第7章 多种多样的智能机器人

智能机器人是人的模型。它具有感知和理解周围环境，使用语言，推理和规划以及操纵工具的技能，并能通过学习适应环境，模仿人完成某些动作。机器人是一种适应性和灵活性很强的自动化设备，是人类20世纪的一项重要发明。目前，世界上有各种机器人30多万台，各个领域都有机器人的足迹。1969年，美国斯坦福研究所进行了机器人研究史上最引人注目的“猴子摘香蕉”实验。斯坦福研究所的眼——车机器人，接受了把房间中央高台上箱子推下来的任务。起初机器人绕高台转了20分钟也无法“爬”上去，最后，它终于“看”到房子一角放着块斜面板，便把它推到高台边，沿斜面板登上高台，把箱子推了下来。说明机器人具有了利用工具的能力。第一代机器人具有记忆功能，能往返重复操作。

第二代机器人具有触觉和视觉的简单功能。能从杂乱的工作中选出所需的零件，装上机器并配有移动机构，可在小范围活动。第三代即智能机器人。

我国“863”计划“勇士”号智能机器人是一台由沈阳机器人研究中心研制的，重420千克，身上长有5只眼睛，可背负重物上、下楼梯、左右旋转、跨越障碍，采用国际先进关节型折叠履带车与主从手相结合的遥控式智能机器人。

迄今，智能机器人不仅在工业上得到广泛应用，而且已进入医院、家庭、商业、交通、银行、保安、消防、教学等领域。它们不怕冷热、不知疲劳、不怕危险，具有某些比人强大的功能，在宇航、国防、警察和保安系统中已大显身手。

机器人能模仿人的某些动作，身穿铁甲，被取名为“钢领工人”。电视摄像仪、红外测距仪、话筒录音机、气体分析仪等构成机器人的“眼、耳、鼻”器官，接收外界信息，计算机是其“大脑”，指挥机械元件组成的自动执行机构——“手和脚”。所以机器人能自动收集、分析外界信息，做出动作反应，具有一定职能。机器人可以代替一定的人工劳动，如装卸机器人、组装机器人、喷涂机器人等，尤其是在危险环境中某些高难度作业时，如高温、严寒、深海、有毒的场合，机器人作用更大。

目前许多国家正在研究智能水平更高的机器人。

家用智能机器人能听懂人的简单命令，能与人简单对话，能在陈设家具的房间内灵巧地行走，能定时唤醒主人，会用吸尘器打扫卫生，用电熨斗熨衣服，会烧水、做饭、洗衣、洗碗。空闲时还会陪小孩玩耍。会热情有礼貌地招待客人，必要时还会帮助修理汽车。

工业用智能机器人，具有相当于人的眼、耳、口、手腕和脚的机能，可以完成许多工作。

护理机器人，能为残疾人倒水喝、开收音机、放录音带、拨电话等。残疾人通过安装在残疾人轮椅上的控制系统，可以指挥机器人完成各种动作，控制系统可以手控、自控、声控或程控。四肢残疾的人还能通过头部的动作指挥机器人。

手术机器人，对脑外科手术和肝脏等精细手术，非常有效。使用手术机器人，几乎可以不伤及患者的健康组织，实现安全手术还不算，而且可进一步发展成远程手术，例如，对远离大陆的海岛上的患者或是航行在船上的患者实行手术。手术机器人将会给外科手术带来重大变革。这种机器人实际是用计算机控制的特殊手术台，它可将患者的头部或是其他需要治疗的部位固定在手术台上，则台上的特别细的针管自动插入人体的手术部位。

针管的后端装备有激光手术刀和吸抽入体组织物的设备。当针管在刺入患部之前，受计算机定位控制，在小型伺服驱动电机的带动下，针管能准确地插入人体的患病部位，实现手术治疗。

这种控制相当复杂，并且要求各种传动装置具备很高的精度和上下、左右及前后各方向的移动自由度。例如，利用机器人进行人脑手术时，根据头部的核磁共振断层图像数据用快速计算机合成患者脑部的立体图像，对脑掌管视觉、语言等重要功能的区域预先指明，控制针管准确地插入到需治疗的患病处而不损坏重要的健康脑组织，实现安全治疗。

会“看”车的机器人在城市化的今天显得尤其重要。

城市发展越来越大，交通用车越来越多，地皮越来越贵，停车场越来越感到不够用。因而汽车停放问题和汽车行驶道路问题同样变得重要起来。

国内外停车场有时也会发生汽车被盗事件。为了安全，停车场需要有良好的照明，有巡逻人员并设有电视监控系统，这使得安全费用高昂。英国一个有480车位的停车场，安全费用高达80多万英镑，外加照明通风费用每月5000英镑。于是自动停车场得到了发展。

瑞典发明了一种用机器人管理的高层停车场，人进不了库内，盗车贼无法进库盗车。存车过程是：汽车开到托存间前，绿灯亮表示有空位，开车接近托存间的门，门自动打开，汽车驶入托存间，拉上制动闸并锁好车。

托存间有摄像机拍摄下这一过程，存车人到门外按下关门按钮，会弹出一张有编码的存车卡。托存间内的传感器检查此房间内和汽车内均无人后，自动装置将车送到电脑指定的位置上。取车时，把存车卡插入一插口内并付清存车费，4分钟后，汽车就可送出托存间开走。