望缓解我国的森林资源危机,改进我国的森林资源利用方式[15]。

中国机器人技术与发达国家相比差距明显,农业机器人差距更大。但随着中国科技和经济的快速发展,尤其是国家不断加大农业机械化发展扶持力度,中国农机化事业进入了前所未有的良好发展时期,也为农业机器人提供了良好发展机遇,农业机器人技术的先进性和先导性决定了其必将成为未来中国农业技术装备研发的重要内容之一。

3　农业机器人的关键技术

农业机器人是复杂的高智能化农业技术设备,集机、电、光等多学科高新技术于一体,面临的是非结构、不确定、难以预估的复杂工作环境和作业对象,关键技术主要包括以下几个方面。

3.1　机器人智能化连续运动控制技术

田间作业时,农业机器人置身于复杂的三维空间内,由于存在地面凹凸不平、意外障碍、大面积范围定位精度、机器人平稳和振动以及恶劣的自然环境等问题,使其移动和精确定位技术变得相当复杂。近年来,采用陀螺罗盘、雷达、激光束以及卫星定位系统(GPS)等导航设备,进行路径规划与避障、探测定位和控制系统稳定性,以确定农业机器人本体位置和行走方向,从而保证其能够自主行走。针对路面不平坦和倾斜等问题,目前正在研究使用人工神经网络、模糊控制等人工智能控制方法加以解决。

Chen等[16]开发出一套机器视觉系统,用于确定稻田微型除草机器人的行走路线。Mehta等[17]开展了温室轮式机器人的视觉定位方案研究,采用菊花链式方法建立几何模型,用来确定目标物的位置坐标以及机器人本体位置,试验表明该方案可行。

3.2　目标随机位置准确感知和机械手准确定位技术

农业机器人多数在室外工作,工作环境如温度、光线、颜色及风力等时刻在变,要求机器人有较高适应性。它的作业对象是果实、苗、家畜等离散个体,形状和生长位置具有随机

性,采用柔性动作处理技术进行采摘传送既安全又平稳。农业机器人的机械手必须具有敏感和准确的作业对象识别功能,行动时自由度必须足够多,可对目标的随机位置及时感知,并基于位置信息对机械手进行位置闭环控制。

荷兰瓦赫宁根大学van Henten教授等在果蔬采摘机器人的机械手运动控制方面开展了大量研究。van Henten[18]等开展了黄瓜采摘机器人的无碰撞运动规划研究,程序分为2部分:机器人工作环境的感官信息获取,末端执行器与黄瓜之间无碰撞运动路径的生成。该无碰撞运动路径能够用于黄瓜采摘机器人的7自由度机械手实际作业,运动路径规划采用A 3-查询算法,易于实现,且鲁棒性强;但该算法计算周期较长,且不能满足单个采摘动作周期的要求。van Henten等针对水果采摘机器人开发出线路径规划和控制方法[19],该方法在路径行程和避障方面的时耗近乎最小,能解决更多实际问题,实现成本较低,且该方法的可行性得到试验验证。van Henten等[20]对温室黄瓜收获机器人机械手的运动结构进行优化设计,并提供了一种评价和优化该运动机构的客观方法,优化结果发现,4臂4自由度PPRR机器手最适合于温室黄瓜的收获。

另外,I noue等[21-22]也利用遗传算法和神经网络对农业机器人的运动路径开展了优化研究。

3.3　机械手抓取力度和形态控制技术

对于桃、蘑菇等类型的娇嫩对象或蛋类等脆弱产品,采用柔软装置合理控制机械手的抓取力度,以适应抓取对象的各种形状,避免在传送和搬运过程中发生损伤现象,以减少损失和保证品质。

Tanner等研究了农业机器人的移动多机械手作业处理软性物料时的运动学和动力学特性,并在Kane方法的基础上建立了机械手的运动方程模型,具有算法简单、物理识别、速度模拟、方向控制等优点,机械稳定性高,且能较好地控制机械手的非完整运动,可适用于任意形状的软性农产品物料,以防止机器人作业时对农产品造成损伤[23]。

Cho等研发的莴苣收获机器人,利用模糊逻辑控制技术,可根据莴苣自身特性确定末端执行器的合适抓力,控制器以莴苣的叶面指标和高度为输入变量,电压为输出变量[12]。3.4　复杂目标分类和智能控制技术

农产品采摘、分选过程中须依据颜色、形状、尺寸、纹理、结实程度等特征,对其成熟程度或品质进行分类,然后对符合采摘条件的果实进行采摘。采用机器视觉技术,目前已可准确识别育苗种子发芽情况和柑橘成熟度。农产品的特征极其复杂,进行数学建模比较困难,农业机器人可在人工辅助条件(如模糊逻辑、神经网络和智能模拟技术等)下进行自学习,并记忆学习结果,形成自身处理复杂情况的知识库。

机器人自动控制是时变性非常强、难于模拟的复杂系统,通常利用自适应控制技术来实现。Collewet等对农业机器人的关节空间控制进行研究,开发出模糊自适应控制器,并通过计算机模拟验证了该控制方法的有效性和稳定性,且该控制器能够在低端硬件上得以实现[24]。

3.5　恶劣环境适应技术

农业机器人较工业机器人的工作环境要复杂和恶劣得多,进行感知、执行和信息处理的各部件以及系统必须适应环境照明、阳光、树叶遮挡、脏、热、潮湿、振动等影响,保持高可靠性。

