機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢課件

機(jī)器人概述機(jī)器人研究所2011.4機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢【3月20日報道】日本向事故區(qū)投放了Monirobo機(jī)器人用于檢測核輻射劑量、攝像、溫度、濕度檢測、粉塵和可燃?xì)怏w收集檢測等（日本核安全技術(shù)中心設(shè)計和生產(chǎn)）

?外形尺寸：

800×1500×1500mm（雙履帶）

?重量：600Kg（可搭載作業(yè)機(jī)械臂）

?行進(jìn)速度：40m/min?無線傳輸（遙控）距離：1100m

特點：機(jī)器人防輻射，須加屏蔽罩，電子產(chǎn)品（尤其照相機(jī)）易受輻射的影響，故障或失效。

美國關(guān)島空軍基地的全球鷹無人機(jī)（攜帶攝像機(jī)、熱成像儀、合成孔徑雷達(dá)等）提供全天候航拍支持。一、福島核電站事故與機(jī)器人Monirobo（紅黃兩種）機(jī)器人離我們越來越近！機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢【3月28日報道】當(dāng)日晚，（美）6位工程師攜4臺iRobot機(jī)器人（Packbot/2臺、Warrior/2臺）從馬薩諸塞州總部飛抵東京。這些核化偵察機(jī)器人可適應(yīng)高輻射環(huán)境，但無法在堆芯區(qū)域存積的冷卻水中工作。越靠近堆芯，搶險人員越無法接近，故不得不越來越期待起用機(jī)器人。Packbot任務(wù)：清理廢墟，搬運(yùn)危險物品，探測輻射。Warrior任務(wù)：抓住直徑7.6cm消防水管，將其拖曳和敷設(shè)到冷卻水注入點?！?月17日報道】Packbot進(jìn)入福島第一核電站3號反應(yīng)堆，監(jiān)測核輻射量和溫度，拍攝內(nèi)部照片。機(jī)器人采集的各種數(shù)據(jù)將擇日公布?！?月19日報道】福島第一核電站2號反應(yīng)堆濕度過大，機(jī)器人未完成任務(wù)。

加拿大、中國等國家也聲稱可派遣機(jī)器人救援，不過日方未接受。宋?。簷C(jī)器人是20世紀(jì)自動化領(lǐng)域最偉大的發(fā)明。比爾?蓋茨：機(jī)器人進(jìn)入千家萬戶。機(jī)器人在福島第一核電站3號反應(yīng)堆現(xiàn)場作業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢二、機(jī)器人分類機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人焊接機(jī)器人噴涂機(jī)器人裝配機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人智能機(jī)器人軍用機(jī)器人家用機(jī)器人醫(yī)療機(jī)器人娛樂機(jī)器人醫(yī)療機(jī)器人機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢三、工業(yè)機(jī)器人（IndustrialRobot）機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢

各大洲的機(jī)器人需求預(yù)期1991～2008世界工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量×1000臺/年機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢

主要國家地區(qū)工業(yè)機(jī)器人預(yù)期（2008、2009、2012）年裝機(jī)數(shù)

在役數(shù)

機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢

中國工業(yè)機(jī)器人每年新增安裝臺數(shù)

?2009年總在役臺數(shù)：37000（占全球3.6%）臺

?2008年銷售額（機(jī)器人）70億，生產(chǎn)線（1000億）

?2012年保有臺數(shù)：60000臺，年均增速：25%年份臺數(shù)機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢英法美意韓德日國國國大國國本利

