世纪之交的机器人研究与开发

一、机器人研究开发方兴未艾机器人学和机器人技术在世纪之交正面临阶段性的变革与探索.当前国际机器人产业、市场和研究开发的动态可归纳为:市场复苏、空间拓宽、概念更新.1.市场正在走向复苏世界机器人市场在1990年曾达到高峰.1991～1993年由于受世界性经济衰退的影响,呈现滑坡,1994年开始走出低谷.图1表明在世纪之交,机器人市场正迎来一个新的需求高潮.预计1998年年销售10.7万台,而世界工业机器人的总拥有量将从目前的68万台增加到2000年的95万台.“机器人王国”日本对这一发展态势有举足轻重的影响.1991年日本机器人销售额达到顶峰6000亿日元.1995年,由于对美国出口的增长以及日本国内汽车产业面临新一轮设备更新期等内外需求的刺激,日本的机器人生产出现回升势头,1997年上半年比1995年同期增长14.9%,达到5300亿日元.预计2000年可攀升至10000亿日元.     

我国工业机器人产业发展的现状调研报告

1 国内工业机器人产业的发展 自从20世纪60年代初人类制造出第一台工业机器人以后,机器人就显示出了极强的生命力.经过四十年的迅速发展,在工业发达国家中,工业机器人已经广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等诸多领域中.作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段,工业机器人已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志.     

顾纯元：机器人是制造业迎接挑战的关键

新上任的ABB机器人中国区负责人顾纯元博士对于工业机器人的未来发展前景表达了强烈的信心：＂ ABB相信中国飞速发展的市场会对工业机器人带来爆炸性的需求,虽然2009年中国工业机器人装机量仅有37000台,但中国作为一个制造业大国,按当前发展需求计算,中国未来机器人装机量到达100万台指日可待。＂     

机器人学中的学习问题

将学习机制引入机器人学.从而改善机器人系统的性能,提高其智能水平和适应能力,已成为机器人学领域重要研究课题.一个完善的机器人系统可以采用决策级、策略级和执行级三级递阶结构实现。以此划分为基础,本文介绍了应用学习概念研究机器人学中有关问题的进展情况及其发展趋势。     

服务机器人

机器人最早出现在20世纪60年代，其最初是作为一种工业设备中发展起来，到1996年全球已经拥有86万台。在这些工业机器人中将近有一半(40万台)安装在日本，德国排名第二(6万台)，美国第三。近年来亚洲(不包括日本)的工业机器人增长速度很快，但是从全球来看，工业机器人的发展速度已经渐渐趋于停滞。在这种情况之下，机器人产业的发展必须寻找新的市场，开拓机器人新的应用环境。机器人未来将逐步的把发展重点从传统的制造业转向非制造业，尤其是服务机器人。     

中国工业机器人发展的若干问题

工业机器人是否应当成为当前我国产业以至国民经济发展的一个新的发展热点?本文就当前我国发展工业机器人问题进行了全面调查研究,对我国工业机器人的发展历史与现状、当前发展趋势、国内外市场和劳力转换等问题提出看法,其中涉及当前发展我国工业机器人的对策建议.为了我国工业机器人产业的健康和可持续发展,千万不要一哄而起,全民搞工业机器人!希望这些认识能够与同行和各界交流,并供政府主管部门决策参考.     

中国未来机器人产业之我见--访国内机器人产业知名企业家

自第一台机器人诞生至今，已走过了半个多世纪的历程，全球工业机器人的装机量已超过百万台，形成了一个巨大的机器人产业。同时，非制造业用机器人近几年也发展迅速，并逐步向实用化发展。中国从上世纪七十年代开始机器人的研究开发，此间起起伏伏，历经多个高潮与低谷，在技术上进展突出，但在机器人产业化方面收效不大。究其原因一是由于我国工业基础薄弱，机器人产业化中需要的许多关键原部件需要进口，从而导致国产机器人价格优势不明显；其次是我国的机器人市场一直处于培育期，难以有一个大的市场来支撑机器人产业化；第三则是我国缺少一贯和有效的机器人产业发展策略。     

我国工业机器人产业

国内工业机器人产业的发展 自从20世纪60年代初人类制造出第一台工业机器人以后,机器人就显示出了极强的生命力。经过四十年的迅速发展,在工业发达国家中,工业机器人已经广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等诸多领域中。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段,工业机器人已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。     

共创中国机器人学的合作发展新路

本文简介国内外机器人学科学和机器人技术的发展情况,着重概述了机器人学学科和机器人技术合作发展的历史,并从中得到三点启示,即国际上机器人技术和机器人学学科是依靠大联合大合作实现大发展的;没有进行全国性的"产学研"大合作是中国机器人技术未能获得长足发展的重要原因;建立全国性的机器人学学术组织是我国机器人产业大发展必不可少的要素。基于这些启示,提出了尽快成立中国机器人学联合会、设立中国机器人协会和发展机器人学教育等历史使命。     