4　当前农业机器人存在的主要问题

20世纪后期,农业机器人开始在一些发达国家的农业生产中得以试验与应用,虽在不断发展,但仍有不少瓶颈问题有待突破,特别是由于开发难度大、成本高以及智能化水平不够完善等原因,致使目前的研究大多处于试验阶段,还无法普及实用,真正可替代人类从事农业生产实践的机器人还非常有限。

4.1　智能化水平不够完善,不能满足农业生产需要

农业生产的特殊性要求农业机器人具有相当智能和柔性生产能力以适应复杂的非结构环境,但现有农业机器人的智能化程度还未能完全达到农业生产需要。如在果蔬收获采摘机器人系统中,由于作业环境的复杂性,尤其是光照条件的不确定性和果实的部分或完全遮挡问题,采摘对象的智能化识别和定位还没有完全解决。因此,还需要在视觉传感器技术、视觉与非视觉传感器技术的融合、图像获取和图像处理的算法等方面进行更深入研究。近年来一些研究机构纷纷将研究重心从机械部分转向机器视觉、人工智能方面,以解决农业机器人智能化问题。从技术水平来看,自动导航、视觉辨识定位等方面已有成熟的解决方案,但总的来说,目前农业机器人智能系统的发展还不够完善,很多作业还无法完全由机器人单独来完成。此外,目前的农业机器人即使具备了相当的智能,能够完成某种工作,但是由于其制造成本过高,难以实现实用化。

4.2　开发难度大,生产成本高

季节性强是农业生产特征之一,它决定了农业机器人使用效率低,间接增加了成本。要提高农业机器人的生产效率,只有当其生产成本低于人工作业成本时,农业机器人才能达到实用化。而目前农业机器人成本高,性价比与实际市场要求还有很大差距,从而制约了农业机器人的进一步研究和商业化开发。

5　农业机器人研发要点

农业机器人作业对象和作业环境的复杂性和多变性,以及农业的弱质性和农民的弱势性,均对农业机器人的研发提出了更高的要求,农业机器人的研发要点和重点可简要概括如下。

5.1　实现功能、用途多样化

农业机器人不仅操作对象具有多样性和可变性,而且价格高、使用时间短、间隔周期长,因此要尽可能使其实现功能、用途多样化,即要求其具有良好的通用性和可编程性。只要简单更换机械手的末端执行器和软件,就可改变农业机器人的用途,提高利用效率,降低使用成本。例如:温室作业的机器人通过更换不同的末端执行器就能分别完成施肥、喷药和采摘等作业。

5.2　良好的适应性

农业机器人不仅作业对象复杂多变,而且作业环境复杂而恶劣,设施农业机器人经常是在高温高湿环境下作业;而农田机器人作业时,则经常要面对风、沙、雨和烈日的照射。因

此,农业机器人必须具有良好的适应性,并可根据环境情况实现自适应调整,并且在实际工作中,可根据作物生长环境和生长状况,自动选择最佳作业内容与作业方法。

5.3　操作简单化,价格低廉化

农业机器人操作者是农民,不是受过专业教育的机电工程师,因此要求农业机器人必须具有高可靠性和操作简单的特点;同时农业的弱质性与弱势性要求农业机器人制造成本一定要低,否则很难普及。

5.4　优化机械构件设计

机器人机械构件结构形式的优劣不仅直接决定机器人运动的灵活性和可靠性,而且也决定了机器人控制系统的复杂性。因此,农业机器人在满足功用和性能的前提下,要利用现代设计手段通过运动学和动力学分析和优化设计,使机器人机械构件尽可能简单、紧凑和轻巧。

6　结语

中国与发达国家的工业化差距正在日益缩小,而农业现代化的差距还很大,加快农业现代化发展,尤其是加快农业机械化发展已成为中国当前和今后相当长时期内的重要战略任务,中央和各级政府正在不断加大促进农业机械化发展的扶持力度。因此,完全有理由相信随着中国农业机械化事业的快速发展,农业机器人技术也必将成为中国未来农业技术装备研发的重要内容,并将取得较好较快的发展。

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智能机器人的现状和发展趋势

智能移动机器人的现状和发展 姓名 学号 班级：

智能移动机器人的现状及其发展 摘要：本文扼要地介绍了智能移动机器人技术的发展现状，以及世界各国智能移动机器人的发展水平，然后介绍了智能移动机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能移动机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能移动机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能移动机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能移动机器人；发展现状；应用；趋势 1引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能移动机器人则是一个在感知 - 思维 - 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能移动机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能 力。智能移动机器人与工业机器人的根本区别在于，智能移动机器人具有感知功 能与识别、判断及规划功能[1] 。 随着智能移动机器人的应用领域的扩大，人们期望智能移动机器人在更多领 域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而,智能移动机器人所处的环境 往往是未知的、很难预测。智能移动机器人所要完成的工作任务也越来越复杂; 对智能移动机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对 智能移动机器人的研究不断深入。 本文对智能移动机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能 移动机器人的发展，讨论了智能移动机器人在发展中存在的问题，最后提出了对 智能移动机器人发展的一些设想。 1

工业机器人发展现状与趋势

工业机器人发展现状与趋势 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 一、工业机器人技术现状及国内外发展的趋势 工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10％左右。2004年增长率达到创记录的20％。其中，亚洲机器人增长幅度最为突出，高达43%，如图1所示。