發(fā)達(dá)國家制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人密度（臺/每萬人）機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢焊接噴漆潔凈其他搬運(yùn)中國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用類型比例汽車電子其他化工機(jī)械中國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用行業(yè)比例機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢小結(jié)（1）工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量還不及汽車，但是如果計入服務(wù)機(jī)器人，就可比了（工業(yè)10萬+服務(wù)400萬：吸塵、割草、娛樂、家用……）；（2）工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成熟，但是不等于中國沒有機(jī)會；（3）中國今后的成長點在搬運(yùn)和潔凈機(jī)器人；（4）中國機(jī)器人市場會以兩位數(shù)成長，從老齡化（比日本還要嚴(yán)重4個老人-一對夫妻，目前60歲以上1.59億人，10%）和百人占有量看；（5）33所機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化方面的作為在直流伺服驅(qū)動技術(shù)（無刷電機(jī)、驅(qū)動器）、減速器、傳感器等是軍民結(jié)合生長點；（6）國際上軍用機(jī)器人剛剛興起，中國需求尚要啟蒙，市場尚未喚醒（10～20年），產(chǎn)業(yè)需要培育（5～10年）；但是工業(yè)機(jī)器人的市場切入應(yīng)該不存在認(rèn)識上的問題。小結(jié)（1）工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量還不及汽車，但是如果計入服務(wù)機(jī)器人，就可比了（工業(yè)10萬+服務(wù)400萬：吸塵、割草、娛樂、家用……）；（2）工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成熟，但是不等于中國沒有機(jī)會；（3）中國今后的成長點在搬運(yùn)和潔凈機(jī)器人；（4）中國機(jī)器人市場會以兩位數(shù)成長，從老齡化（比日本還要嚴(yán)重4個老人-一對夫妻，目前60歲以上1.59億人，10%）和百人占有量看；（5）33所機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化方面的作為在直流伺服驅(qū)動技術(shù)（無刷電機(jī)、驅(qū)動器）、減速器、傳感器等是軍民結(jié)合生長點；（6）國際上軍用機(jī)器人剛剛興起，中國需求尚要啟蒙，市場尚未喚醒（10～20年），產(chǎn)業(yè)需要培育（5～10年）；但是工業(yè)機(jī)器人的市場切入應(yīng)該不存在認(rèn)識上的問題。小結(jié)（1）工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)量還不及汽車，但如果計入服務(wù)機(jī)器人，就可比了（工業(yè)10萬+服務(wù)400萬：吸塵、割草、娛樂、家用……）；（2）工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成熟，但是不等于中國沒有機(jī)會；（3）中國今后的成長點在搬運(yùn)和潔凈機(jī)器人；（4）中國機(jī)器人市場將以2位數(shù)成長，老齡化（日本60歲以上1.59億，占10%，比日本更嚴(yán)重，4個老人一對夫妻，）和萬人密度看；（5）機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)弱：交直流伺服驅(qū)動技術(shù)（伺服電機(jī)/驅(qū)動器）、減速器、傳感器等；（6）機(jī)器人發(fā)展的歷程是先民用后軍用，中國的軍用機(jī)器人市場尚要啟蒙，喚醒（5～10年），產(chǎn)業(yè)培育（10～20年）；但是工業(yè)機(jī)器人的市場切入應(yīng)該不存在認(rèn)識上的問題。機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢【推薦1】搬運(yùn)機(jī)器人需求行業(yè)：＞30～40kg的箱式、袋式、罐式包裝石化、化肥、建材、水泥、橡塑食品、飲料、乳業(yè)飼料加工、糧食加工醫(yī)藥衛(wèi)生軍事國防中國搬運(yùn)機(jī)器人市場：2000臺/年（占30%，產(chǎn)值8億=40萬×2000臺）生產(chǎn)線市場：按2臺/條計，機(jī)器人：生產(chǎn)線=3：7，1000條生產(chǎn)線的總產(chǎn)值為18.0億利潤：20%（成本20～30萬/臺，3.6億）碼垛機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢搬運(yùn)機(jī)器人國外ABBMOTOMAN500kgFANUCFUJIKUKA直角坐標(biāo)機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢國產(chǎn)搬運(yùn)機(jī)器人&生產(chǎn)線哈工大博實哈工大海爾廣州裕輕無錫力馬機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢手爪的形式機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢【推薦2】潔凈自動化產(chǎn)業(yè)（cleanroomrobot）特點：潔凈度、平穩(wěn)性、高效率、可靠性市場：芯片（晶圓片）、平板顯示、超薄玻璃、食品、醫(yī)藥、太陽能、鍍膜IC裝備大氣機(jī)械手真空機(jī)械手自動物料輸送系統(tǒng)半導(dǎo)體前端設(shè)備平板顯示垂直關(guān)節(jié)基板搬運(yùn)機(jī)器人水平關(guān)節(jié)基板搬運(yùn)機(jī)器人潔凈AGV、RGV潔凈自動物料輸送系統(tǒng)其他行業(yè)超薄玻璃、電子、食品、醫(yī)藥潔凈環(huán)境搬運(yùn)機(jī)器人線鍍膜、太陽能潔凈環(huán)境機(jī)器人線食品、醫(yī)藥、紙業(yè)潔凈環(huán)境碼垛包裝機(jī)器人線機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢四、軍用機(jī)器人（Militaryrobotsareautonomousrobotsorremote-controlleddevicesdesignedformilitaryapplications）機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢美國未來作戰(zhàn)系統(tǒng)(FutureCombatSystems)概念圖(2006)