1995年世界工业机器人发展概况

1990～1995年工业机器人销售数量 1990年世界工业机器人的销售量约为8.1万台,达到历年最高水平。1991～1993年世界经济衰退,1993年机器人销售量仅为5.6万台。1994年世界市场略有复苏,销售机器人6万台。1995年市场进一步复苏,机器人销售量比1994年增长26％,达到7.55万台。     

自动割草机器人的设计

介绍自动割草机器人的设计和实现。其硬件系统主要包括单片机系统、电机控制器以及传感器系统三部分。软件部分实现单片机系统的控制以及割草路径的规划。通过对软硬件的整体调试使系统达到设计要求。     

基于微机的机器人离线轨迹规划系统

本文提出了基于IBM-AT微机的机器人离线轨迹规划系统.系统的软件主要包括;机器人和环境物的三维图形的交互式产生,运动学和动力学的计算,轨迹规划.碰撞的检测和图形显示动画.系统利用通讯模块和接口电路可以从IBM-AT到机器人控制之间传递信息.使用该软件的PT-300V工业机器人离线轨迹规划的实验已初步地完成.     

机器人控制软件的发展与研究现状

机器人控制软件是机器人控制的重要部分,主要介绍了从上世纪60年代到现在的机器人控制软件的发展过程以及研究现状,总结了机器人控制软件的发展趋势。     

机器人路径规划研究

机器人路径规划是在有障碍物的工作空间中寻求一条安全无障的最优路径,是当前机器人研究领域的热点问题,是实现机器人自主导航和完成复杂任务的关键技术之一。在对智能路径规划方法研究的基础上,提出了基于人工免疫算法的机器人路径规划,并对免疫算法进行了详细设计。仿真结果表明,人工免疫算法可以很好地规划出恰当的路径,收敛速度快,规划效果好,较好地验证了所提出方法的正确性和有效性。     

Robot control systems: A survey

Robot manipulators have attracted considerable interest from researchers both in universities and industry during recent years. This interest covers a broad spectrum from task planning, robot language and artificial intelligence to mechanics, sensing and control. This survey paper addresses the area of robot position control and attempts to give an overview of the basic problems involved and some existing solutions.     

型材划线切割机器人系统的控制与接口技术

本文介绍了一个新型的自动划线切割系统：基于离 线编程的型材划线切割机器人系统。系统主要特点：模块化设计、充分利用计算机接口、离 线编程在线控制、自动编排加工顺序、机器人函数的远程过程调用。该系统的成功研制,对 工业机器人工作站的设计和研究具有实用的参考价值．     

机器人语言研究

本文从信息控制的角度出发将机器人语言定义为能处理某些特定的“外部设备”的计算机程序设计语言。并将机器人语言成份分为两大部分,即机器人核心语言和机器人专用语言。然后分别综述了机器人专用语言和机器人核心语言的进展情况。     

基于ROS的协作机器人控制系统

为了实现协作机器人的控制,对协作机器人进行了控制系统研究,在保证系统鲁棒性和实时性的前提下,提出了在PC机上,构建基于Ubuntu系统下结合ROS,利用CAN通讯的方式,搭建协作机器人的控制系统.最后通过仿真实验和实体机器人控制实验,验证协作机器人控制系统应用效果.实验结果表明,该协作机器人控制系统具备控制协作机器人进行路径规划的基本工作能力,能够很好的建立上下位机的通讯,进行协作机器人控制.同时本控制系统具有模块化、可移植性高、框架清晰、低延时等特点.     

Development of an Autonomous Quadruped Robot for Robot Entertainment

In this paper, we present Robot Entertainment as a new field of the entertainment industry using autonomous robots. For feasibility studies of Robot Entertainment, we have developed an autonomous quadruped robot, named MUTANT, as a pet-type robot. It has four legs, each of which has three degree-of-freedom, and a head which also has three degree-of-freedom. Micro camera, stereo microphone, touch sensors, and other sensor systems are coupled with newly developed behavior generation system, which has emotion module as its major components, and generates high complex and interactive behaviors. Agent architecture, real-world recognition technologies, software component technology, and some dedicated devices such as Micro Camera Unit, were developed and tested for this purpose. From the lessons learned from the development of MUTANT, we refined the design concept of MUTANT to derive requirements for a general architecture and a set of interfaces of robot systems for entertainment applications. Through these feasibility studies, we consider entertainment applications a significant target at this moment from both scientific and engineering points of view.     

面向对象的机器人仿真与监控系统

通过对机器人的几何建模和运动学建模进行了研究,论述了使用VC6．0语言作为开发平台,以OpenGL三维显示技术完成三维可视化,以VRML作为外部机器人模型表示,实现运行时可交互的机器人三维实时图形仿真系统的开发技术与方法。系统通过网络与机器人控制器进行通信,实时接收机器人控制器发来的状态数据,将它们动态地以三维模拟方式显示,用户能够动态地监视机器人的运动状态,在必要时对机器人的动作进行控制,为其它机器人的研究提供通用的仿真与模拟平台。