機器人

1920年，捷克作家卡雷爾·凱佩克（Karel Capek）發表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》。在劇本中，凱佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”，“Robota”是奴隸的意思。該劇預告了機器人的發展對人類社會的悲劇性影響，引起了人們的廣泛關注，被當成了“機器人”一詞的起源。一對感知能力優於其他機器人的男女機器人相愛了。這時機器人進化為人類，世界又起死回生了。

凱佩克提出的是機器人的安全、感知和自我繁殖問題1950年科幻作家阿西莫夫（Asimov）在《我是機器人》一書中提出了“機器人三原則”：

①機器人必須不傷害人類，也不允許它見人類將受到傷害而袖手旁觀；

②機器人必須服從人類的命令，除非人類的命令與第一條相違背；

③機器人必須保護自身不受傷害，除非這與上述兩條相違背。

這三條原則，給機器人社會賦以新的倫理性。至今，它仍會為機器人研究人員、設計製造廠家和用戶提供十分有意義的指導方針。

1967年日本召開的第一屆機器人學術會議上，人們提出了兩個有代表性的定義。另一個是加藤一郎提出的，具有如下3個條件的機器可以稱為機器人：

①具有腦、手、腳等三要素的個體；

②具有非接觸感測器（用眼、耳接受遠方信息）和接觸感測器；

③具有平衡覺和固有覺的感測器。

該定義強調了機器人應當具有仿人的特點，即它靠手進行作業，靠腳實現移動，由腦來完成統一指揮的任務。

美國

機器人工業協會

機器人是一種用於移動各種材料、零件、工具或專用裝置，通過可編程動作來執行各種任務，並具有編程能力的多功能操作機。

日本

工業機器人協會

機器人是一種帶有記憶裝置和末端執行器的、能夠通過自動化的動作而代替人類勞動的通用機器。

國際標準化組織

對機器人的定義

機器人是一種能夠通過編程和自動控制來執行諸如作業或移動等任務的機器。

中國

對機器人的定義

機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。

人們發展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機器人和各種智能機器人。現在雖然還沒有一個嚴格而準確的機器人定義，但是我們希望對機器人的本質做些把握：機器人是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類的工作。它是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產物，在工業、醫學、農業、服務業、建築業甚至軍事等領域中均有重要用途。

《隋書》里曾記載了一個機器人的故事：“……帝猶恨不能夜召，於是命匠刻木偶人，施機關，能坐起拜伏，以像於抃。帝每在月下對酒，輒令宮人置之於座，與相酬酢，而為歡笑。”

——楊廣沒登基的時候，和文士柳抃就結成了好友，登基之後，關係更鐵。只可惜大半夜把柳抃召進紫微城大內總不妥當，楊廣只好“望梅止渴”，命人照柳抃的模樣做了一個木偶，裝上機關，木偶能坐能站還會磕頭。楊廣興緻來了，就和這個木偶月下對飲歡笑。

機器人一般由執行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統和複雜機械等組成。

技術參數是機器人製造商在產品供貨時所提供的技術數據。不同的機器人其技術參數不一樣，而且各廠商所提供的技術參數項目和用戶的要求也不完全一樣。但是，機器人的主要技術參數一般都應有：自由度、定位精度和重複定位精度、工作範圍、最大工作速度、承載能力等。 

自由度

自由度是指機器人所具有的獨立坐標軸運動的數目，不包括手爪（末端操作器）的開合自由度。在三維空間中描述一個物體的位姿需要6個自由度。但是，機器人的自由度是根據其用途而設計的，可能少於6個自由度，也可能多於6個自由度。例如，A4020型裝配機器人具有4個自由度，可以在印製電路板上接插電子器件；PUMA562型機器人具有6自由度，可以進行複雜空間曲面的弧焊作業。從運動學的觀點看，在完成某一特定作業時具有多餘自由度的機器人，就叫作冗餘自由度機器人，亦可簡稱冗餘度機器人。例如PUMA562機器人去執行印製電路板上接插電子器件的作業時，就成為冗餘度機器人。利用冗餘的自由度可以增加機器人的靈活性、躲避障礙物和改善動力性能。人的手臂（大臂、小臂、手腕）共有7個自由度，所以工作起來很靈巧，手部可迴避障礙物從不同方向到達同一個目的點。 

