服務(wù)機器人的發(fā)展對未來人類生活的影響

1、服務(wù)機器人的發(fā)展對未來人類生活的影響摘要：機器人技術(shù)經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，已成為現(xiàn)今社會中不可替代的組成部分。傳統(tǒng)工業(yè)機器人成為了提高生產(chǎn)效率、降低人力成本的智能化工具，而隨著全球人口老齡化加重、勞動力成本飆升等社會問題，服務(wù)機器人已越來越受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)界的高度重視。關(guān)鍵字：服務(wù)機器人 發(fā)展 未來當今社會，機器人的發(fā)展與應(yīng)用已經(jīng)成為了時代發(fā)展的潮流，各種各樣的機器人如雨后春筍般進入人們都生活，其中與普通人聯(lián)系最為緊密的無疑是服務(wù)機器人。（一）服務(wù)機器人的定義進入20 世紀90 年代以來，由于許多高級生產(chǎn)和特種應(yīng)用需要各種具有智能化的機器人參與，加之互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展促生了許多新型現(xiàn)代服務(wù)行業(yè)

2、，這就把機器人產(chǎn)業(yè)的下一輪大發(fā)展很顯然地導(dǎo)向了智能化、服務(wù)化的發(fā)展道路中來。那么，在眾多機器人之中，服務(wù)機器人是如何界定的呢？國際機器人聯(lián)合會（ifr）給了服務(wù)機器人一個初步的定義: 服務(wù)機器人是一種半自主或全自主工作的機器人，它能完成有益于人類的服務(wù)工作。其實從上世紀80 年代開始，服務(wù)機器人的身影已出入醫(yī)院、軍隊、科研院所等機構(gòu)，只是普通公眾未必注意而已。近年來，各類服務(wù)機器人已頻頻亮相，人們已對其不再陌生，如各類博物館中的導(dǎo)覽服務(wù)機器人，銀行大廳里的迎賓取號機器人，餐廳里的點餐機器人等。有些服務(wù)機器人我們肯定見過，只是未意識到它是個機器人，最典型的例子就是使用廣泛的掃地機器人、保姆看護機

3、器人等，它們的作用有目共睹。（二）服務(wù)機器人的分類一.護士助手機器人護士助手機器人是自主式機器人，它不需要有線制導(dǎo)，也不需要事先作計劃，一旦編好程序，它隨時可以完成以下各項任務(wù)：運送醫(yī)療器材和設(shè)備，為病人送飯，送病歷、報表及信件，運送藥品，運送試驗樣品及試驗結(jié)果，在醫(yī)院內(nèi)部送郵件及包裹。該機器人由行走部分、行駛控制器及大量的傳感器組成。機器人可以在醫(yī)院中自由行動，其速度為0.7米/秒左右。機器人中裝有醫(yī)院的建筑物地圖，在確定目的地后機器人利用航線推算法自主地沿走廊導(dǎo)航，由結(jié)構(gòu)光視覺傳感器及全方位超聲波傳感器可以探測靜止或運動物體，并對航線進行修正。它的全方位觸覺傳感器保證機器人不會與人和物相碰

4、。車輪上的編碼器測量它行駛過的距離。在走廊中，機器人利用墻角確定自己的位置，而在病房等較大的空間時，它可利用天花板上的反射帶，通過向上觀察的傳感器幫助定位。需要時它還可以開門。在多層建筑物中，它可以給載人電梯打電話，并進入電梯到所要到的樓層。緊急情況下，例如某一外科醫(yī)生及其病人使用電梯時，機器人可以停下來，讓開路，2分鐘后它重新啟動繼續(xù)前進。通過“護士助手”上的菜單可以選擇多個目的地，機器人有較大的熒光屏及用戶友好的音響裝置，用戶使用起來迅捷方便。外科手術(shù)機器人第一代手術(shù)機器人已經(jīng)用于世界各地的許多手術(shù)室中。這些機器人不是真正的自動化機器人，它們不能自已進行手術(shù)，但是它們向手術(shù)提供了有用的機械