以智能化信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為核心1.FCS的作戰(zhàn)概念機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢FCS的作戰(zhàn)概念阿富汗戰(zhàn)場的拆彈部隊

2010年9月5日兩名《環(huán)球時報》記者跟隨一個巡邏隊在坎大哈市郊美軍基地不遠(yuǎn)的地方執(zhí)行巡邏任務(wù)（巡邏隊由美軍101空中突擊師營A連6名官員、6名當(dāng)?shù)貒褴娛勘?條嗅彈犬組成），在途中突然與塔利班武裝人員遭遇。但是塔利班武裝人員一閃就消蹤匿跡了。巡邏隊覺得形跡可疑，急忙上前搜查，在距離美軍基地外圍墻跟約200m處，嗅彈犬狂叫不止，表明嗅到了可疑物。于是馬上通知后方支援。20min后，一個機(jī)器人拆彈小組前來增援，該組5人組成，包括女專家1人、機(jī)器人操縱手1人、排爆手1人、掩護(hù)槍手2人。操縱手從背包取出PackBot，以遙控模式讓機(jī)器人趟過一片不深的積水，爬過一堆廢墟后，發(fā)現(xiàn)了一包自制炸彈，又花費了30min，機(jī)器人成功剪斷了炸彈引爆線，于是拆彈小組順利返回。PackBot機(jī)器人功能全面、外形小巧，質(zhì)量較輕，因此美國大兵們將之昵稱為“背包”。碼垛機(jī)器人機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢UnmannedAircraftCombatVehicles（UACV）

UnmannedGroundCombatVehicles（UGCV）AutonomousUnderwaterCombatVehicles（AUCV）iROBOT-15A輕騎兵RQ-4全球鷹2.軍用機(jī)器人的種類機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢一名士兵最大負(fù)荷:40~60kg（必備隨身武器26公斤+單兵機(jī)器人＜30kg）×1

（<30Kg）微小型SUGV，單兵、省電設(shè)計×4（<100Kg）中型MUGV，偵察、排雷、作戰(zhàn)、后勤>×4（>100Kg）大型LUGV，作戰(zhàn)、后勤3.UGCV的種類偵察作戰(zhàn)移動機(jī)器人爆炸物處理機(jī)器人地面移動機(jī)器人自主移動機(jī)器人半自主移動機(jī)器人遙控移動機(jī)器人大型移動機(jī)器人中型移動機(jī)器人微小型移動機(jī)器人按控制方法按功能按重量體積機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢典型移動模式機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢4.典型的UGCVTALON（魔爪）尺寸:0.864×0.559m最高速:8.37Km/h最大爬坡角度:40°無負(fù)載車重:54.4Kg控制方式:無線遙控多任務(wù)平臺40mm高爆彈或由澳大利亞金屬風(fēng)暴公司研制的多管機(jī)槍（射速達(dá)16發(fā)/s）Foster-Miller公司的產(chǎn)品機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢Warrior×700（勇士?今年夏天定型）尺寸:0.889×0.768×0.457m最高時速:12.9Km/h最大爬坡角度:45°無負(fù)載車重:157.4Kg最大負(fù)載:68Kg控制方式:無線遙控iRobot公司的產(chǎn)品機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢金屬風(fēng)暴（MetalStorm）=FireStorm（武器系統(tǒng)）+標(biāo)準(zhǔn)“戰(zhàn)斗平臺”（Warriorplatform）（底座）FireStorm的火藥發(fā)射筒一分鐘內(nèi)齊發(fā)幾千次彈藥（理論可達(dá)100萬次）機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢?尺寸:0.813×0.521×0.178m?最高速:9.3Km/h?最大爬坡角度:45°?無負(fù)載車重:20Kg?最大負(fù)載:6.8Kg?控制方式:無線遙控機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢ReconscoutLANdroidsEyeDrive機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢中型地面移動機(jī)器人本體型譜

