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一、感知與認(rèn)知技術(shù) 1.傳感器技術(shù):機(jī)器人通過(guò)各種傳感器(如攝像頭、激光雷達(dá)、觸覺(jué)傳感器等)獲取外界環(huán)境的信息,實(shí)現(xiàn)感知能力。 2.計(jì)算機(jī)視覺(jué):機(jī)器人利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行圖像識(shí)別、目標(biāo)跟蹤等任務(wù),實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺(jué)信息的理解和分析。 3.自然語(yǔ)言處理:機(jī)器人通過(guò)自然語(yǔ)言處理技術(shù)能夠理解和處理人類(lèi)語(yǔ)言,實(shí)現(xiàn)與人類(lèi)的交流和對(duì)話。
二、運(yùn)動(dòng)與操作技術(shù) 1.運(yùn)動(dòng)控制:機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)調(diào)整,包括軌跡規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)控制等方面。 2.手眼協(xié)調(diào):機(jī)器人通過(guò)手眼協(xié)調(diào)技術(shù)能夠精確地控制手部運(yùn)動(dòng),并與視覺(jué)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)高精度的操作和操控能力。 三、控制與規(guī)劃技術(shù) 1.運(yùn)動(dòng)規(guī)劃:機(jī)器人通過(guò)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃技術(shù)能夠生成適應(yīng)任務(wù)需求的軌跡和路徑規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)動(dòng)控制。 2.控制系統(tǒng):機(jī)器人的控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)器人動(dòng)作和狀態(tài)的控制,保證機(jī)器人的穩(wěn)定性和安全性。
四、人機(jī)交互技術(shù) 1.觸覺(jué)反饋:機(jī)器人通過(guò)觸覺(jué)反饋技術(shù)能夠感知與人的接觸和力度,實(shí)現(xiàn)更加人性化的交互體驗(yàn)。 2.語(yǔ)音識(shí)別與合成:機(jī)器人通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)能夠理解人類(lèi)的語(yǔ)音指令,并通過(guò)語(yǔ)音合成技術(shù)進(jìn)行回應(yīng),實(shí)現(xiàn)自然的語(yǔ)音交互。 五、學(xué)習(xí)與智能技術(shù) 1.機(jī)器學(xué)習(xí):機(jī)器人通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)能夠從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)和推理,提升自身的智能水平和決策能力。 2.深度學(xué)習(xí):深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一種重要技術(shù),也是機(jī)器人學(xué)習(xí)與智能的關(guān)鍵技術(shù)之一。深度學(xué)習(xí)通過(guò)構(gòu)建深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,可以自動(dòng)從大規(guī)模數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)和提取特征,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜任務(wù)的高效處理和決策。在機(jī)器人領(lǐng)域,深度學(xué)習(xí)可以應(yīng)用于各個(gè)方面,例如: (1)視覺(jué)識(shí)別與理解:深度學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。機(jī)器人可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行圖像識(shí)別、目標(biāo)檢測(cè)、圖像分割等任務(wù),實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中的物體和場(chǎng)景的理解。 (2)運(yùn)動(dòng)與姿態(tài)控制:深度學(xué)習(xí)可以應(yīng)用于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)控制。通過(guò)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型,機(jī)器人可以學(xué)習(xí)復(fù)雜的動(dòng)作模式和姿態(tài)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動(dòng)控制。 (3)自主導(dǎo)航與路徑規(guī)劃:深度學(xué)習(xí)可以幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和路徑規(guī)劃。通過(guò)深度學(xué)習(xí)模型對(duì)環(huán)境進(jìn)行建模和學(xué)習(xí),機(jī)器人可以根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的特征和目標(biāo)要求,選擇合適的路徑規(guī)劃和導(dǎo)航策略。 (4)自然語(yǔ)言處理與對(duì)話系統(tǒng):深度學(xué)習(xí)在自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域也具有重要應(yīng)用。機(jī)器人可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解和語(yǔ)言生成,實(shí)現(xiàn)與人類(lèi)的自然對(duì)話和交流。 (5)強(qiáng)化學(xué)習(xí)與智能決策:深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)是將深度學(xué)習(xí)與強(qiáng)化學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法,用于讓機(jī)器人通過(guò)與環(huán)境的交互學(xué)習(xí)最優(yōu)的行為策略。機(jī)器人可以通過(guò)深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)智能決策和自主學(xué)習(xí)能力,適應(yīng)不同的任務(wù)和環(huán)境。
