從機器人誕生到本世紀(jì)80年代初，機器人技術(shù)經(jīng)歷了一個長期緩慢的發(fā)展過程咬跷。到了90年代猩镰，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)演避、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展氨鹤，機器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。除了工業(yè)機器人水平不斷提高之外偶咸，各種用于非制造業(yè)的先進(jìn)機器人系統(tǒng)也有了長足的進(jìn)展何煞。下將按工業(yè)機器人和先進(jìn)機器人兩條技術(shù)發(fā)展路線分述機器人的最新進(jìn)展情況。

1．工業(yè)機器人
　∈馄谩（1）機器人操作機：通過有限元分析柿患、模態(tài)分析及仿真設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法的運用，機器人操作機已實現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計码日。以德國KUKA公司為代表的機器人公司森枪，已將機器人并聯(lián)平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開鏈結(jié)構(gòu)，拓展了機器人的工作范圍审孽，加之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用县袱，大大提高了機器人的性能。此外采用先進(jìn)的RV減速器及交流伺服電機佑力，使機器人操作機幾乎成為免維護(hù)系統(tǒng)式散。
　　（2）并聯(lián)機器人：采用并聯(lián)機構(gòu)打颤，利用機器人技術(shù)杂数，實現(xiàn)高精度測量及加工，這是機器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展瘸洛，為將來實現(xiàn)機器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)揍移。意大利COMAU公司，日本FANUC等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品反肋。
　∧欠ァ（3）控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提高，已由過去控制標(biāo)準(zhǔn)的6軸機器人發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制21軸甚至27軸石蔗，并且實現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制披滑。人機界面更加友好，基于圖形操作的界面也已問世。編程方式仍以示教編程為主羹卷，但在某些領(lǐng)域的離線編程已實現(xiàn)實用化安芋。
　　（4）傳感系統(tǒng)：激光傳感器淀胞、視覺傳感器和力傳感器在機器人系統(tǒng)中已得到成功應(yīng)用售芳，并實現(xiàn)了焊縫自動跟蹤和自動化生產(chǎn)線上物體的自動定位以及精密裝配作業(yè)等，大大提高了機器人的作業(yè)性能和對環(huán)境的適應(yīng)性两军。日本KAWASAKI肿犁、YASKAWA、FANUC和瑞典ABB备秋、德國KUKA整空、REIS等公司皆推出了此類產(chǎn)品。
　∧羝怼（5）網(wǎng)絡(luò)通信功能：日本YASKAWA和德國KUKA公司的最新機器人控制器已實現(xiàn)了與Canbus偶凝、Profibus總線及一些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接，使機器人由過去的獨立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進(jìn)了一大步陆爽，也使機器人由過去的專用設(shè)備向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備發(fā)展斋日。
　　（6）可靠性：由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用墓陈，使機器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高恶守。過去機器人系統(tǒng)的可靠性MTBF一般為幾千小時，而現(xiàn)在已達(dá)到5萬小時贡必，幾冬天可以滿足任何場合的需求兔港。