微小型地面機(jī)器人本體型譜機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢中型機(jī)器人應(yīng)用模塊型譜

小型機(jī)器人應(yīng)用模塊型譜

機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢5.市場權(quán)威軍事咨詢公司

WinterGreenResearch的資料2009年軍用移動機(jī)器人市場統(tǒng)計序號國家、地區(qū)銷售額（百萬$）全球市場占有1美國702.784.5%2歐洲124.715.0%3日本0.80.1%4中國0.80.1%5印度、俄羅斯、巴西0.80.1%6亞太地區(qū)0.80.1%機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢

世界UGCV市場銷售額預(yù)測

世界UGCV市場銷售量預(yù)測機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢

大中小型UGCV銷售額對比預(yù)測

大中小型UGCV銷售量對比預(yù)測機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢市場結(jié)論（1）世界軍用機(jī)器人市場在2014~2016年將迅速膨脹，十二?五是軍用機(jī)器人重要的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇期；（2）（MUGV）占有的市場份額最大。WinterGreenResearch預(yù)測2016年它的市場額接近65億美元，是（SUGV）的3.4倍，（LUGV）的26倍；（3）（SUGV）的銷售量可觀。WinterGreenResearch的預(yù)測2016年它將達(dá)750萬臺，是（MUGV）的97倍，（LUGV）的20900倍，（SUGV）2010銷售量的3700倍；（4）（SUGV）在2014~2016年的銷售額年均增長率＞100%，相對下，（MUGV）的年平均增長率≈30%。從純商業(yè)角度看，著重發(fā)展（SUGV）和（MUGV）是符合市場需求條件的。從軍事角度看，（SUGV）和（MUGV）在未來作戰(zhàn)系統(tǒng)中具有重要的戰(zhàn)術(shù)地位。機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢（1）iRobot公司20年發(fā)展年譜年份發(fā)展階段主要事件備注1990IsRobotics公司后改iRobotMIT的CSAIL（ComputerScienceandArtificialIntelligenceLaboratory）RondyBrooks教授和學(xué)生ColinAngle和HelenGreiner創(chuàng)辦機(jī)器人研發(fā)商業(yè)公司PackBot原型機(jī)及多項專利2000

政府資助得DARPA（DefenseAdvencedResearchProjectsAgency）戰(zhàn)術(shù)移動機(jī)器人計劃（TMR）資助，啟動軍用機(jī)器人原型機(jī)Urbie開發(fā)2001Urbie申報專利Urbie參與了9.11世貿(mào)中心搜救。表現(xiàn)稍遜，但在作業(yè)需求和性能等方面獲寶貴經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，奠定它的發(fā)展方向，申報了專利。

