目前的增長并非僅僅是短期的狂熱。許多枯燥败饵、骯臟和危險的工作最終將由機(jī)器人來完成酣器，但技術(shù)將如何發(fā)展才能滿足這個未來需求呢？

　　要使機(jī)器人真正成為我們生活中無處不在的東西，必須在下列方面取得技術(shù)進(jìn)步：

　　●縮短實(shí)時系統(tǒng)響應(yīng)的總時間(從傳感器到執(zhí)行器)以增強(qiáng)機(jī)器人的性能吝重；

　　●具有先進(jìn)的人工智能以增強(qiáng)自主決策能力;

　　●傳感器和執(zhí)行器更為小巧和輕便以減小機(jī)器人的體積并提高能效征乳；

　　●具有能量監(jiān)測和發(fā)電能力以延長自主工作時間。

　　我們可以通過研究機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)狀來窺探或展望機(jī)器人技術(shù)的未來沦匿。把具有代表性的機(jī)器人吊上解剖臺并認(rèn)真審視其“解剖結(jié)構(gòu)”無疑是完成這個任務(wù)的好方法律姨。

　　任何好醫(yī)生都知道解剖研究應(yīng)從器官分類開始，這里臼疫，我們首先對機(jī)器人的“器官”進(jìn)行分類择份。我們可以把機(jī)器人的構(gòu)件按照電子功能分為5大類：傳感器、通訊部分烫堤、控制部分荣赶、執(zhí)行器和電源。

　　傳感器

　　除操作程序之外塔逃，機(jī)器人的輸入絕大部分來自所包含的傳感器讯壶。就像我們自己的五官一樣，傳感器向機(jī)器人提供有關(guān)外部世界的信息湾盗。舉例來說伏蚊，自主行走型機(jī)器人需要了解周圍環(huán)境以便走動，而以感知環(huán)境信息為主要目標(biāo)的機(jī)器人需要把信息反饋給遠(yuǎn)程操作員(火星車是一個特別有名的例子)格粪。無論哪種情況躏吊，傳感器都是機(jī)器人解剖結(jié)構(gòu)的重要組成部分。

　　人們已經(jīng)為科學(xué)研究和工程實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)出種類繁多的傳感器帐萎，許多傳感器可通過電子接口應(yīng)用在機(jī)器人中比伏。對機(jī)器人而言，CMOS成像器辐逝、紅外線測距儀吸畸、壓力傳感器和加速度計(jì)是更為常見的傳感器。

　　在大量現(xiàn)有傳感器的基礎(chǔ)上黄惭，機(jī)器人傳感技術(shù)的未來將向更小翁脓、更輕、性價比更高且更易于整合的方向發(fā)展祟俯。

　　通訊

　　對于機(jī)器人而言漫北，內(nèi)部和外部通訊都是至關(guān)重要的。內(nèi)部通訊直接決定了操作的實(shí)時性五妹。猶如人類的神經(jīng)系統(tǒng)市贡，內(nèi)部通訊把信息從傳感器饋送給處理器或機(jī)器人的控制部分。內(nèi)部通信協(xié)議的速度直接影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度辞皇。

　　實(shí)時性并不是外部通訊的一貫性要求切果，如下載程序或數(shù)據(jù)文件就不需要即時響應(yīng)骏卿。但在某些情況下，如在控制遙控型機(jī)器人的運(yùn)動時淘太，外部通訊的實(shí)時性則具有至關(guān)重要的作用材彪，因?yàn)槿魏瓮涎佣伎赡茉斐墒鹿省?

　　未來對機(jī)器人通訊的要求，不論是內(nèi)部通訊還是外部通訊琴儿，都將歸結(jié)為“更快”。特別地嘁捷，更寬的帶寬和為其它行業(yè)開發(fā)的高速協(xié)議將受到機(jī)器人設(shè)計(jì)者的歡迎并被加以利用造成。

　　控制

　　控制或處理節(jié)點(diǎn)是機(jī)器人系統(tǒng)的“腦”。對傳感器數(shù)據(jù)的處理能力將決定機(jī)器人實(shí)現(xiàn)先進(jìn)工作方式的能力雄嚣。

　　機(jī)器人領(lǐng)域不僅對處理能力有更高的需求晒屎，某些控制方面的功能對機(jī)器人也很重要。由于機(jī)器人需要移動缓升，為使機(jī)器人及周圍物件免遭破壞鼓鲁，機(jī)器人應(yīng)具有中斷水平的實(shí)時處理能力。在某些情況下港谊，碰撞檢測和避障處理在靠近動作機(jī)構(gòu)但與主控制節(jié)點(diǎn)分離的處理器中完成骇吭。這種類型的外設(shè)控制可以分擔(dān)主處理器的處理負(fù)荷并對刺激猶如“潛意識”般地做出反應(yīng)。