各区域用户工业机器人定购指数（以1996年作为100） 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： 1．工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可*性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。 2．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 3．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可*性、易操作性和可维修性。 4．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

农业机器人的应用与发展现状

农业机器人的应用与发展现状 摘要：本文总结了农业机器人的产生背景，概括了农业机器人的特点，并针对目前农业农业机器人的应用现状做了全面概述，并从国内外各个国家的农业机器人的研究状况概述了当前机器人的进展现状。 关键词：农业机器人应用现状国内外进展现状 1、农业机器人的开发背景 随着电子技术和运算机技术的进展，产生于美国的智能机器人技术正越来越被世界各国所重视，它已在许多领域得到了广泛的应用。在农业生产中，由于易对植被造成损害、易污染环境等缘故，传统的机械通常存在着如此或那样的缺点。为了解决那个咨询题，国内外都在进行农业机器人的研究。智能化和自动化技术的长足进展，为应用于非结构化环境的农业机器人开发打下了坚实的理论基础，如近几年显现的耕耘机器人、嫁接机器人、农药喷洒机器人、瓜果采摘机器人、温室治理机器人等[，差不多上现代高科技在农业上综合运用与进展的结果。使用农业机器人能够提升劳动生产率,解决劳动力的不足改善农业生产环境，防止农药、化肥等对人体的损害提升作业质量。农业机器人有关于传统农业机械能够更好地习惯生物技术的新进展，农业机器人的咨询世，有望改变传统的劳动方式，改善农民的生活劳动状态。 我国是一个农业大国,尽管农业人口众多，但随着工业化进程的持续加速，能够估量农业劳动力将逐步向社会其它产业转移，实际上进入21世纪后，我国将面临着比世界任何国家都要严峻的人口老龄化咨询题，农业劳动力不足的咨询题将日益凸现[。在日本、美国等发达国家,农业人口少随着农业生产的规模化、多样化、精确化,劳动力不足的矛盾越来越突出,许多作业项目如蔬菜、水果的选择与采摘等差不多上劳动密集型工作,再加上农时季节要求,劳动力短缺的咨询题越来越突出。因此，世界各国对农业机器人专门重视，投入了大量的资金和人力进行机器人的研究开发。 近年来，随着工业机器人的高速进展与广泛应用，在农业领域的机器人也进展专门快，估量21世纪将是农业机器人的时代[。

机器人发展概况

目录 （一）、机器人运动系统的组成、基本结构 (1) 1、驱动系统 (2) 2、感受系统 (2) 3、机器人——环境交互系统 (3) 4、人机交互系统 (3) 5、控制系统 (3) 6、机械传动结构 (3) （二）、国内外机器人厂家的对比 (4) 1、技术差距 (4) 2、品牌厂家 (5) 3、产品系列 (5) 4、产品价格及成本 (8) （三）机器人控制的智能化、网络化发展 (9) 1、国产机器人的发展状况 (9) 2、应用市场和产品类型的变化 (10) 3、高端智能化机器人将成重点 (11)

智能机器人运动控制系统的综述及发展摘要：本文简述了机器人控制系统，讨论了该系统的分类。综述了机器人控制系统最新的研究内容和成果，调研了机器人控制系统的市场应用。发现，机器人在工业、国防、科研、教育以及人们的日常生活等诸多领域都已广泛应用，并向着标准化、模块化、智能化不展。 关键词：机器人控制系统研究市场 （一）、机器人运动系统的组成、基本结构如图1和图2所示，机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成。这三大部分可以分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统六个子系统。

图1 机器人的基本结构示意图 图2 机器人基本组成示意图 1、驱动系统 要使机器人运作起来，各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统，可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。 2、感受系统 它由内部传感器模块和外部传感器模块组成，获取内部和外部环境状态中有意义的信息。智能化传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧

智能机器人的现状及其发展趋势

智能机器人的现状及其发展趋势 摘要：本文扼要地介绍了智能机器人技术的发展现状，以及世界各国智能机器人的发展水平，然后介绍了智能机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能机器人；发展现状；应用；趋势 The status and trends of intellectual robot Abstract: This paper briefly discusses the development, status of intellectual robot, development of intellectual robot in many countries. And then it presents the categories of intellectual robot, talks about the extensive applications in all works of life from several typical aspects and trends of intellectual robot. After that, it puts forward prospects for future technology, suggestion and a tentative idea of myself, and analyses the development of intellectual robot in China. Finally, it raises expectations of intellectual robot in China. Key words: intellectual robot; development status; application; trend 1 引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于，智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能[1]。 随着智能机器人的应用领域的扩大，人们期望智能机器人在更多领域为人类服务，代替

国内外机器人发展现状及发展动向

国外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展：增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台，略有回落，主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑，但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级，我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台，年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计1600亿元。 估计2013年至2017年，包含本体和集成在的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据，2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面，市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%，公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年，全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人，服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局：日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%，销量达69.92%。 截至2012年底，全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年，最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人净出口国，拥有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区，占比约34%，而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比，从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间(15%-25%)，表明这