200210月獲美軍首批訂貨美陸軍在阿富汗對多種機(jī)器人樣機(jī)測試（越野、清除洞穴、入房搜索、穿越布雷場等），Urbie嶄露頭角2003PackBot正式定名EOD（排爆型機(jī)器人）列裝2007中標(biāo)&拓展型譜7系列中標(biāo)陸軍1000臺，試用滿意后追加2000臺，該年底獲2.6億$，3000臺不確定訂貨、備件、訓(xùn)練及維修員工300價格至2010年的銷售業(yè)績：20個合同共計3000臺單價：低配置價格11萬$/套，高配置40萬$（擴(kuò)展和現(xiàn)場維修服務(wù)）6.典型的制造商機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢PackBot2005～2010部分銷售業(yè)績2004年前iRobot公司在中國有代理，產(chǎn)品一度在中國銷售，但其后被撤消，原因據(jù)說是接到了美國軍方的巨額定單。目前PackBot

僅售到德國機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢（2）Foster-Miller發(fā)展年譜年份發(fā)展階段主要事件備注1956創(chuàng)建Foster-Mille公司最初由MIT的三名學(xué)生創(chuàng)辦的一家專用設(shè)備開發(fā)商2000TALON處女秀在波斯尼亞成功轉(zhuǎn)移并處理爆炸物2001亮相9.11參與世貿(mào)中心救援，因表現(xiàn)出色開始配備美國陸軍，并首批進(jìn)入阿富汗，執(zhí)行爆炸物拆除、偵察、危險品操作、戰(zhàn)斗支援等2004

被（英）公司QinetiQ收購Foster-Miller成奎奈蒂克（QinetiQ）旗下的北美全資子公司。

Qinetiq前身為（英）DERA（國防部防務(wù)評估及研究局：DefenseEvaluationandResearchAgency），2001年分出獨立國際防務(wù)安全科技公司（國防部控股）主流產(chǎn)品機(jī)器人2001～2007投入實戰(zhàn)美軍購置1000輛，投入阿富汗、伊拉克戰(zhàn)場。與ARDEC（武器研究開發(fā)及工程中心）、金屬風(fēng)暴等武器公司合作，開發(fā)作戰(zhàn)概念，包括：M16步槍、M240/M249機(jī)槍、M202-A16mm火箭彈發(fā)射器等2006申請多項專利2008.05.06需求劇增2007.4～2008.5，僅13個月內(nèi)再交付1000輛“魔爪”，于是在2008.05.06“

Foster-Miller宣布該公司已經(jīng)向美軍交付了第2000輛“魔爪”價格簡版系統(tǒng)單元：11萬$/臺，SWORDS系統(tǒng)（帶機(jī)槍）：20萬$/臺如選用陸軍的CKEM小型動能彈。它是陸軍視距內(nèi)的超高速反坦克導(dǎo)彈（LOSAT）的較小型號，長1.2m、重22.7kg，可由單兵搬運(yùn)，垂直發(fā)射，射程4

5km。機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢Talon&Swords2004～2007部分銷售業(yè)績平均價格:TALON:11萬U.S.SWORDS:20萬U.S.D機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢小結(jié)（1）一個軍用機(jī)器人從技術(shù)到產(chǎn)品的培育期大致5～10年；（2）一個軍用機(jī)器人生產(chǎn)商（企業(yè)）的初創(chuàng)期和成長期大致需要5～10年；（3）技術(shù)與市場的引領(lǐng)關(guān)系是辯證發(fā)展的。在技術(shù)已經(jīng)有一定積淀的目前階段，應(yīng)該由市場引領(lǐng)，反過來再促進(jìn)技術(shù)的跟蹤和發(fā)展；（4）中國發(fā)展機(jī)器人的困難在工業(yè)體系的配套機(jī)制不全，核心元器件的產(chǎn)能不強(qiáng)；（5）中國發(fā)展軍用機(jī)器人的風(fēng)險在一哄而上，低水平重復(fù)；在受到市場挫折后，又淺嘗輒止，一哄而下；投機(jī)成分厚重，鍥而不舍的精神缺乏。這一點在月球車的研發(fā)上已經(jīng)有所暴露；機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢五、地面軍用機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)（1）模塊化技術(shù)（2）基于COFDM的新一代機(jī)器人無線通訊技術(shù)（3）自主導(dǎo)航技術(shù)（4）多機(jī)器人協(xié)同作戰(zhàn)能力機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢（1）模塊化技術(shù)