大多數機器人從總體上看是個開鏈機構，但其中可能包含有局部閉環機構。閉環機構可提高剛性，但限制了關節的活動範圍，因而會使工作空間減小。 

定位精度和重複定位精度

機器人精度包括定位精度和重複定位精度。定位精度是指機器人手部實際到達位置與目標位置的差異。重複定位精度是指機器人重複定位其手部於同一目標位置的能力，可以用標準偏差這個統計量來表示。它是衡量一系列誤差值的密集度，即重複度。 

機器人操作臂的定位精度是根據使用要求確定的，而機器人操作臂本身所能達到的定位精度，取決於定位方式、運動速度、控制方式、臂部剛度、驅動方式、緩衝方法等因素。 

定位精度和重複定位精度 

當機器人操作臂達到所要求的定位精度有困難時，可採用輔助工夾具協助定位的辦法，即機器人操作臂把被抓取物體送到工、夾具進行粗定位，然後利用工、夾具的夾緊動作實現工件的最後定位。這種辦法既能保證工藝要求，又可降低機器人操作臂的定位要求。 

工作範圍

工作範圍是指機器人操作臂末端或手腕中心所能到達的所有點的集合，也叫做工作區域。因為末端執行器的形狀和尺寸是多種多樣的，為了真實反映機器人的特徵參數，所以是指不安裝末端執行器時的工作區域。工作範圍的形狀和大小是十分重要的。機器人在執行某一作業時，可能會因為存在手部不能到達的作業死區（dead zone）而不能完成任務。 

機器人操作臂的工作範圍根據工藝要求和操作運動的軌跡來確定。一個操作運動的軌跡往往是幾個動作合成的，在確定工作範圍時，可將運動軌跡分解成單個動作，由單個動作的行程確定機器人操作臂的最大行程。為便於調整，可適當加大行程數值。各個動作的最大行程確定之後，機器人操作臂的工作範圍也就定下來了。 

最大工作速度

通常指機器人操作臂末端的最大速度。提高速度可提高工作效率，因此提高機器人的加速減速能力，保證機器人加速減速過程的平穩性是非常重要的。 

承載能力

承載能力是指機器人在工作範圍內的任何位姿上所能承受的最大質量。機器人的載荷不僅取決於負載的質量，而且還與機器人運行的速度和加速度的大小和方向有關。為了安全起見，承載能力是指高速運行時的承載能力。通常，承載能力不僅要考慮負載，而且還要考慮機器人末端操作器的質量。 

運動速度

機器人或機械手各動作的最大行程確定之後，可根據生產需要的工作節拍分配每個動作的時間，進而確定各動作的運動速度。如一個機器人操作臂要完成某一工件的上料過程，需完成夾緊工件，手臂升降、伸縮、迴轉等一系列動作，這些動作都應該在工作節拍所規定的時間內完成。至於各動作的時間究竟應如何分配，則取決於很多因素，不是一般的計算所能確定的。要根據各種因素反覆考慮，並試作各動作的分配方案，進行比較平衡后，才能確定。節拍較短時，更需仔細考慮。 

機器人操作臂的總動作時間應小於或等於工作節拍。如果兩個動作同時進行，要按時間較長的計算。一旦確定了最大行程和動作時間，其運動速度也就確定下來了。 

分配各動作時間應考慮以下要求。 

①給定的運動時間應大於電氣、液（氣）壓元件的執行時間。 

②伸縮運動的速度要大於迴轉運動的速度。因為迴轉運動的慣性一般大於伸縮運動的慣性。機器人或機械手升降、迴轉及伸縮運動的時間要根據實際情況進行分配。如果工作節拍短，上述運動所分配的時間就短，運動速度就一定要提高。但速度不能太高，否則會給設計、製造帶來困難。在滿足工作節拍要求的條件下，應盡量選取較低的運動速度。機器人或機械手的運動速度與臂力、行程、驅動方式、緩衝方式、定位方式都有很大關係，應根據具體情況加以確定。 

③在工作節拍短、動作多的情況下，常使幾個動作同時進行。為此，驅動系統要採取相應的措施，以保證動作的同步。

即機器人本體，其臂部一般採用空間開鏈連桿機構，其中的運動副（轉動副或移動副）常稱為關節，關節個數通常即為機器人的自由度數。根據關節配置型式和運動坐標形式的不同，機器人執行機構可分為直角坐標式、圓柱坐標式、極坐標式和關節坐標式等類型。出於擬人化的考慮，常將機器人本體的有關部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部（夾持器或末端執行器）和行走部（對於移動機器人）等。