农业机器人发展史

农业机器人发展史 自古以来，我国便是一个农业大国，依靠着大量人工人力，促使着我国在农耕时代屹立于世界，农耕文化至今还影响着我国。 随着时代的发展，农耕已不足以支撑起一个大国，西方国家文明改革，工业自动化生产渐渐地占据主要优势和地位，进而农业也渐渐地朝着自动化方向发展。 农业机器人类型 农业机器人种类繁多，按作业对象不同可以分为以下四类（1）可完成各种繁重体力劳动的农田机器人，如插秧、除草、施肥及施药机器人等（2）可实现蔬菜水果自动收获、分选、分级等工作的果蔬机器人，如采摘苹果，蔬菜嫁接机器人等（3）可替代人养牲畜，挤牛奶等机器人(4)可替代人实现伐木、整枝、造林等工作的机器人，如林木球果采集、伐根清理机器人等 农业机器人与工业机器人有很多共同之处，主要结构均包括五官、头脑、神经等部位，但与工业机器人又有如下明显不同 (1)作业对象的娇嫩和复杂性；(2) 作业环境的易变性和难预测性，要求机器人要 有足够的适应性；（3）使用对象与价格的特殊性，农业机器人必须具有简单、 可靠性，且制造成本应尽量低。 国内外农业机器人研发概况 发达国家对农业机器人的研制起步早、投资大、发展快，这些国家拥有规模化、多样化、精确化的农业生产设施，有效的促进了农业机器人与其他智能化农业机械的发展。 自20世纪80年代开始，发达国际根据本国实际，纷纷开始农业机器人的研发，并相继研制出嫁接机器人、移栽机器人和采摘机器人等多种农业生产机器人，如澳大利亚的剪羊毛机器人、荷兰的挤奶机器人、日本和韩国的插秧机器人、英国的柑橘采摘机器人等；近年来，东南亚一些国家对农业机器人的研发也表示出较大的兴趣。由于农业生产环境、作业对象及使用者等与工业生产领域截然不同，发达国家研发成功的农业机器人目前尚未实现商品化生产和大面积普及。 中国的农业机器人研发起步晚、投资少、发展慢，与发达国家相比差距还很大，目前还处于起步阶段。20世纪90年代中期，国内才开始农业机器人技术的研发。中国农业大学为中国大陆农业机器人技术早期研发中心之一，研制出来的自动嫁接机器人已成功进行了试验性嫁接生产，解决了蔬菜幼苗的柔嫩性、易损性和生长不一致性等难题，可用于黄瓜，西瓜和甜瓜等幼苗的嫁接，形成了具有自主知识产权的自动化嫁接技术。随后南京农业大学、东北林业大学等其他高校也相继开展相关研究，取得了不错的成果。 中国机器人技术与发达国家相比差距明显，农业机器人差距更大，但随着中国科技和经济的快速发展，尤其是国家不断加大农业机械化发展扶持力度，中国农业机械化事业进入了前所未有的良好发展时期，也为农业机器人提供了良好的发展机遇，农业机器人技术的先进性和先导性决定了其必将成为未来中国农业技术装备研发的重要内容之一。 农业机器人的发展，对解放工人，提高生产效率具有重大意义。

机器人研究现状及发展趋势

机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾

机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 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公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 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”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。

2020年智能机器人的现状及其发展趋势

作者：空青山 作品编号：89964445889663Gd53022257782215002 时间：2020.12.13 智能机器人的现状及其发展趋势 摘要：本文扼要地介绍了智能机器人技术的发展现状，以及世界各国智能机器人的发展水平，然后介绍了智能机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能机器人；发展现状；应用；趋势 The status and trends of intellectual robot Abstract: This paper briefly discusses the development, status of intellectual robot, development of intellectual robot in many countries. And then it presents the categories of intellectual robot, talks about the extensive applications in all works of life from several typical aspects and trends of intellectual robot. After that, it puts forward prospects for future technology, suggestion and a tentative idea of myself, and analyses the development of intellectual robot in China. Finally, it raises expectations of intellectual robot in China. Key words: intellectual robot; development status; application; trend 1 引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全

国内机器人技术分析研究现状

国内机器人技术研究现状分析 王守龙 摘要：随着经济全球化对工农业生产提出越来越高的要求，计算机技术向着智能化发展，机器人越来越普遍的被工农业应用，其在提高工农业产品质量，增加经济效益方面发挥着重大作用。本文又介绍分析了移动机器人和小口径管内机器人及其在我国的技术研究现状。中国的机器人事业面临着新的机遇和挑战。 关键词：机器人；技术研究；移动机器人；小口径管内机器人