快速可維修性

機(jī)器人可代替士兵受傷或犧牲。據(jù)阿富汗/伊拉克戰(zhàn)場的統(tǒng)計，每臺軍用機(jī)器人受損后平均可維護(hù)的次數(shù)是10次。機(jī)器人一旦發(fā)生故障，或受對方攻擊發(fā)生殘損，可以立即被送到戰(zhàn)地維修所，快速地更換整個模塊（而非零部件），重新投入戰(zhàn)斗。更換模塊既快速，又簡單，非專業(yè)技術(shù)人員即可勝任。如果更換停留在零部件級，非需要專業(yè)維修人員不可，花費的時間和代價會相當(dāng)高。（前面看到，低配置價格11萬$/套，可擴(kuò)展和跟隨維修人員的高配置40萬$。再例如旋轉(zhuǎn)編碼器，抗振性差，故障率高，是伺服電機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)，新的趨勢是將電機(jī)-編碼器分離。安川HP系列機(jī)器人的分離式編碼器，一旦損壞，15分鐘即可更換）。

獨立性和自封裝

每個模塊彼此獨立，各成一個完整的單元實體，具有獨立的結(jié)構(gòu)、對外有通用的機(jī)械、電氣、電池、通訊和控制的接口，滿足標(biāo)準(zhǔn)化、互換性、通用性。

多樣性

機(jī)器人配備一系列可選模塊，在通用平臺基礎(chǔ)上添加或刪減選件，可按照機(jī)器人型譜進(jìn)行“重組”，以適應(yīng)不同任務(wù)的需求。機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢軍用機(jī)器人易損的零部件機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢模塊化示意圖機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢自主導(dǎo)航的模式感知對象:

環(huán)境（各種外部傳感器）本體（各種內(nèi)部傳感器）定位：定量描述機(jī)器人和環(huán)境的空間幾何位置關(guān)系（算法）規(guī)劃：全局規(guī)劃；局部規(guī)劃（算法）；智能行走：靈活運(yùn)動和安全越障（算法）關(guān)鍵問題：小型集成化、國產(chǎn)化雙目視覺10幀/s?慢百米測距?mm級分辨率慣導(dǎo)+GPS?長時工作雙目立體視覺：幾何關(guān)系明確，問題：1）要在兩幅畫中找到對應(yīng)點，建立點-點對應(yīng)關(guān)系，信息可能不充分（如照度低或顏色混淆）2）受遮掩或陰影影響，景物中某些部分僅在一幅圖像出現(xiàn)。障礙檢測：激光雷達(dá)（主動，數(shù)據(jù)稀、頻率低）+立體視覺信息融合（被動，受光照影響）、超聲檢測局部避障的策略、路徑規(guī)劃和算法：人工勢場、虛擬力場、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)自主導(dǎo)航：航位推算法、衛(wèi)星定位法、組合定位法、（2）自主導(dǎo)航技術(shù)在何處？欲何往？如何去？機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢

《大都市大震災(zāi)減輕特別計劃》

（簡稱DDTProject）2002年開始實施日本國家研究計劃新一代救援手段技術(shù)的構(gòu)成瓦礫堆中搜救機(jī)器人瓦礫堆上搜救機(jī)器人空中搜救機(jī)器人信息及通信技術(shù)震災(zāi)模擬實驗現(xiàn)場先進(jìn)搜救傳感器及工具地下室遙控移動機(jī)器人搜救災(zāi)情的社會廣域信息通報交流人機(jī)接口多種搜救手段兩處國家實驗場地：川崎/神戶試驗場

機(jī)器人遙控和生命搜救系統(tǒng)性能評價

逼真模擬震后城市倒塌現(xiàn)場環(huán)境模型，對機(jī)器人在不平整地面、臺階、壕溝、狹窄空間、三維迷宮的穿行能力做評價再現(xiàn)倒塌木結(jié)構(gòu)平房的環(huán)境，機(jī)器人在狹窄、散亂的室內(nèi)空間中穿行，考察能力。臺階/壕溝寬度：0.1m～0.2m狹窄空隙：0.2m～0.3m行進(jìn)距離：20m機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢

機(jī)器人與士兵功能優(yōu)劣的比較

項目功能比較備注機(jī)器人士兵機(jī)器人+士兵體能延伸中良良與傳統(tǒng)車輛比較，在輕型、速度、越野機(jī)動、翻滾等方面強(qiáng)，但比人類差信息延伸中中優(yōu)人無法接近目標(biāo)，機(jī)器人直接視覺差，互補(bǔ)后在近戰(zhàn)態(tài)勢偵察方面強(qiáng)作戰(zhàn)功能良良優(yōu)殺傷力方面各有優(yōu)缺，在網(wǎng)絡(luò)支持下某些場合提高了近距離打擊準(zhǔn)確度。機(jī)器人加士兵的作業(yè)能力也更強(qiáng)了。如德國一款掃雷機(jī)器人，在6小時內(nèi)的掃雷面積相當(dāng)于30個有經(jīng)驗的工兵，效率提高15～20倍生存能力強(qiáng)弱強(qiáng)士兵生命犧牲代價大，機(jī)器人可維護(hù)10次其他“戰(zhàn)爭成本數(shù)學(xué)”計算，美軍士兵一生的平均軍費支出為400萬$，機(jī)器人士兵僅1/10。官兵有晉升軍銜、漲薪資、退役金、保險費、家屬安置費問題，更有傷亡帶來的撫恤賠償和政治壓力。機(jī)器人是“零傷亡”。總體傷亡降低70%。

在難度方面，機(jī)器人地面的自主導(dǎo)航比空間飛行器至少不低。

軍用機(jī)器人作戰(zhàn)定位：半自主（遙控+局部自主）、分散（系統(tǒng)和群的概念）、信息網(wǎng)絡(luò)的末端節(jié)點。機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢（3）基于COFDM的新一代機(jī)器人無線通訊技術(shù)

1973年阿以戰(zhàn)爭后，（美）陸軍總結(jié)坦克變?yōu)椤氨话l(fā)現(xiàn)就意味著被擊中，被擊中就將滅亡”。因此要“先敵發(fā)現(xiàn)，先敵識別，先敵打擊”。一場沒有硝煙的信息戰(zhàn)是未來戰(zhàn)爭的序曲。高速移動中機(jī)器人系統(tǒng)遠(yuǎn)距離、實時、多頻道、高保密性地傳輸圖像和聲音，需MPEG4數(shù)字圖象壓縮編碼和COFDM多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)。在無線視頻上首選是數(shù)字傳輸而非模擬傳輸。正交頻分復(fù)用（OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）是目前最主要的調(diào)制技術(shù)，在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，提高頻譜利用率。COFDM技術(shù)是在OFDM上加入信道編碼技術(shù)，增強(qiáng)糾錯功能，提高抗多徑衰落、抗碼間干擾（ISI）、抗多普勒頻移能力，使非視距、超視距、高速移動下實現(xiàn)圖像，語音，數(shù)據(jù)的高速高保真?zhèn)鬏敗Ｔ摷夹g(shù)涉及有線通訊原理、無線視頻壓縮處理、視頻數(shù)字傳輸和處理、智能圖像、RF射頻通信技術(shù)、自控等技術(shù)領(lǐng)域，可借鑒如：公安應(yīng)急指揮系統(tǒng)、軍隊無線圖傳系統(tǒng)、消防無線指揮系統(tǒng)、武警無線指揮系統(tǒng)、電力搶險指揮系統(tǒng)等各種需要無線移動圖像、聲音實時傳輸?shù)牡湫蛻?yīng)用場合。機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢（4）多機(jī)器人協(xié)同作戰(zhàn)能力