　　軟件正在成為機(jī)器人領(lǐng)域中最重大的研發(fā)領(lǐng)域歧寺。研究人工智能咱取，特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目的是使計(jì)算機(jī)(因而機(jī)器人)能夠更好地自己學(xué)習(xí)如何來完成任務(wù)。對控制算法的改進(jìn)也正在進(jìn)行中阅秀。

　　在談到Mobile Robots公司工程人員的硬件/軟件比例時姆歹，該公司首席執(zhí)行官Jeanne Dietsch說：“我們是一家軟件公司【┘穑”事實(shí)上虽浆，Mobile Robots公司生產(chǎn)自己的硬件機(jī)器人平臺，而且是少數(shù)幾家這樣做的公司之一帜猩，但該公司的創(chuàng)新主要在軟件方面休惰。

　　在某種程度上，機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步類似于人類物種的進(jìn)化落六。對生拇指和其它物理進(jìn)步必須借助大腦功能的改進(jìn)才會更好地發(fā)揮作用箫乳。

　　因而，控制和處理基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)步是機(jī)器人取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)化的必要條件民氏。

　　執(zhí)行器

　　機(jī)器人系統(tǒng)區(qū)別于其它電子系統(tǒng)的特性之一是移動浊丑。只有具有移動能力的系統(tǒng)才能歸類到機(jī)器人。要使機(jī)器人移動久规，就必須為之提供執(zhí)行器湖笨。最常見的執(zhí)動器是電動機(jī)(直流旗扑、步進(jìn)或伺服電機(jī))，盡管也使用非電磁(如氣動和液壓)執(zhí)行器慈省。

　　電機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新及更好的材料和更先進(jìn)的制造能力已逐步減小了電機(jī)的尺寸并提高了電機(jī)的效率臀防，但執(zhí)行器技術(shù)的真正創(chuàng)新將來自其它領(lǐng)域，如可電彎曲的合金边败。這些“納米肌肉”將改變機(jī)器人移動的方式袱衷，幫助機(jī)器人設(shè)計(jì)師模仿人類和動物的動作。這種合金很輕笑窜，其機(jī)械性能與我們自己的肌肉相近致燥。

　　總之，材料領(lǐng)域的研究將向我們提供響應(yīng)速度更快排截、力量更大嫌蚤、重量更輕、可充當(dāng)為肌型執(zhí)行器的合金断傲。

　　電源

　　由于有線電源不適于自行移動的機(jī)器人脱吱，在機(jī)器人中最常見的電源是電池。但電池顯然是機(jī)器人長期現(xiàn)場部署的限制因素层筹，而且苦频，如所周知，運(yùn)動會相對消耗更多的能量秀坤。另外锦售，電池可能也是機(jī)器人系統(tǒng)中最大和最重的一個部分，對于要求體積小機(jī)動性強(qiáng)的機(jī)器人來說荒懒，這將給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來問題茉蔗。

　　因而，機(jī)器人行業(yè)將會對電池技術(shù)的任何進(jìn)步迅速加以利用装芬。

　　在未來锚躺，預(yù)計(jì)對自行發(fā)電的機(jī)器人的需求將會增加。目前援栗，已經(jīng)出現(xiàn)了利用太陽能和其它能量收獲方法以增加其能量供給的機(jī)器人骄雇。電源領(lǐng)域最近的創(chuàng)新之一是Robotic Technology公司的Eatr機(jī)器人(強(qiáng)動力自主戰(zhàn)術(shù)機(jī)器人)，它可以收集和燃燒生物體來增加其能量供給帘惜。

　　未來

　　機(jī)器人技術(shù)還有很多創(chuàng)新有待完成瑰侥。如果該技術(shù)繼續(xù)沿著目前的道路前行，我們將會看到這樣的機(jī)器人稳析，成千上萬甚至上百萬的傳感器連接到一些較小的處理節(jié)點(diǎn)洗做，這些節(jié)點(diǎn)連接到更大的中央處理節(jié)點(diǎn)，后者通過遠(yuǎn)程鏈接與中心站及其它機(jī)器人進(jìn)行通訊彰居。這些傳感器將向機(jī)器人提供反饋诚纸，機(jī)器人利用這些信息驅(qū)動輕巧的執(zhí)行器迅速高效地完成手頭的任務(wù)撰筷，并在此過程中通過自學(xué)習(xí)不斷改進(jìn)控制方法。

　　我們并不懷疑這一切將會發(fā)生畦徘，尚不明確的只是何時會變成現(xiàn)實(shí)毕籽。

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