中國(guó)機(jī)器人的發(fā)展歷程

中國(guó)機(jī)器人的發(fā)展歷程第一章機(jī)器人的感性認(rèn)識(shí)我國(guó)自主研制的仿人機(jī)器人在國(guó)際上首次成功模仿人類的復(fù)雜動(dòng)作(國(guó)家“十五”重大科技成就展)矯形外科機(jī)器人（北航）電影《機(jī)器人總動(dòng)員》伊娃瓦力海寶山西館唐明皇和楊貴妃

海寶烹飪機(jī)器人

小提琴機(jī)器人鬧鬧機(jī)器人第一節(jié)機(jī)器人的概念在科技界，科學(xué)家會(huì)給每一個(gè)科技術(shù)語(yǔ)一個(gè)明確的定義，機(jī)器人問(wèn)世已有幾十年，但對(duì)機(jī)器人的定義仍然沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的意見(jiàn)。原因之一是機(jī)器人還在發(fā)展，新的機(jī)型，新的功能不斷涌現(xiàn)。根本原因主要是因?yàn)闄C(jī)器人涉及到了人的概念，成為一個(gè)難以回答的哲學(xué)問(wèn)題。國(guó)際上對(duì)機(jī)器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的，用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)。”

我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器?！焙?jiǎn)而言之，機(jī)器人就是一種自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)械裝置。它是整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的一種產(chǎn)物。目前在工業(yè)、醫(yī)學(xué)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。操作型機(jī)器人：能自動(dòng)控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。程控型機(jī)器人：按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。示教再現(xiàn)型機(jī)器人：通過(guò)引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。數(shù)控型機(jī)器人：不必使機(jī)器人動(dòng)作，通過(guò)數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。感覺(jué)控制型機(jī)器人：利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。適應(yīng)控制型機(jī)器人：機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動(dòng)。學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人：機(jī)器人能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。智能機(jī)器人：以人工智能決定其行動(dòng)的人第二節(jié)國(guó)際發(fā)展情況美國(guó)是機(jī)器人的誕生地，早在1962年就研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人“VERSTRAN”(意思是萬(wàn)能搬運(yùn))，掀起了全世界對(duì)機(jī)器人和機(jī)器人研究的熱潮。日本被稱為“機(jī)器人王國(guó)”。日本在60年代末正處于經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展時(shí)期，加之二戰(zhàn)后，日本的勞動(dòng)力嚴(yán)重不足，日本政府在經(jīng)濟(jì)上采取了積極的扶植政策，鼓勵(lì)發(fā)展和推廣應(yīng)用機(jī)器人，使機(jī)器人行業(yè)得到大力發(fā)展。英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)的機(jī)器人發(fā)展也比較早。第二章機(jī)器人在中國(guó)的發(fā)展史魯班制造的木鳥(niǎo)是中國(guó)最早的機(jī)器人雛形。據(jù)史料載，春秋后期，制造達(dá)人魯班曾惹老母生氣，魯母因此不進(jìn)茶飯，讓魯班很是著急。為了哄母親開(kāi)心，魯班廢寢忘食，花費(fèi)了兩天時(shí)間，用木材制造了一只大鳥(niǎo)?！赌印防锓Q：“成而飛之，三日不下?！闭f(shuō)的就是，木鳥(niǎo)上天后，飛了三天三夜都沒(méi)落地。第一節(jié)國(guó)內(nèi)發(fā)展情況我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步較晚，始于20世紀(jì)70年代初，經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，大致可分為三個(gè)階段：1、70年代的萌芽期2、80年代的開(kāi)發(fā)期3、90年代后的實(shí)用化期1、中國(guó)機(jī)器人起步相對(duì)晚的原因：歷史背景：新中國(guó)剛成立不久，連年的戰(zhàn)爭(zhēng)使得當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)比較落后。有人認(rèn)為：機(jī)器人只是為了節(jié)省勞動(dòng)力，而我國(guó)勞動(dòng)力資源豐富，發(fā)展機(jī)器人不一定符合我國(guó)國(guó)情。政府對(duì)此關(guān)注的力度和資金的投入不夠。當(dāng)時(shí)根據(jù)生產(chǎn)需要自行設(shè)計(jì)制造的機(jī)械手，大部分用于上下料。2、80年代的開(kāi)發(fā)期到80年代中期，技術(shù)革命的第三次浪潮沖擊著全世界，其中機(jī)器人技術(shù)起著先鋒作用。