　　2．先進(jìn)機器人
　　近年來，人類的活動領(lǐng)域不斷擴大仔拟，機器人應(yīng)用也從制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域發(fā)展衫樊。像海洋開發(fā)、宇宙探測利花、采掘科侈、建筑、醫(yī)療炒事、農(nóng)林業(yè)臀栈、服務(wù)、娛樂等行業(yè)都提出了自動化和機器人化的要求仁吟。這些行業(yè)與制造業(yè)相比岭蚜，其主要特點是工作環(huán)境的非結(jié)構(gòu)化和不確定性，因而對機器人的要求更高夏捣，需要機器人具有行走功能孝揉，對外感知能力以及局部的自主規(guī)劃能力等，是機器人技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。
　±（1）水下機器人：美國的AUSS茫步、俄羅斯的MT-88、法國的EPAVLARD等水下機器人已用于海洋石油開采枢竟，海底勘查拿豺、救撈作業(yè)、管道敷設(shè)和檢查停濒、電纜敷設(shè)和維護(hù)菲恢、以及大壩檢查等方面擎融，形成了有纜水下機器人（remote operated vehicle）和無纜水下機器人（autonomous under water vehicle）兩大類衣右。
　　（2）空間機器人：空間機器人一直是先進(jìn)機器人的重要研究領(lǐng)域彬祖。目前美茁瘦、俄、加拿大等國已研制出各種空間機器人储笑。如美國NASA的空間機器人Sojanor等甜熔。Sljanor是一輛自主移動車，重量為11.5kg突倍，尺寸630~48mm腔稀，有6個車輪，它在火星上的成功應(yīng)用羽历，引起了全球的廣泛關(guān)注焊虏。
　　（3）核工業(yè)用機器人：國外的研究主要集中在機構(gòu)靈巧秕磷，動作準(zhǔn)確可靠诵闭、反應(yīng)快、重量輕澎嚣、剛度好疏尿、便于裝卸與維修的高性能伺服手，以及半自主和自主移動機器人男软。已完成的典型系統(tǒng)禁微，如美國ORML基于機器人的放射性儲罐清理系統(tǒng)、反應(yīng)堆用雙臂操作器灯烤，加拿來大研制成功的輻射監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)埠邻，德國的C7靈巧手等
　　（4）地下機器人：地下機器人主要包括采掘機器人和地下管道檢修機器人兩在類峡冻。主要研究內(nèi)容為：機械結(jié)構(gòu)苞惰、行走系統(tǒng)、傳感器及定位系統(tǒng)、控制系統(tǒng)咕诊、通信及遙控技術(shù)墨攻。目前日、美焚卖、德等發(fā)達(dá)國家已研制出了地下管道和石油汹魁、天然氣等大型管道檢修用的機器人，各種采機器人及自動化系統(tǒng)正在研制中晰绎。
　≡⒙洹（5）醫(yī)用機器人：醫(yī)用機器人的主要研究內(nèi)容包括：醫(yī)療外科手術(shù)的規(guī)劃與仿真、機器人輔助外科手術(shù)荞下、最小損傷外科伶选、臨場感外科手術(shù)等。美國已開展臨場感外科（telepresence surgery）的研究尖昏，用于戰(zhàn)場模擬仰税、手術(shù)培訓(xùn)、解剖教學(xué)等抽诉。法陨簇、英、意迹淌、德等國家聯(lián)合開展了圖像引導(dǎo)型矯形外科（telematics）計劃河绽、袖珍機器人（biomed）計劃以及用于外科手術(shù)的機電手術(shù)工具等項目的研究，并已取得一些卓有成效的結(jié)果唉窃。
　“沂巍（6）建筑機器人：日本已研制出20多種建筑機器人。如高層建筑抹灰機器人句携、預(yù)制件安裝機器人献舍、室內(nèi)裝修機器人、地面拋光機器人宴亦、擦玻璃機器人等苟及，并已實際應(yīng)有和。美國卡內(nèi)基梅隆重大學(xué)啥闪、麻省理工學(xué)院等都在進(jìn)行管道挖掘和埋設(shè)機器人夷钥、內(nèi)墻安裝機器人等型號的研制、并開展了傳感器曙悠、移動技術(shù)和系統(tǒng)自動化施工方法等基礎(chǔ)研究婿残。英、德烘韩、法等國也在開展這方面的研究襟腹。
　」舜邸（7）軍用機器人：近年來，美摊哟、英在竹、法、德等國已研制出第二代軍用智能機器人梅屉。其特點是采用自主控制方式值纱，能完成偵察、作戰(zhàn)和后勤支援等任務(wù)坯汤，在戰(zhàn)場上具有看虐唠、嗅和角摸能力，能夠 自動跟蹤地形和選擇道路惰聂，并且具有自動搜索疆偿、識別和消滅敵方目標(biāo)的功能。如美國的Navplab自主導(dǎo)航車庶近、SSV半自主地面戰(zhàn)車翁脆，法國的自主式快速運動偵察車（DARDS）眷蚓，德國MV4爆炸物處理機器人等鼻种。目前美國ORNL正在研制和開發(fā)Abrams坦克、愛國者導(dǎo)彈裝電池用機器人等各種用途的軍用機器人沙热。
　　可以預(yù)見叉钥，在21世紀(jì)各種先進(jìn)的機器人系統(tǒng)將會進(jìn)入人類生活的各個領(lǐng)域，成為人類良好的助手和親密的伙伴篙贸。

