1.智能机器人的概念及分类

所谓“智能机器人”，就是在传统机械机器人的基础上，再赋予其一个和人一样发达的“大脑”。通常，智能机器人的身体中都会有一个中央处理器，而中央处理器就是智能机器人的“大脑”。作为智能机器人的“大脑”，中央处理器会指导智能机器人的所有行动。一般来说，智能机器人和其操作者会有直接的联系，操作者在下达命令后，智能机器人会进行有目的的动作。这种特性试图让机器人摆脱机器本身的束缚，使它努力具备“人”的属性，也只有具备了“人”属性的机器人才是真正的机器人，才是智能的机器人。

从广泛意义上来说，智能机器人往往能给人们留下一种独特的印象，即能够进行特殊动作、能够自我控制的“活物”。然而，智能机器人虽然可以自我控制，但是它并不像人那样具有功能复杂的器官，而只是具备了各种各样的内部信息传感器和外部信息传感器，包括视觉传感器、听觉传感器、触觉传感器、嗅觉传感器等。除此之外，智能机器人还具有不同的效应器，效应器可以让智能机器人通过自我控制来对外界环境产生作用。如果说中央处理器是智能机器人的“大脑”，那么效应器就是智能机器人的“筋肉”，在学术领域，人们把这种“筋肉”统一称作“自整步电动机”。在这些自整步电动机的作用下，智能机器人的手、脚、身体等会动起来，实现和人一样的行为动作。

智能机器人和传统的机器人不同，它是一种自控型机器人。智能机器人源于控制论所产生的结果，控制论的内容显示，无论是生命体，还是非生命体，当它们在进行有目的的动作时，往往会在很多方面保持一致。研究智能机器人的有关专家表示，智能机器人和细胞的生长一样，都是一种系统，并且，这种系统都具有一定的必要功能。虽然我们无法制造生命，但我们可以制造类似生命的东西—智能机器人。

智能机器人不仅能理解人类的语言，还能用人类语言与操作者实现人机对话。智能机器人拥有自己的“意识”，这种“意识”能够使智能机器人理解使它得以“生存”的外部环境，换而言之，就是外部实际情况的详尽模式。在这种“意识”的作用下，智能机器人为了达到操作者的要求，可以对外部环境进行分析，并能通过调节自身动作来完成任务。以现在人类的科技水平，使智能机器人拥有和人一模一样的思维方式显然是办不到的。但是，仍然有一些乐观的科学研究者在努力，试图攻破建立计算机可理解的“微观世界”的难题。

总体来说，机器人可以被分成两类，分别是一般机器人和智能机器人。一般机器人的机械性质比较明显，它们只具有一定的编程能力，或者只有必要的操作功能，也就是说，这类机器人毫无智能可言，属于非智能机器人。截止到目前，科学界对智能机器人还没有一个统一的定义，但可以肯定的是，一个机器人要具备智能必须具备三个基本要素：第一是感觉要素，感觉要素可以使智能机器人感受和认识外界环境，起到与外界交流的作用；第二是运动要素，运动要素使机器人能够对外界做出反应性动作，完成操作者所下达的命令；第三是思考要素，思考要素可以帮助机器人利用从外界所获得的信息，制订出最合适的解决方案，进而采用最合理的动作完成命令。

感觉要素相当于人的五官，包括非接触型传感器和接触型传感器。非接触型传感器可以感知物象、测量距离等，接触型传感器可以感知力、触压等。这些功能一般可以通过一些机电元器件来实现，比如摄像机、图像传感器、激光传感器、超声波传感器、压电元件、导电橡胶、气动元件、行程开关等。运动要素相当于人的手脚，通常，智能机器人会借助一些辅助器材来实现自身运动，比如履带、吸盘、支脚、轮子、气垫等，同时，这些运动必须适应不同的地理环境，这样智能机器人才能真正通过运动来完成任务。在智能机器人的运动行为中，其本身要时刻对辅助器械进行有效控制，这种控制既包括位置控制、力度控制，又包括位置与力度混合控制、伸缩率控制等。思考要素相当于智能机器人的大脑，也是智能机器人最核心和最关键的要素。思考要素要求智能机器人像人一样拥有一定的智力活动，这些智力活动一般包括决策判断、逻辑分析、理解体会等。智能机器人的智力活动和人的脑力活动一样，都是一个信息处理的过程，只不过对于智能机器人来说，计算机运算是完成信息处理过程的主要手段。一般来说，按照功能的不同，智能机器人可被分成以下三类。

（1）传感型机器人

传感型机器人，又被人们称作“外部受控机器人”。该种机器人只有执行机构和感应机构，体内不存在任何智能单元。在实际的控制和操作中，传感型机器人可以利用视觉、听觉、触觉、嗅觉、力觉等传感系统进行传感信息处理。这种机器人由外部计算机控制，虽然机器人本身不带有智能单元，但外部计算机上却具有完备的智能处理单元，这些智能单元可以根据受控机器人所采集的信息、机器人自身状态和轨迹信息等，对机器人的行为动作进行合理、有效的控制。

（2）交互型机器人

交互型机器人具有语音交流的功能，可以利用计算机系统实现人机对话。操作员或程序员通过和机器人对话的方式，对机器人实行控制和操作。虽然这类机器人本身已经具备一定的处理和决策能力，但是这种能力局限在轨迹规划、简单避障等功能范围内。总之，交互型机器人还是要受到外部计算机的控制，不能独立完成复杂的智能行为。

（3）自主型机器人

这类机器人的功能十分强大，可以在不受人干预的情况下，自主应对各种复杂环境，自动完成各项拟人任务。自主型机器人包含多种应用模块，如感知、处理、决策、执行等，可以模仿人的行为方式和思考方式，对各种问题进行独立处理，自主地完成多种复杂行为活动。自主型机器人拥有两个最重要的特点，一是自主性，二是适应性。自主性表现在，这种机器人可以在一定的外部环境里，不受任何人为控制，自主完成特定的任务；适应性表现在，这种机器人可以实时对周围的物体进行识别和测量，当周围环境发生变化时，可以通过调节自身参数和调整动作策略，从而处理紧急情况，完成特殊任务。另外，自主机器人还拥有另外一个重要特点—交互性。所谓“交互性”，指的是自主机器人不仅能和人进行信息交流，还能和外部环境、电脑以及其他机器人进行信息交换。在国际上，每一个国家都十分重视科学技术的发展，尤其是研发全自主移动机器人，一些科技大国更是将其作为国家发展的重中之重。这是因为，全自主移动机器人的发展水平是一个国家综合国力的体现。而研发全自主移动机器人，要求一个国家在制造业、人工智能等科技领域具有较高水平，这样一来，当设计研发全自主移动机器人涉及到驱动器控制、传感器数据融合、图像处理、模式识别、神经网络等多方面的研究问题时，国家的研发部门才能游刃有余，不会因在技术水平方面落后太多，而无法研制出所需要的全自主移动机器人。

20世纪60年代初，人类第一次着手研究智能机器人，几十年来，随着人工智能技术的不断发展，人们对智能机器人的研究日益成熟。目前，国际上一些综合实力较强的国家已经将第二代机器人—感觉控制型机器人广泛应用到实践当中，而对于知识控制型机器人—自主机器人的研究，也取得了突破性进展。一些科技巨头甚至已经研制出自主机器人的多种样机，这些样机在行为能力和智力方面，都取得了颠覆性的成功。人们相信，在不久的将来，真正意义上的全自主机器人将普遍应用到人们的日常生活当中，届时，人工智能将为促进人类社会和文明的发展做出卓越的贡献。