改革開(kāi)放后，邀請(qǐng)的國(guó)外機(jī)器人專家到中國(guó)訪問(wèn)和做學(xué)術(shù)報(bào)告，使當(dāng)時(shí)的我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人和同行開(kāi)始認(rèn)識(shí)到：機(jī)器人不僅能為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)高度的生產(chǎn)力和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且將為我國(guó)的宇宙開(kāi)發(fā)、海洋開(kāi)發(fā)、核能利用等新興領(lǐng)域的發(fā)展做出卓越的貢獻(xiàn)。為了培養(yǎng)人才和加強(qiáng)國(guó)際學(xué)術(shù)交流，派人去國(guó)外參加機(jī)器人年會(huì)和進(jìn)行各種考察活動(dòng)，積極促進(jìn)我國(guó)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)已在“七五”計(jì)劃中把機(jī)器人列人國(guó)家重點(diǎn)科研規(guī)劃內(nèi)容，撥巨款在沈陽(yáng)建立了全國(guó)第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程，全面展開(kāi)了機(jī)器人基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)元器件研究。1985年，國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)開(kāi)始組織實(shí)施工業(yè)機(jī)器人“七五”計(jì)劃，列入計(jì)劃的主要項(xiàng)目有：主機(jī)，包括點(diǎn)焊、弧焊、上下料、噴漆等工業(yè)機(jī)器人；機(jī)器人關(guān)鍵元部件技術(shù)。“七五”計(jì)劃的完成使我國(guó)機(jī)器人技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階。1986年，在鄧小平“發(fā)展高科技、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”的指導(dǎo)思想下，我國(guó)實(shí)施了“高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃”，這個(gè)計(jì)劃的實(shí)施,為我國(guó)本世紀(jì)初的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、為形成高技術(shù)產(chǎn)業(yè),奠定比較先進(jìn)的技術(shù)基礎(chǔ),造就一批新一代的高水平技術(shù)人才,為我國(guó)高技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。其中，智能機(jī)器人主題是863花園中的一朵奇葩，一枚碩果。1986年中共中央24號(hào)文件把智能機(jī)器人列為國(guó)家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃自動(dòng)化領(lǐng)域兩個(gè)主題之一，研究目標(biāo)是跟蹤世界先進(jìn)水平，工作內(nèi)容是圍繞特種機(jī)器人進(jìn)行攻關(guān)。文件明確規(guī)定了智能機(jī)器人主題的戰(zhàn)略目標(biāo)：開(kāi)發(fā)在惡劣環(huán)下工作的移動(dòng)機(jī)器人、水下無(wú)纜智能機(jī)器人和精密裝配機(jī)器人的目標(biāo)產(chǎn)品。1987年7月，成立了第一屆智能機(jī)器人主題專家組，揭開(kāi)了我國(guó)科技工作者在機(jī)器人高技術(shù)方面有目標(biāo)、有計(jì)劃、有組織的攻堅(jiān)戰(zhàn)的序幕。3、90年代后的實(shí)用化期進(jìn)入90年代，智能機(jī)器人主題在努力完成中共中央24號(hào)文件規(guī)定的任務(wù)基礎(chǔ)上，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，及時(shí)對(duì)主攻方向做了調(diào)整和延伸，確定了特種機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用工程并重、以應(yīng)用帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)研究的發(fā)展方針，繼續(xù)開(kāi)拓進(jìn)取，實(shí)現(xiàn)了高技術(shù)發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)的密切連接，應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)推動(dòng)企業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代，提升企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，為發(fā)展我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和躋身世界機(jī)器人技術(shù)先進(jìn)行列做出了重大貢獻(xiàn)。80~90年代機(jī)器人的研究成果1980年—研制成功中國(guó)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)。1985年—中國(guó)第一臺(tái)水下機(jī)器人（“海人一號(hào)”）首航成功。1986年—中國(guó)第一臺(tái)水下機(jī)器人深海試驗(yàn)成功。1988年—中國(guó)第一臺(tái)中型水下機(jī)器人（“瑞康４號(hào)”）投入使用。1989年—水下機(jī)器人首次出口美國(guó)。1990年—中國(guó)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人通用控制器研制成功。1992年—國(guó)產(chǎn)ＡＧＶ第一次應(yīng)用于柔性生產(chǎn)線。1993年—中國(guó)唯一的機(jī)器人技術(shù)國(guó)家工程研究中心成立。1994年—中國(guó)第一臺(tái)五自由度高壓水切割機(jī)器人投入使用。1994年—中國(guó)第一臺(tái)1000米水下機(jī)器人（“探索者”）海試成功。1995年—中國(guó)第一臺(tái)6000米水下機(jī)器人（“ＣＲ-０１”）海試成功。1995年—中國(guó)首臺(tái)四自由度點(diǎn)焊機(jī)器人開(kāi)發(fā)成功，第一條點(diǎn)焊機(jī)器人生產(chǎn)線投入使用。