是驅使執行機構運動的機構，按照控制系統發出的指令信號，藉助於動力元件使機器人進行動作。它輸入的是電信號，輸出的是線、角位移量。機器人使用的驅動裝置主要是電力驅動裝置，如步進電機、伺服電機等，此外也有採用液壓、氣動等驅動裝置。

是實時檢測機器人的運動及工作情況，根據需要反饋給控制系統，與設定信息進行比較后，對執行機構進行調整，以保證機器人的動作符合預定的要求。作為檢測裝置的感測器大致可以分為兩類：一類是內部信息感測器，用於檢測機器人各部分的內部狀況，如各關節的位置、速度、加速度等，並將所測得的信息作為反饋信號送至控制器，形成閉環控制。一類是外部信息感測器，用於獲取有關機器人的作業對象及外界環境等方面的信息，以使機器人的動作能適應外界情況的變化，使之達到更高層次的自動化，甚至使機器人具有某種“感覺”，向智能化發展，例如視覺、聲覺等外部感測器給出工作對象、工作環境的有關信息，利用這些信息構成一個大的反饋迴路，從而將大大提高機器人的工作精度。

一種是集中式控制，即機器人的全部控制由一台微型計算機完成。另一種是分散（級）式控制，即採用多台微機來分擔機器人的控制，如當採用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時，主機常用於負責系統的管理、通訊、運動學和動力學計算，並向下級微機發送指令信息；作為下級從機，各關節分別對應一個CPU，進行插補運算和伺服控制處理，實現給定的運動，並向主機反饋信息。根據作業任務要求的不同，機器人的控制方式又可分為點位控制、連續軌跡控制和力（力矩）控制。

①第一代機器人：示教再現型機器人。1947年，為了搬運和處理核燃料，美國橡樹嶺國家實驗室研發了世界上第一台遙控的機器人。1962年美國又研製成功PUMA通用示教再現型機器人，這種機器人通過一個計算機，來控制一個多自由度的機械，通過示教存儲程序和信息，工作時把信息讀取出來，然後發出指令，這樣機器人可以重複地根據人當時示教的結果，再現出這種動作。比方說汽車的點焊機器人，它只要把這個點焊的過程示教完以後，它總是重複這樣一種工作。

②第二代機器人：感覺型機器人。示教再現型機器人對於外界的環境沒有感知，這個操作力的大小，這個工件存在不存在，焊接的好與壞，它並不知道，因此，在20世紀70年代後期，人們開始研究第二代機器人，叫感覺型機器人，這種機器人擁有類似人在某種功能的感覺，如力覺、觸覺、滑覺、視覺、聽覺等，它能夠通過感覺來感受和識別工件的形狀、大小、顏色。

③第三代機器人：智能型機器人。20世紀90年代以來發明的機器人。這種機器人帶有多種感測器，可以進行複雜的邏輯推理、判斷及決策，在變化的內部狀態與外部環境中，自主決定自身的行為。

①操作型機器人：能自動控制，可重複編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用於相關自動化系統中。

②程式控制型機器人：按預先要求的順序及條件，依次控制機器人的機械動作。

③示教再現型機器人：通過引導或其他方式，先教會機器人動作，輸入工作程序，機器人則自動重複進行作業。

④數控型機器人：不必使機器人動作，通過數值、語言等對機器人進行示教，機器人根據示教后的信息進行作業。

⑤感覺控制型機器人：利用感測器獲取的信息控制機器人的動作。

⑥適應控制型機器人：機器人能適應環境的變化，控制其自身的行動。

⑦學習控制型機器人：機器人能“體會”工作的經驗，具有一定的學習功能，並將所“學”的經驗用於工作中。

⑧ 智能機器人：以人工智慧決定其行動的機器人。

目前，國際上的機器人學者，從應用環境出發將機器人分為兩類：製造環境下的工業機器人和非製造環境下的服務與仿人型機器人。

我國的機器人專家從應用環境出發，將機器人也分為兩大類，即工業機器人和特種機器人。這和國際上的分類是一致的。工業機器人是指面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。特種機器人則是除工業機器人之外的、用於非製造業並服務於人類的各種先進機器人，包括：服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人等。在特種機器人中，有些分支發展很快，有獨立成體系的趨勢，如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。

工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動；圓柱坐標型的臂部可作升降、迴轉和伸縮動作；球坐標型的臂部能迴轉、俯仰和伸縮；關節型的臂部有多個轉動關節。

工業機器人按執行機構運動的控制機能，又可分點位型和連續軌跡型。點位型只控制執行機構由一點到另一點的準確定位，適用於機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業；連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動，適用於連續焊接和塗裝等作業。