前言 有人认为, 应用机器人只是为了节省劳动力, 而我国劳动力资源丰富, 发展机器人不一定符合我国国情。这是一种误解。在我国, 会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益, 而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。 1 工农业机器人 1.1 工业机器人研究现状分析 机器人产业是近30年发展起来的新型产业。我国政府早在“七·五”期间就开始组织了对工业机器人的攻关,到了1987年，国家高技术研究开发计划就把智能机器人作为七大重点领域之一进行集中研究。经过十几年的艰苦奋斗，我国在水下、空间、核领域等特殊机器人方面取得了令人欣慰的成果，一批机器人产品和机器人应用工程应运而生。到20世纪90年代末，我国共完成了l00多项工业机器人应用工程，建成了20个机器人产业化基地，从事机器人研究、开发和应用工程单位200多家，专业从事机器人产业开发的50家左右，全国工业机器人用户近800家，拥有工业机器人约4000台。2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》前沿技术中，我国将智能服务机器人列为重点方向，提出加大科技投入与科技基础条件平台建设。 然而，由于主要依靠科技部门研究开发计划的支持，从资金到产业的支持力度不够，在机器人关键技术方面，我国与国外的差距并没有明显缩小，在关键部件、产品产业化以及基础研究方面的差距还在拉大。到1998年，863计划推动的几个机器人产业化基地产值仅仅1亿元。然而，国外各大机器人公司认识到高速发展中的中国机器人市场的巨大潜力，凭借其技术和资金的优势纷纷进入了中国市场。可以说，目前的中国机器人市场仍然是外国企业一统天下，我国机器人发展尚未进入规模开发利用和产业化的阶段。 我国经过几十年来的研究与引进, 在机器人运动学仿真、动力学仿真和某些典型工业机器人机构分析软件方面取得了一些成果，但总的看来, 我国机器人机械技术的研究状况与国外相比还有较大的差距, 目前既没有建立一种多功能的机器人系统, 也缺乏利用技术对机器人机械学的很多专门问题进行深人研究。我国目前研制的几种工业机器人机型结构主要是直接仿制日本90年代初的样机, 一些主要关键元器件依赖国外进口。虽然国家“七五”期间安排了一些单项研究课题, 但这些课题一时还难于直接用于国产工业机器人, 还远不能从理论及实际技术上建立起我国机器人的完整设计体系, 这与国外相比差距较大。国内利用国产机器人开展应用工程的研究工作刚刚起步。我国对移动机器人研究, 近年来在步行机基础理论方面的成果较多, 而步行机实物模型或样机较少，与国外先进水平相比也存在较大的差距。

智能机器人的现状及其发展

智能机器人的现状及其发展 学院：电气信息学院姓名：张琪学号：1143031172 摘要：本文主要介绍了智能机器人的发展现状、关键技术及其在各个领域的应用。然后总结了智能机器人在发展中存在的一些问题。最后提出了自己的建议和设想。 关键词：智能机器人；发展现状；传感器技术；智能控制；人机接口；应用 1.引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于，智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能。 随着智能机器人的应用领域的扩大，人们期望智能机器人在更多领域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而,智能机器人所处的环境往往是未知的、很难预测。智能机器人所要完成的工作任务也越来越复杂;对智能机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对智能机器人的研究不断深入。 本文对智能机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能机器人的发展，讨论了智能机器人在发展中存在的问题，最后提出了对智能机器人发展的一些设想。 2.国内外在该领域的发展现状综述 智能机器人是第三代机器人，这种机器人带有多种传感器,能够将多种传感器得到的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。 目前研制中的智能机器人智能水平并不高，只能说是智能机器人的初级阶段。智能机器人研究中当前的核心问题有两方面：一方面是，提高智能机器人的自主性，这是就智能机器人与人的关系而言，即希望智能机器人进一步独立于人，具有更为友善的人机界面。从

2020年工业机器人的现状与发展趋势(精)

工业机器人的现状与发展趋势 第一台Unimate型Robot在美国问世至今已45年了,机器人技术正在以超乎一般人所预料的速度向前发展,对机器人这一概念的理解及定义也在变化。1984年末著名科学家钱学森指出:“所谓机器人,就是指那些有特定功能的自动机,它是机电一体化的,具有人工智能因素的20世纪80年代高技术,是新技术革命的重要内容之一。”这是最有权威和精辟归纳的定义,也为20年来的实践所证实其远见卓识。机器人是人类20世纪的重大发明之一。据国外专家预测,2l世纪将是机器人技术革命的世纪,机器人作为全面延伸和扩展人的体力和智力的手段将实现“当代最高意义上的自动化”。机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。在非常规和极端制造过程中,工业机器人是不可缺少的自动化装备。 一、国外工业机器人的现状及发展趋势 (一国外工业机器人的现状 机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的新的大型高技术产业。据国际机器人联合会(IFR统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入90年代,机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右,2000年增长率上升到15%,预计21世纪初,工作在各领域的工业机器人将突破100万台。正如《2l世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告》指出,“机器人技术(RT与信息技术(IT一样,在强化产业竞争力方面是极为重要的战略高技术领域。培育未来机器人产业是支撑2l世纪日本产业竞争力的产业战略之一,具有非常重要的意义。”最近,韩国也将智能机器人作为十大战略产业之一列入国家发展规划(2003~2007年,现正在实施中。 机器人广泛应用于各行各业。主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作业。目前,全球现役工业机器人83万台。过去10年,机器人的价格降低约80%,现在继续下降,而欧美劳动力成本上涨了40%。现役机器人的平均寿命在10年

人工智能学习研究的现状及其发展趋势

浅谈人工智能学习研究的现状 及其发展趋势 摘要：自上世纪五十年代以来，经过了几个阶段的不断探索和发展，人工智能在模式识别、知识工程、机器人等领域已经取得重大成就，但是离真正意义上的的人类智能还相差甚远。但是进入新世纪以来，随着信息技术的快速进步，与人工智能相关的技术水平也得到了相应的提高。尤其是随着因特网的普及和应用，对人工智能的需求，变得越来越迫切，也给人工智能的研究提供了新的更加广泛的舞台。本文强调在当今的网络时代，作为信息技术的先导，人工智能学习在人工智能科学领域中是一个着非常值得关注的研究方向，要在学科交叉研究中实现人工智能学习的发展与创新，就要关注认知科学、脑科学、生物智能、物理学、复杂网络、计算机科学与人工智能之间的交叉渗透点，尤其是重视认知物理学的研究。自然语言是人类思维活动的载体，是人工智能学习研究知识表示无法回避的直接对象，要对语言中的概念建立起能够定量表示的不确定性转换模型，发展不确定性人工智能；要利用现实生活中复杂网络的小世界模型和无尺度特性，把网络拓扑作为知识表示的一种新方法，研究网络拓扑的演化与网络动力学行为，研究网络化了的智能，从而适应信息时代数据挖掘的普遍要求，迎接人工智能