協(xié)同的基礎(chǔ)是每一臺機(jī)器人本身的控制技術(shù)已經(jīng)過硬了。多剛體控制曾是機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的一大熱門。80～90年代自動控制學(xué)者都樂意在機(jī)器人上試試新的控制方法和技術(shù)（動力學(xué)、最優(yōu)、模糊、變結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)、H

等）。這樣的代價比在空間技術(shù)中要安全和節(jié)省。

2000年9月美軍進(jìn)行了一次多機(jī)器人協(xié)同作戰(zhàn)的“彩排”（試驗），47臺機(jī)器人組成的機(jī)器人群與士兵共同演練了將近4個小時。每個士兵控制4臺機(jī)器人，操縱它們隱蔽、偵察、救援、穿過密林、爬樓梯等等。項目經(jīng)理陸軍中校布里奇評價說：“我們學(xué)到了許多關(guān)于傳感器集成和它們對于機(jī)器人性能影響方面的知識。這是第一次我們想在茂密的植被中做點事情，這是非常非常困難的目標(biāo)。這次試驗取得了重大突破，機(jī)器人跌倒后能爬起來，通信及定位方面的情況良好，但是在機(jī)動和避障方面還需要做更多的工作。”

2003年8月6日，12臺機(jī)器人在美國圣安東尼奧的東南研究所有一次演習(xí)，一個6輪“WallCrawler”機(jī)器人沿著墻壁爬上天花板地，借助一種百葉窗扇結(jié)構(gòu)（能在兩個鄰近的表面之間產(chǎn)生低壓區(qū)域）粘附在任何表面上，包括磚墻；一個6足機(jī)器人能有效地攀爬巖石；而一個機(jī)器蛇能在管道中蜿蜒前行等等。這些演示充分展現(xiàn)了軍用機(jī)器人參與現(xiàn)代作戰(zhàn)行動的潛力。五角大樓的防衛(wèi)指揮官JamesShamess旅長說：“這次演習(xí)使我們第一次看到在作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)機(jī)器人的各種各樣的五花八門的軍事應(yīng)用”。

機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢從人-機(jī)博弈看未來戰(zhàn)爭中軍用機(jī)器人的角色人機(jī)博弈（ComputerGames）的兩大挑戰(zhàn)性課題

人-計算機(jī)國際象棋比賽：

在人工智能（AI）的發(fā)展史中，人-機(jī)器智能的博弈始終作為一個標(biāo)準(zhǔn)問題起到有力的推動作用。從1958年以來45年間人/計算機(jī)大戰(zhàn)了多次。1997年5月，IBM的超級計算機(jī)“更深的藍(lán)”在國際象棋較量中以3：2戰(zhàn)勝了著名的國際象棋冠軍卡斯帕羅夫，成為40年來人工智能研究重大進(jìn)展的標(biāo)志性事件，同時也意味著博弈已經(jīng)在某種程度上完成了它的歷史使命，需要尋找新的標(biāo)準(zhǔn)問題、新的挑戰(zhàn)來繼續(xù)推動人工智能的發(fā)展。

機(jī)器人足球比賽：

于是學(xué)者們將目標(biāo)鎖定在機(jī)器人足球比賽，它成為AI研究的新挑戰(zhàn)。這個構(gòu)想的由來是加拿大學(xué)者AlanMackworth教授在1992年的論文《OnSeeingRobot》中首次提出的。同年10月東京AI重大挑戰(zhàn)研討會上，一些學(xué)者積極籌劃，由SONY出資注冊了RoboCup聯(lián)盟（TheRoboCupFederation），宗旨是利用機(jī)器人足球比賽、仿真比賽等手段加快機(jī)器人學(xué)及相關(guān)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。1997年第1屆RoboCup比賽在日本名古屋揭開帷幕，40支隊伍參加，觀眾5000余人，邁出機(jī)器人2050年在綠蔭場上戰(zhàn)勝人類足球冠軍隊的夢想的第一步。機(jī)器人現(xiàn)狀與趨勢

人/計算機(jī)大戰(zhàn)史年份戰(zhàn)況、戰(zhàn)績1958