5、化幫助。這些機器仍然需要外科醫(yī)生來操作它們并對其輸入指令。 這些手術(shù)機器人的控制方法是遠程控制和語音啟動?？谇恍迯?fù)機器人二.口腔修復(fù)機器人這是一個由計算機和機器人輔助設(shè)計、制作全口義齒人工牙列的應(yīng)用試驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用圖像、圖形技術(shù)來獲取生成無牙頜患者的口腔軟硬組織計算機模型，利用自行研制的非接觸式三維激光掃描測量系統(tǒng)來獲取患者無牙頜骨形態(tài)的幾何參數(shù)，采用專家系統(tǒng)軟件完成全口義齒人工牙列的計算機輔助統(tǒng)計。另外，發(fā)明和制作了單顆塑料人工牙與最終要完成的人工牙列之間的過渡轉(zhuǎn)換裝置可調(diào)節(jié)排牙器?；跈C器人可以實現(xiàn)排牙的任意位置和姿態(tài)控制。利用口腔修復(fù)機器人相當于快速培養(yǎng)和造就了一批高級口腔修復(fù)醫(yī)療專

6、家和技術(shù)員。利用機器人來代替手工排牙，不但比口腔醫(yī)療專家更精確地以數(shù)字的方式操作，同時還能避免專家因疲勞、情緒、疏忽等原因造成的失誤。這將使全口義齒的設(shè)計與制作進入到既能滿足無牙頜患者個體生理功能及美觀需求，又能達到規(guī)范化、標準化、自動化、工業(yè)化的水平，從而大大提高其制作效率和質(zhì)量。三.進入血管機器人美國斯坦福大學(xué)的現(xiàn)代超微物理學(xué)專家本杰明金博士作了這樣的描述：“未來人們將研制出高度智能化的人造跳蚤、蜘蛛等動物。它們集超微型電腦、驅(qū)動器、傳動裝置、傳感器、電源等于一體，成為人類十分獨特、而且非常得力的助手。它們將廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航天、軍事等各個領(lǐng)域。除了人們津津樂道的注入血管清除毒

7、物的功能外，在外科手術(shù)上還可用微馬達來縫合神經(jīng)、微血管、眼球等；還可用它來深入人體內(nèi)臟，如腎、心臟等作檢查。將成千上萬個“跳蚤”機器人搬入農(nóng)田，消滅害蟲，使農(nóng)業(yè)豐收，又防止了因使用農(nóng)藥造成的環(huán)境污染?！彼?智能輪椅隨著社會的發(fā)展和人類文明程度的提高，人們特別是殘疾人愈來愈需要運用現(xiàn)代高新技術(shù)來改善他們的生活質(zhì)量和生活自由度。因為各種交通事故、天災(zāi)人禍和種種疾病，每年均有成千上萬的人喪失一種或多種能力（如行走、動手能力等）。因此，對用于幫助殘障人行走的機器人輪椅的研究已逐漸成為熱點，如西班牙、意大利等國，中國科學(xué)院自動化研究所也成功研制了一種具有視覺和口令導(dǎo)航功能并能與人進行語音交互的機器人輪椅

8、。機器人輪椅主要有口令識別與語音合成、機器人自定位、動態(tài)隨機避障、多傳感器信息融合、實時自適應(yīng)導(dǎo)航控制等功能。五.爬纜索機器人機器人可沿任意傾斜度的纜索爬升，可爬升的纜索標高為160米，纜索傾斜度090(，可適應(yīng)的纜索直徑為90200毫米，機器人爬升速度為8米/秒。纜索檢測功能：機器人上裝有鋼絲繩檢測系統(tǒng)，可沿纜索檢測鋼絲是否有斷絲，以便及時更換纜索。纜索清洗功能：在機器人本體上配備有各種形狀的清洗刷和特定的水基清洗液，可完成纜索去塵、脫脂和去聚乙烯表面靜電等工作。具有一定智能：機器人具有良好的人機交互功能，在高空可以判斷是否到頂、風(fēng)力大小等一些環(huán)境情況，并實施相應(yīng)的動作。六.戶外清洗機器人該