学习与应用领域新的辉煌。 1.前言 自20世纪90年代以来，随着全球化的形式与国际竞争的日益激烈，对人工智能技术的研究与应用变的越来越被人们关注，且人工智能在制造中的运用以成为实现制造的知识化、自动化、柔性化以实现对市场的快速响应的关键。 人工智能已对现实社会做出了非常重大的贡献，而且其作用已在各领域发挥得淋漓尽致，特别是在计算机领域，人工智能的应用更加突出，可以说，哪里有计算机应用，哪里就在应用人工智能；哪里需要自动化或半自动化，哪里就在应用人工智能的理论、方法和技术。目前，人工智能应用的主要领域，也就是计算机应用的主要领域。 人工智能是一门研究人类智能的机理以及如何用机器模拟人的智能的学科。从后一种意义上讲，人工智能又被称为“机器智能”或“智能模拟”。人工智能是在现代电子计算机出现之后才发展起来的，它一方面成为人类智能的延长，另一方面又为探讨人类智能机理提供了新的理论和研究方法。 学习机制的研究是人工智能研究的一项核心课题。它是智能系统具有适应性与性能自完善功能的基础。学习过程具有以下特点：学习行为一般具有明显的目的性，其结果是获

全球及中国农业机器人行业发展现状及未来趋势

由机器人技术带动的农业升级，正在为农民生活改善打开新空间。无论是美国、德国、英国、法国等发达国家，还是中国为代表的发展中国家，农业机器人正呈现出蓬勃的发展态势，市场空间想象力十足。预计到2021年，全球农业机器人的销售量将超过1.4万台，销售额将超过20亿美元。 由机器人技术带动的农业升级，正在为农民生活改善打开新空间。农业机器人除了可以从事种植、打农药、收割等田地作业之外，还可以在畜牧养殖业中发挥重要作用。机器人将给农业带来一场新的变革。 农业机器人将信息技术进行综合集成，集感知、传输、控制、作业为一体，将农业的标准化、规范化大大向前推进了一步。不仅节省了人力成本，也提高了品质控制能力，增强了自然风险抗击能力。 并通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术将农作物与物联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能。 目前，全世界各国的农业机器人发展状况到底如何?小编就以四大国家为例，简要介绍一番。 一、美国 首先要介绍的世界超级大国——美国。美国明尼苏达一家农业机械公司研制除了一款独特的施肥机器人，它可以根据不同类型土壤的实际情况，制定不同的施肥策略。由于机器人可以科学配比出最适量的施肥方案，几乎不会再出现肥料浪费的情况，大幅降低了农业成本。而且精通肥料学的机器人还知道如何施肥才能把对环境的影响降到最低。 二、德国 接下来要介绍的是以严谨著称的德国。德国人一向以精通高精尖享誉世界，在人工智能领域他们又怎会落后？德国农业专家研制出的除草机器人BoniRob，可以在农场的各种地块间极速穿行，准确找到杂草并清除，每分钟可以除掉120根杂草，比人工和药物除草都要快得多。 三、英国 而在盛产蘑菇的英国，希尔索农机研究所研制出了一款可以高速采摘蘑菇的机器人，它的采摘效率是人工采摘的两倍，每分钟可以采摘40个蘑菇。这款机器人通过视觉图像分析软件来识别蘑菇的数量和等级，然后用红外线测距仪测定蘑菇的高度，再由真空吸柄根据计算得出的具体情况确定需要弯曲和扭转的力度，从而自动完成蘑菇采摘。