技術(shù)參數(shù) 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、用途和用戶(hù)要求的不同,機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)也不同。一般來(lái)說(shuō),機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)主要包括自由度、工作范圍、工作速度、承載能力、精度、驅(qū)動(dòng)方式、控制方式 自由度 機(jī)器人的自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目,但是一般不包括手部(末端操作器)的開(kāi)合自由度。自由度表示了機(jī)器人動(dòng)作靈活的尺度。機(jī)器人的自由度越多,越接近人手的動(dòng)作機(jī)能,其通用性越好;但是自由度越多結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。 機(jī)器人的工作范圍是指機(jī)器人手臂或手部安裝點(diǎn)所能達(dá)到的空間區(qū)域。因?yàn)槭植磕┒瞬僮髌鞯某叽绾托螤钍嵌喾N多樣的,為了真實(shí)反映機(jī)器人的特征參數(shù),這里指不安裝末端操作器時(shí)的工作區(qū)域。機(jī)器人工作范圍的形狀和大小十分重要,機(jī)器人在執(zhí)行作業(yè)時(shí)可能會(huì)因?yàn)榇嬖谑植坎荒苓_(dá)到的作業(yè)死區(qū)而無(wú)法完成工作任務(wù)。機(jī)器人所具有的自由度數(shù)目機(jī)器組合決定其運(yùn)動(dòng)圖形;而自由度的變化量(即直線運(yùn)動(dòng)的距離和回轉(zhuǎn)角度的大。﹦t決定著運(yùn)動(dòng)圖形的大小。 工作速度 指機(jī)器人在工作載荷條件下、勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械接口中心或工具中心點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)所移動(dòng)的距離或轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中一般提供了主要運(yùn)動(dòng)自由度的最大穩(wěn)定速度,但是在實(shí)際應(yīng)用中僅考慮最大穩(wěn)定速度是不夠的。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)循環(huán)包括加速啟動(dòng)、等速運(yùn)行和減速制動(dòng)三個(gè)過(guò)程。如果最大穩(wěn)定速度高允許的極限加速度小,則加減速的時(shí)間就會(huì)長(zhǎng)一些,即有效速度就要低一些。所以,在考慮機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性時(shí),除了要注意最大穩(wěn)定速度外,還應(yīng)注意其最大允許的加減速度。 承載能力 指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大負(fù)載,通常可以用質(zhì)量、力矩、慣性矩來(lái)表示。承載能力不僅決定于負(fù)載的質(zhì)量,而且還與機(jī)器人運(yùn)行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。一般低速運(yùn)行時(shí),承載能力大,為安全考慮,規(guī)定在高速運(yùn)行時(shí)所能抓起的工件質(zhì)量作為承載能力指標(biāo)。定位精度是指機(jī)器人手部實(shí)際到達(dá)位置與目標(biāo)位置之間的差異。如果機(jī)器人重復(fù)執(zhí)行某位置給定指令,它每次走過(guò)的距離并不相同,而是在一平均值附近變化,變化的幅度代表重復(fù)精度。分辨率是指機(jī)器人每根軸能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動(dòng)距離或最小轉(zhuǎn)動(dòng)角度。 驅(qū)動(dòng)方式 是指機(jī)器人的動(dòng)力源形式,主要有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)等方式。 控制方式 指機(jī)器人用于控制軸的方式,目前主要分為伺服控制和非伺服控制。 機(jī)器人的性能 感知能力 機(jī)器人的感知能力是指其可以感知自身和周?chē)h(huán)境的能力,包括視覺(jué)感知、聽(tīng)覺(jué)感知、力覺(jué)感知、味覺(jué)感知等多種形式。其中,視覺(jué)感知是機(jī)器人最主要的感知手段。通過(guò)視覺(jué)傳感器,機(jī)器人可以獲取到不同波段的光信號(hào),即圖像信息,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的感知。聽(tīng)覺(jué)感知可以讓機(jī)器人聽(tīng)到聲音并進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音合成。 決策能力 機(jī)器人的決策能力是指其基于感知信息做出決策的能力。機(jī)器人的決策過(guò)程主要包括三個(gè)步驟:感知信息的獲取、信息處理和行動(dòng)計(jì)劃的生成。機(jī)器人可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)將獲取的感知信息轉(zhuǎn)化為可供決策使用的數(shù)據(jù),并通過(guò)算法構(gòu)建模型來(lái)做出決策。 執(zhí)行能力 機(jī)器人的執(zhí)行能力是指其將決策轉(zhuǎn)化為行動(dòng)的能力。機(jī)器人的執(zhí)行方式主要有兩種,即基于規(guī)則的執(zhí)行和基于學(xué)習(xí)的執(zhí)行。基于規(guī)則的執(zhí)行是指機(jī)器人通過(guò)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則實(shí)現(xiàn)任務(wù),比如程序員編寫(xiě)的源代碼。而基于學(xué)習(xí)的執(zhí)行則是指機(jī)器人通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和模型,自行選擇最優(yōu)行動(dòng)方案。 以上是機(jī)器人的三大性能特點(diǎn)。除了以上特點(diǎn)之外,機(jī)器人的可編程性、靈活性、可擴(kuò)展性和智能化程度也是機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展的關(guān)鍵特點(diǎn)。隨著機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展和普及,相信未來(lái)機(jī)器人將會(huì)更好地為人類(lèi)服務(wù)。 機(jī)器人的特點(diǎn) 可編程 生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性自動(dòng)化。機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程。 擬人化 機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類(lèi)似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。 通用性 除了專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用的工業(yè)機(jī)器人外,一般機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性。 機(jī)電一體化 機(jī)器人技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛,但是歸納起來(lái)是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)。 |