9、機器人由機器人本體和地面支援機器人小車兩大部分組成。機器人本體是沿著玻璃壁面爬行并完成擦洗動作的主體，重25公斤，它可以根據(jù)實際環(huán)境情況靈活自如地行走和擦洗，而且具有很高的可靠性。地面支援小車屬于配套設(shè)備，在機器人工作時，負責為機器人供電、供氣、供水及回收污水，它與機器人之間通過管路連接。目前我國從事大樓清洗機器人研究的還有哈爾濱工業(yè)大學(xué)和上海大學(xué)等，他們也都有了自己的產(chǎn)品。大樓清洗機器人是以爬壁機器人為基礎(chǔ)開發(fā)出來的，它只是爬壁機器人的用途之一。爬壁機器人有負壓吸附和磁吸附兩種吸附方式，大樓擦窗機器人采用的是負壓吸附方式。磁吸附爬壁機器人也已在我國問世，并已在大慶油田得到了應(yīng)用。消防機器人七

10、.遙控消防機器人1986年第一次使用了這種機器人。當消防人員難于接近火災(zāi)現(xiàn)場滅火時，或有爆炸危險時，便可使用這種機器人。這種機器人裝有履帶，最大行駛速度可達10公里/小時，每分鐘能噴出5噸水或3噸泡沫。1.噴射滅火機器人這種機器人于1989年研制成功，屬于遙控消防機器人的一種，用于在狹窄的通道和地下區(qū)域進行滅火。機器人高45厘米，寬74厘米，長120厘米。它由噴氣式發(fā)動機或普通發(fā)動機驅(qū)動行駛。當機器人到達火災(zāi)現(xiàn)場時，為了撲滅火焰，噴嘴將水流轉(zhuǎn)變成高壓水霧噴向火焰。2.消防偵察機器人消防偵察機器人誕生于1991年，用于收集火災(zāi)現(xiàn)場周圍的各種信息，并在有濃煙或有毒氣體的情況下，支援消防人員。機器人

11、有4條履帶，一只操作臂和9種采集數(shù)據(jù)用的采集裝置，包括攝像機、熱分布指示器和氣體濃度測量儀。3.攀登營救機器人攀登營救機器人于1993年第一次使用。當高層建筑物的上層突然發(fā)生火災(zāi)時，機器人能夠攀登建筑物的外墻壁去調(diào)查火情，并進行營救和滅火工作。該機器人能沿著從建筑物頂部放下來的鋼絲繩自己用絞車向上提升，然后它可以利用負壓吸盤在建筑物上自由移動。這種機器人可以爬70米高的建筑物。4.救護機器人救護機器人于1994年第一次投入使用。這種機器人能夠?qū)⑹軅藛T轉(zhuǎn)移到安全地帶。機器人長4米，寬1.74米,高1.89米，重3860公斤。它裝有橡膠履帶，最高速度為4公里/小時。它不僅有信息收集裝置，如電視攝

12、像機、易燃氣體檢測儀、超聲波探測器等；還有2只機械手，最大抓力為90公斤。機械手可將受傷人員舉起送到救護平臺上，在那里可以為他們提供新鮮空氣。（三）服務(wù)機器人發(fā)展現(xiàn)狀服務(wù)機器人將何去何從？這關(guān)系到一系列人口、勞動成本等社會問題。截至2014 年底，我國60 歲以上的老齡人口已達2.12 億勞動力人口所占比重正在逐年下滑，人口紅利正快速消失，嚴重威脅我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，而服務(wù)機器人將成為解決這些問題的途徑之一。人們期待著未來能生產(chǎn)出穩(wěn)定性高、實用性強、價格低廉的服務(wù)機器人走進千家萬戶，服務(wù)于公眾。根據(jù)國際機器人聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，2014 年全球?qū)I(yè)領(lǐng)域服務(wù)機器人銷量達22163 臺，與2010 年相