智能机器人的现状与发展

智能机器人的现状与发展 □董文清 山东淄博实验中学山东淄博255000 摘要：当前，机器人技术正快速发展。对智能机器人进行了概述，介绍了教育机器人与机器人竞赛，分析了智能足球机器人的系统组成。与此同时，从多传感器信息融合技术、视觉系统、路径规划、人工智能应用等方面介绍了智能机器人的研究领域。 关键词：智能机器人现状发展 中图分类号:TH122文献标志码:A文章编号：1000-4998(2019)01-0036-03 Abstract:Currently,the robot technology is developing rapidly.The intelligent robot was summarized, the educational robot and robot competition were introduced,and the system composition of the intelligent soccer robot was analyzed.In the meanwhile,the research field of intelligent robots was introduced from the aspects of multi—sensor information fusion technology,vision system,path planning and Al application. Key Words：Intelligent Robot Present Status Development 1智能机器人概述 机器人技术经过几十年的快速发展，已从工业领域的广泛应用，拓展到服务、医疗、军工和救灾领域。按照应用的不同，目前智能机器人可分为工业机器人和服务机器人两大类。服务机器人又可分为个人服务机器人和专业服务机器人。 目前在服务机器人领域，智能机器人的主要类型有家庭智能助理机器人、教育机器人、教师机器人、工业制造培训用机器人、手术医疗培训用机器人、护理机器人和安全教育机器人等o未来，机器人将成为人们日常生活的一部分，并彻底改变人们的生活方式。 随着计算机、自动控制、微电子技术、人工智能等技术的发展，机器人技术的智能化程度正越来越高。传感器的应用，使机器人具有视觉、听觉和嗅觉。控制系统自学习和自适应能力的加强，使机器人具有感知、思维和互动功能。 世界各国的高校和科研机构都在研究具有人工智能的服务机器人。谷歌公司收购了八家行业内公司，主要从事视觉、语音、类人和智能化技术工作，从而使机器人能学习写诗、写小说、作曲等，并可进行足球运动。当前，智能服务机器人正在迅速发展。 2教育机器人 当前，智能服务机器人在教育领域表现出了无可比拟的价值和前景，其多学科交叉融合的特点为培养收稿日期：2018年11月 2019,57(1)高素质和复合型人才，特别是人工智能研究方面的人才提供了良好的平台。 在智能服务机器人领域，机器人硬件与编程软件相结合，可以培养学习者的思维能力和学习兴趣。目前，全球排名前十的教育机器人研究机构，以及德国Fischertechnik、日本本田电机等,已研制成功多种教育机器人产品。在国内，也有不少企业研发了教育机器人。其中，能力风暴教育机器人在发展中已取得600多项专利，形成120多种机型，包括语音互动、唱歌跳舞、类人等类型。科大讯飞的教育机器人载入了TY OS智能系统，具有理解能力、表达能力和一定的智商，通过自学习不断成长，从能听会说发展为能理解会思考。优必选阿尔法教育机器人一直以高自由度、智能互动、拟人造型而闻名，借助自然的语音对话，能实现人机对话、多人通话，并能实现运动、舞蹈等各种功能。 由此可见，研发与应用教育机器人，除了要提高机器人技术之外，还需要加强人工智能、语音识别和仿生等方面的技术，使教育机器人能像真人一样进行思考、动作和适应环境。 3机器人竞赛 为了推动智能机器人技术的发展，培养青少年的创新能力，在世界各地有各种机器人竞赛，主要包括机器人足球赛、机器人灭火竞赛、机器人综合竞赛、机器人格斗大赛、机器人轨迹赛等。机器人格斗大赛在全球已开展了几十年，以英国的机器人大擂台和美国的博兹大战较为出名。日本也曾举办两足机器人竞技格斗 机械制造总第653期曲占

工业机器人发展现状及趋势

工业机器人发展现状及趋势 1国内工业机器人得发展现状 1、1发展概述 我国得工业机器人研究开始于20世纪80年代中期．在国家得支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关．已经基本实现了实验、引进到自主开发得转变。促进了我国制造业、勘探等行业得发展。但随着我国门户得逐渐开放．国内得工业机器人产业面临着越来越大得竞争与冲击。虽然我国机器人得需求量逐年增加，但目前生产得机器人还很难达到所要求得质量．很多机器人得关键部件还需要进口。所以目前来说。我国还处在一个机器人消费型得同家。 现在，我国从事机器人研发得单位有200多家，专业从事机器人产业开发得企业有50家以上。在众多专家得建议与规划下，“七五”期间由机电部主持，中央各部委、中科院及地方科研院所与大学参加，国家投入相当资金，进行了工业机器人基础技术、基础元器件、工业机器人整机及应用工程得开发研究。“九五”期间，在国家“863”高技术计划项目得支持下，沈阳新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、上海机电一体化工程公司、北京机械工业自动化所、四川绵阳思维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题产业基地。此外，还有上海富安工厂自动化公司、哈尔滨焊接研究所、国家机械局机械研究院及北京机电研究所、首钢莫托曼公司、安川北科公司、奇瑞汽车股份有限公司等都以其研发生产得特色机器人或应用工程项目而活跃在当今我国工业机器人市场上。 1、2机器人分类 随着科学技术得不断进步，我国工业机器人已经走上了自主研发阶段，这样标志着我国工业自动化走向了新得里程碑按照工业机器人得关键技术发展过程其可分为三代：第一代就是示教再现机器人，主要由机器人本体、运动控制器与示教盒组成，操作过程比较简单。第一代机器人使用示教盒在线示教编程，并保存示教信息。当机器人自动运行时，由运动控制器解析并执行存储得示教程序，使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点到点运动，连续轨迹再现得控制方法，可以完成直线与圆弧得连续轨迹运动，然而复杂曲线得运动则由多段圆弧与直线组合而成。由于操作得容易性、可视性强，所以在当前工业中应用最多。

仿人机器人发展概况-调查

仿人机器人发展概况 摘要:介绍了国内外仿人机器人的发展特点，以行走机构为主要内容详细分析了日本、美国等几种仿人机器人的主要技术及其技术指标，根据国外的样机设计，分析了仿人机器人的控制设计中的一些问题，就国外仿人机器人发展对中国仿人机器人发展的差异提出了看法。 关键词: 仿人机器人，技术，双足步行 1概述 仿人机器人在过去的10多年特别是近5年中发展迅猛，自从有关综述文章发表以来，情况有了很大改变。 行走机构是仿人机器人的关键技术，对于仿人机器人的研究是从对行走机构的研究开始的，日本旱稻田大学在1973年研制成功了最早具有记载的双足步行人形机构WABOT-1。本文重点论述世界范围内仿人机器人的近期发展，对行走机构的发展做重点介绍。 2 仿人机器人近期发展特点 现如今，世界各个国家都进行仿人机器人的研究，据韩国的一个经常更新的仿人机器人网站统计，2005年3月5日，世界上共有76各仿人机器人项目正在进行中，其中日本36个，美国10个，韩国7个，英国4个，中国3个，瑞典2个，澳大利亚、泰国、新加坡、保加利亚、伊朗、意大利、奥地利、俄罗斯等国各有1个，从统计数字可以看出当时日本在此领域的领先地位及其他各国的竞争实力。 2005年2月18日出版的《科学》杂志上介绍了一种全新的行走机构，康奈尔大学、麻省理工学院和荷兰Delft理工大学的研究人员分别展示了基于这种行走机构的样机。