二码累、目前研究熱點及發(fā)展趨勢

　　目前國際機器人界都在加大科研力度，進(jìn)行機器人共性技術(shù)的研究踏蚓，并朝著智能化和多樣化方向發(fā)展激撮。主要研究內(nèi)容集中在以下10個方面：
　　1．工業(yè)機器人操作機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)：探索新的高強度輕質(zhì)材料，進(jìn)一步提高負(fù)載/自重比惫投，同時機構(gòu)向著模塊化泉惋、可重構(gòu)方向發(fā)展。
　　2．機器人控制技術(shù)：重點研究開放式蹬谁，模塊化控制系統(tǒng)扔缭，人機界面更加友好，語言癞烈、圖形編程界面正在研制之中洗馅。機器人控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化，以及基于PC機網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點堕常。編程技術(shù)除進(jìn)一步提高在線編程的可操作性之外赌羽，離線編程的實用化將成為研究重點萎煤。
　　3．多傳感系統(tǒng)：為進(jìn)一步提高機器人的智能和適應(yīng)性，多種傳感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵领迈。其研究熱點在于有效可行的多傳感器融合算法甫匹，特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法惦费。另一問題就是傳感系統(tǒng)的實用化兵迅。
　　4．機器人的結(jié)構(gòu)靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小薪贫，二者正朝著一體化方向發(fā)展恍箭。
　　5．機器人遙控及監(jiān)控技術(shù)，機器人半自主和自主技術(shù)瞧省，多機器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制扯夭，通過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機器人遙控系統(tǒng)，在有時延的情況下鞍匾，建立預(yù)先顯示進(jìn)行遙控等交洗。
　　6．虛擬機器人技術(shù)：基于多傳感器、多媒體和虛擬現(xiàn)實以及臨場感技術(shù)橡淑，實現(xiàn)機器人的虛擬遙操作和人機交互构拳。
　　7．多智能體（multi-agent）調(diào)控制技術(shù)：這是目前機器人研究的一個嶄新領(lǐng)域。主要對多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)祥喳、相互間的通信與磋商機理耀奠，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃貌硬、群體行為控制等方面進(jìn)行研究用堤。
　　8．微型和微小機器人技術(shù)（micro/miniature robotics）:這是機器人研究的一個新的領(lǐng)域和重點發(fā)展方向。過去的研究在該領(lǐng)域幾乎是空白嚣褐，因此該領(lǐng)域研究的進(jìn)展將會引起機器人技術(shù)的一場革命萌烁，并且對社會進(jìn)步和人類活動的各個方面產(chǎn)生不可估量的影響，微小型機器人技術(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逸茅、運動方式绎儡、控制方法、傳感技術(shù)婶耕、通信技術(shù)以及行走技術(shù)等方面措坐。
　　9．軟機器人技術(shù)（soft robotics）:主要用于醫(yī)療、護(hù)理赖厅、休閑和娛樂場合拣播。傳統(tǒng)機器人設(shè)計未考慮與人緊密共處，因此其結(jié)構(gòu)材料多為金屬或硬性材料收擦，軟機器人技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)贮配、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機器人意外地與環(huán)境或人碰撞時是安全的谍倦，機器人對人是友好的。
　　10．仿人和仿生技術(shù)：這是機器人技術(shù)發(fā)展的最高境界泪勒，目前僅在某些方面進(jìn)行一些基礎(chǔ)研究昼蛀。

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