机器人学的历史与未来VIP免费

机器人学的历史与未来１，基于符号的机器人学诞生与发展的简要历史工程学科的一个共同点是：先有工程实践。机器人学的诞生也不例外，是随着工业机器人的诞生与发展而进行的，直至七十年代，工业机器人整个系统基本定型，发展主要在于单元器件性能的逐步改进。这时机器人学向深度和广度发展成为一门非常综合和活跃的学科，这也是工程性质学科的另一个共同点：到一定时期，理论将超前于工程实践。GeorgeC.Devol于五十年代中期发明工业机器人，是可重复编程的PTP控制的操作手，和JesephF.Engelberger共同发展这一全新工具概念后，于1959年成立第一家工业机器人公司Unimationlnc.启发工业机器人发明的前期工作是二战中开始的主从控制的遥控机器人的开发，主要用于放射性物质的处理。工业机器人发展的主要历史事件如下：1954年：美国G.C.Devol，发明可编程机器人，专利号29882371959年：美国行星公司制造第一台商用机器人1960年：美国Unimation公司成立1970年：VictorSheinman验证StarfordManipulator1971年：日本工业机器人协会成立1974年：美国CincinnatiMilaeron公司推出第一台小型机控制的机器人T31976年：RalphBolles发展了机器人编程语言AL1978年：Unimation公司推出可用于装配的通用机器人PUMA1978年：日本，牧野洋发明SCARA装配机器人机器人学研究的主要事件有：1954年：Denavit和Hartenberg（1954）提出用于表达空间杆件几何关系的一般方法，可用于解机器人正运动学1962：Ernst（1962）和Boni（1962）分别研究带触觉和压觉传感器的机械手1964：Uicker（1964）的博士论文研究了空间杆件的动力学1968：Pieper（1968）的博士论文中用代数方法解逆运动学问题1968：McCarthy（1968）在StanfordAILab研究带摄像机、麦克风的机器人，能根据人的指令发现并抓取积木1971：Kahn和Roth（1971）研究机器人的最少时间控制1972：Paul（1972）研究关节空间轨迹规划1973：Bolles和Paul（1973）用装有视觉和力觉的Stanfordarm完成水泵装配1974：Bejezy（1974）研究机器人的动力学和计算力矩控制1976：Bolles（1976）发展了机器人编程语言AL1979：Paul（1979）研究了笛卡尔空间的轨迹规划1979：Lozano—Perez和Wesley（1979）研究机器人避障问题1981：R.P.Paul（1981）出版第一本机器人学课本，“RobotManipulator：Mathematics，ProgrammingsandControl”这些事件的选择标准是该项研究开创性的。但是，虽然1954，1964二事件是机器人运动学和动力学的基础，但并不是专门为机器人学研究的。1978年PUMA通用工业机器人的诞生可看作是工业机器人的成熟，直到现在，工业机器人的整个机械结构，驱动，控制结构，编程语言均和1978无本质差别。1981年机器人学课本的出版标志着该学科的成熟，Denavit和Hartenberg（1954），Pieper（1968），Paul（1972），Bolles（1976），Paul（1979）等人的研究对工业机器人的成熟作用巨大。由于学科发展的主要驱动力是求新求深，进入八十年代，机器人学的发展主要向广度和深度发展，主流也渐离工业背景。但由于机器人学是工程学科，太偏离实际肯定要受到制约，也即受到市场驱动力的制约，如那么多的机器人控制和智能方面的研究，但无一实用，这方面的研究肯定要萎缩。这几年，机器人学界意识到这一点（也即研究经费减少了），开始把注意力投向新的工程主题。基于行为的机器人学和生物机器人学将把机器人学推向新的发展时空。２，基于符号的机器人学的主要研究内容参照K.S.Fu等（1988）的经典机器人学课本，传统机器人学的研究内容为：·运动学·动力学·轨迹规划·操作手控制（包括位置与力控制）·机器人传感器·路径规划与任务规划以上内容均在笛卡尔空间对机器人或环境用符号进行描述（关节空间可映射至笛卡尔空间），然后实施规划和控制，这部分机器人学称之为基于符号的机器人学是恰当的。另外机器人路径规划和任务规划是与基于符号的人工智能特别相关的部分，这部分内容也称之为智能机器人学或基于人工智能的机器人学，基于符号的人工智能引起的危机自然也是它的危机。进入十年代后，机器人学向深度和广度发展的研究有：·多机器人系统的运行学、动力学、运动轨划...