13、比翻了一番。（四）未來服務(wù)機器人發(fā)展趨勢及關(guān)鍵技術(shù)可以預(yù)見，未來10 年內(nèi)，服務(wù)機器人將在醫(yī)療、教育、娛樂等領(lǐng)域率先開拓扎根，其發(fā)展會逐漸呈現(xiàn)智能化、標準化、體系化、普及化、社會化、時代化、多元化等特點。我國要在未來服務(wù)機器人市場占領(lǐng)至高點，除了自身發(fā)展環(huán)境之外，還需在與服務(wù)機器人相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域先拔頭籌，引導(dǎo)發(fā)展趨勢，才能最終占得先機。1.智能認知與感知技術(shù)目前人工智能領(lǐng)域里的主要突破點是智能認知與感知，它是是機器人與人、機器人與環(huán)境進行交互的基礎(chǔ)。國外一些研究機構(gòu)將機器視覺、超聲、激光雷達等多傳感器進行了信息融合，以期得到機器人在未知復(fù)雜環(huán)境下的姿態(tài)信息。未來智能認知與感知主要針對大量數(shù)

14、據(jù)有效分類、歸納，提取可靠有效信息，并結(jié)合人工智能的發(fā)展及高效能計算能力的實現(xiàn)，為服務(wù)機器人的智能化發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。2.新材料應(yīng)用材料學(xué)的不斷發(fā)展，使得一些性能超群的用材不斷涌現(xiàn)，它們具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能。如一種新型的形狀記憶合金sma，其電阻會隨著溫度的變化而改變，導(dǎo)致合金變形，可用來執(zhí)行驅(qū)動動作，完成傳感和驅(qū)動功能。這將會使得現(xiàn)有的傳感和驅(qū)動模式發(fā)生巨大變化，將來會出現(xiàn)一些類似生物肌肉的驅(qū)動方式，使得服務(wù)機器人的活動更具靈活性。3.復(fù)雜動力控制技術(shù)隨著人類探索空間的擴大及對任務(wù)需求的提高，未來服務(wù)機器人的工作環(huán)境將是復(fù)雜多變的，高動態(tài)性、高適應(yīng)性、高負載能力是服務(wù)機器人發(fā)展的方向

15、之一。然而由于高負載勢必會造成機械內(nèi)部摩擦等非線性因素的放大，傳統(tǒng)動力學(xué)將再不適合這種控制方式。因此，研究復(fù)雜動力控制技術(shù)將成為決定未來服務(wù)機器人動態(tài)性能的關(guān)鍵因素。隨著機器人關(guān)鍵技術(shù)的不斷更新，服務(wù)機器人正處于蓬勃的發(fā)展狀態(tài)，相關(guān)新產(chǎn)品層出不窮。有機構(gòu)預(yù)測未來服務(wù)機器人將像家用電器一樣普及，它將大量進入人們的生活，走進千家萬戶。當然，除了國家政策導(dǎo)向、技術(shù)研發(fā)，未來服務(wù)機器人的成功還將取決于社會對它的承認。服務(wù)機器人作為一個具有巨社會關(guān)注度、特色鮮明的高新技術(shù)，解決社會勞動問題是其主要實際功能，它是現(xiàn)代制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的不可分割的重要組成部分。研究發(fā)展服務(wù)機器人不僅是未來社會發(fā)展的重大機遇，也

16、對提升國家核心競爭力具有重要意義。（五）未來服務(wù)機器人對生活的影響毫無疑問，未來我們的生活必定離不開服務(wù)機器人，服務(wù)機器人也必定會涉及到我們生活的方方面面。在我們的家里，會有為我們打理一切家務(wù)事的管家機器人，端茶送水，打掃衛(wèi)生，所有的家務(wù)都不再需要我們動手，甚至連做飯都不再需要我們自己去做。家里還會有保姆機器人，負責照顧孩子的生活起居和學(xué)習(xí)，甚至連哆啦a夢都不再只是動漫里的人物。當我們出行時，會有智能的汽車，完全不需要我們來操控，只需要我們說出目的地，車子便會自動選擇最近的且交通狀況最好的線路過去，我們只需坐在車中，完全不用考慮違反交通規(guī)則和交通事故。當我們?nèi)メt(yī)院的時候，所有的一切都由機器人來完成，甚至連簡單的治療都不需要醫(yī)生的參與，而餐館和酒店就更