这种行走机构的概念来自一个简单的玩具：行走企鹅。这个企鹅臀部有两个没有动力的关节分别支撑两条直腿，该企鹅可以沿着斜坡摇摇晃晃的行走而下，这就是被动动力行走者。问题是在平地上企鹅不会行走，研究人员贡献在于设计了仅用少量驱动器就可以在平地上行走的行走机构。以Asimo为代表的传统仿人机器人每一个关节都用一个驱动器。新行走机构则不同，它的关节分为有驱动和无驱动两种，以康奈尔的设计为例，机器人每条腿的自由度为5个（臀1，膝2，踝2），其中只有一个踝关节用电机驱动，其他都是被动的，双手摆动各有一个自由度，通过机械结构由双腿带动，左腿带动右臂，右腿带动左臂。走动时，感知到左足触地时，右踝驱动右足踢开地面，使右腿摆动至左腿前方，完成一步，反之亦然。新行走机构的特点是节省能源，据说只需要通常行走机构的十分之一的动力，另外，新型步行机器人走路时一起一伏，跟人没什么两样。Delft设计和康奈尔的设计大致相同，只是采用气动驱动，MIT的设计则为每条腿有6个自由度，其中两个踝部关节用电机驱动，其他都是被动的。从录像看，康奈尔和Delft的机器人的行走姿态是令人满意的，但似乎它们只能有一种走法．不象每个关节都采用独立驱动方式的传统仿人机器人那样可以通过编程获得不同的步态．至于MIT模型，虽然采用了先进的控制方法，但其蹒跚的步态令观看者对其机构设计难以接受．实际上，研究者不止以上3家，日本Asano等人的被动动力步行模型基于能量约束并考虑了ZMP判据。 传统行走机构的研究继续瞄准动作的质量。本田提出新一代Asimo的步行速度要增加到2．5公里／小时，跑步速度增加到3公里／时，主要措施是添加腰部关节以在行进时扭摆．太极拳要求动作连贯均匀，协调完整．打太极拳是对仿人机器人动作质量的最好检验．各公司和业余爱好者正在寻找更好的设计和控制，以便在今后的机器人太极拳比赛中一决高低。探讨人类行走和奔跑时的各种动作方式。研究仿人机器人动态步行控制方法是研究重点2004年底前，本田公司宣布了新一代Asimo计划，寻求更强的行动能力，更佳的与人沟通，以及在真实世界中更机敏的反应能力。ZMP判据仍是二足步行机器人各种控制方法的基本依据．最早提出ZMP判据的南斯拉夫学者Vukobratovic最近对ZMP判据35年来的发展作了总结，Lim和他的同事除了以仿人机器人上身躯干的摆动来补偿下

智能机器人的现状和发展趋势

智能机器人的现状和发 展趋势 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

智能移动机器人的现 状和发展 姓名 学号 班级： 智能移动机器人的现状及其发展 摘要：本文扼要地介绍了智能移动机器人技术的发展现状，以及世界各国智能移动机器人的发展水平，然后介绍了智能移动机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能移动机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能移动机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能移动机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能移动机器人；发展现状；应用；趋势 1 引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能移动机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能移动机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能移动机器人与工业机器人的根本区别在于，智能移动机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能[1]。

随着智能移动机器人的应用领域的扩大，人们期望智能移动机器人在更多领域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而,智能移动机器人所处的环境往往是未知的、很难预测。智能移动机器人所要完成的工作任务也越来越复杂;对智能移动机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对智能移动机器人的研究不断深入。 本文对智能移动机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能移动机器人的发展，讨论了智能移动机器人在发展中存在的问题，最后提出了对智能移动机器人发展的一些设想。 2 国内外在该领域的发展现状综述 智能移动机器人的发展现状 智能移动机器人是第三代机器人[2]，这种机器人带有多种传感器,能够将多种传感器得到的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。 目前研制中的智能移动机器人智能水平并不高，只能说是智能移动机器人的初级阶段。智能移动机器人研究中当前的核心问题有两方面：一方面是，提高智能移动机器人的自主性，这是就智能移动机器人与人的关系而言，即希望智能移动机器人进一步独立于人，具有更为友善的人机界面。从长远来说，希望操作人员只要给出要完成的任务，而机器能自动形成完成该任务的步骤，并自动完成它。另一方面是，提高智能移动机器人的适应性，提高智能移动机器人适应环境变化的能力，这是就智能移动机器人与环境的关系而言，希望加强它们之间的交互关系[3]。 智能移动机器人涉及到许多关键技术，这些技术关系到智能移动机器人的智能性的高低。这些关键技术主要有以下几个方面：多传感信息耦合技术，多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息，经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性；导航和定位技术，在自主移动机器人导航中，无论是局部实时避障还是全局规划，都需要精确知道机器人或障碍物的当前状态及位置，以完成导航、避障及路径规划等任务；路径规划技术，最优路径规划就是依据某个或某些优化准则，在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优