1995年—自主開(kāi)發(fā)的機(jī)器人技術(shù)－ＡＧＶ技術(shù)出口韓國(guó)。1997年—具有自主版權(quán)的高性能機(jī)器人控制器小批量生產(chǎn)。1997年—自主開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)第一條機(jī)器人沖壓自動(dòng)化線用于一汽大眾生產(chǎn)線。1998年—國(guó)內(nèi)首臺(tái)激光加工機(jī)器人開(kāi)發(fā)成功。1998年—國(guó)內(nèi)首臺(tái)澆注機(jī)器人用于生產(chǎn)。1998年—中國(guó)機(jī)器人領(lǐng)域唯一一家通過(guò)了ＩＳＯ９００１國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證。4、21世紀(jì)的新成果醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用：醫(yī)療機(jī)器人，是近五年來(lái)發(fā)展比較迅速的一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)一些非常珍貴的生物需要手術(shù)時(shí)，尤其是精細(xì)的部位如：人的眼球、神經(jīng)、血管進(jìn)行手術(shù)，對(duì)人腦的定位和鉆孔，對(duì)人的心臟瓣膜的手術(shù)和搭橋手術(shù)等都需要機(jī)器人來(lái)完成。醫(yī)生來(lái)做手術(shù)的不足是：大的手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)，人容易疲勞；人手操作的精度還是有限的。大連理工大學(xué)副教授張永順帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)正在研制膠囊醫(yī)療微型機(jī)器人，并實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人在腸道內(nèi)的垂直游動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在腸道內(nèi)進(jìn)退自如，實(shí)施窺視、診斷，甚至施藥、取樣，并且不會(huì)對(duì)腸胃造成損傷，減輕患者痛苦，縮短康復(fù)時(shí)間，降低醫(yī)療費(fèi)用。今年7月3日，我國(guó)首臺(tái)微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人“妙手A”系統(tǒng)在天津大學(xué)舉行的鑒定會(huì)上成功的將一頭小豬的膽囊摘除，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。在制造業(yè)中的應(yīng)用：主要用于汽車及工程機(jī)械的噴涂及焊接。目前，由于機(jī)器人技術(shù)以及研發(fā)的落后，工業(yè)機(jī)器人還主要應(yīng)用在制造業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近幾年國(guó)內(nèi)廠家所生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人有超過(guò)一半是提供給汽車行業(yè)?？梢?jiàn)，汽車工業(yè)的發(fā)展是近幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人增長(zhǎng)的原動(dòng)力之一。其中，焊接機(jī)器人在汽車制造業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。近年來(lái)，焊接機(jī)器人在大連華克、上海華克、上海龍馬神、南京新迪、長(zhǎng)春佛吉亞、上海匯眾等零部件及配件生產(chǎn)企業(yè)也有著典型的應(yīng)用。近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速境長(zhǎng)，特別是汽車業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)每年新增的工業(yè)機(jī)器人臺(tái)數(shù)以及總擁有量都在快速增長(zhǎng)。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可以有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且對(duì)保障人身安全、改善勞動(dòng)環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本都具有十分重要的意義。川崎機(jī)器人（天津）有限公司是由川崎重工業(yè)株式會(huì)社100%投資，并于2006年8月正式在中國(guó)天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)注冊(cè)成立，主要負(fù)責(zé)川崎公司生產(chǎn)的機(jī)器人在中國(guó)境內(nèi)的銷售、售后服務(wù)（產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的保養(yǎng)、維護(hù)、維修等）、技術(shù)咨詢等相關(guān)工作。公司擁有豐富的部品在庫(kù)能夠?yàn)轭櫩图皶r(shí)提供所需配件，并且公司內(nèi)部有展示用噴涂機(jī)器人、焊接機(jī)器人，以及試驗(yàn)用噴房能夠?yàn)轭櫩吞峁└鞣N相關(guān)服務(wù)。在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用：

21世紀(jì)是人類向海洋進(jìn)軍的世紀(jì)。海洋資源是近幾年國(guó)際上激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一，是各國(guó)重要的戰(zhàn)略目標(biāo)。為進(jìn)行海上石油開(kāi)發(fā)、海洋科學(xué)研究、海底礦藏勘探開(kāi)發(fā)、海底打撈救生以及軍事應(yīng)用，如偵察巡邏、掃雷、預(yù)警等，迫切需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)水下作業(yè)裝備。國(guó)際公海組織規(guī)定，對(duì)有能力進(jìn)行深海勘