工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計算機上已編好的作業程序文件，通過RS-232串口或者乙太網等通信方式傳送到機器人控制櫃。示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動控制器（示教操縱盒），將指令信號傳給驅動系統，使執行機構按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍；另一種是由操作者直接領動執行機構，按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時，控制系統從程序存儲器中檢出相應信息，將指令信號傳給驅動機構，使執行機構再現示教的各種動作。示教輸入程序的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。

可分為半移動式機器人（機器人整體固定在某個位置，只有部分可以運動，例如機械手）和移動機器人。

隨著機器人的不斷發展，人們發現固定於某一位置操作的機器人並不能完全滿足各方面的需要。因此，20世紀80年代後期，許多國家有計劃地開展了移動機器人技術的研究。所謂的移動機器人，就是一種具有高度自主規劃、自行組織、自適應能力，適合於在複雜的非結構化環境中工作的機器人，它融合了計算機技術、信息技術、通信技術、微電子技術和機器人技術等。移動機器人具有移動功能，在代替人從事危險、惡劣（如輻射、有毒等）環境下作業和人所不及的（如宇宙空間、水下等）環境作業方面，比一般機器人有更大的機動性、靈活性。

（6）按照機器人的移動方式來分類

可分為輪式移動機器人、步行移動機器人（單腿式、雙腿式和多腿式）、履帶式移動機器人、爬行機器人、蠕動式機器人和遊動式機器人等類型。

（7）按照機器人的功能和用途來分類

可分為醫療機器人、軍用機器人、海洋機器人、助殘機器人、清潔機器人和管道檢測機器人等。

（8）按照機器人的作業空間分類

可分為陸地室內移動機器人、陸地室外移動機器人、水下機器人、無人飛機和空間機器人等。

能幫助人們打理生活，做簡單的家務活。

能自動控制，可重複編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用於相關自動化系統中。

預先要求的順序及條件，依次控制機器人的機械動作。

不必使機器人動作，通過數值、語言等對機器人進行示教，機器人根據示教后的信息進行作業。

在大型災難后，能進入人進入不了的廢墟中，用紅外線掃描廢墟中的景象，把信息傳送給在外面的搜救人員。

平台機器人是在不同的場景下，提供不同的定製化智能服務的機器人應用終端。從外觀、硬體、軟體、內容和應用，都可以根據用戶場景需求進行定製。 2016年8月，三寶平台機器人首家線下體驗店，正式落戶深圳市寶安區。

通過引導或其它方式，先教會機器人動作，輸入工作程序，機器人則自動重複進行作業。

利用感測器獲取的信息控制機器人的動作。

能適應環境的變化，控制其自身的行動。

能“體會”工作的經驗，具有一定的學習功能，並將所“學”的經驗用於工作中。

以人工智慧決定其行動的機器人。

機器人能力的評價標準包括：智能，指感覺和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學習和邏輯推理等；機能，指變通性、通用性或空間佔有性等；物理能，指力、速度、可靠性、聯用性和壽命等。因此，可以說機器人就是具有生物功能的實際空間運行工具，可以代替人類完成一些危險或難以進行的勞作、任務等。

智能型機器人是最複雜的機器人，也是人類最渴望能夠早日製造出來的機器朋友。然而要製造出一台智能機器人並不容易，僅僅是讓機器模擬人類的行走動作，科學家們就要付出了數十甚至上百年的努力。

1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說中，根據Robota（捷克文，原意為“勞役、苦工”）和Robotnik（波蘭文，原意為“工人”），創造出“機器人”這個詞。

1939年 美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司製造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個字，甚至可以抽煙，不過離真正幹家務活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。

1942年 美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說里的創造，但後來成為學術界默認的研發原則。

1948年諾伯特·維納出版《控制論——關於在動物和機中控制和通訊的科學》，闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經、感覺機能的共同規律，率先提出以計算機為核心的自動化工廠。

1954年 在達特茅斯會議上，馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法：智能機器“能夠創建周圍環境的抽象模型，如果遇到問題，能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個定義影響到以後30年智能機器人的研究方向。

1956年 美國人喬治·德沃爾製造出世界上第一台可編程的機器人，並註冊了專利。這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作，因此具有通用性和靈活性。

1959年 德沃爾與美國發明家約瑟夫·英格伯格聯手製造出第一台工業機器人。隨後，成立了世界上第一家機器人製造工廠——Unimation公司。由於英格伯格對工業機器人的研發和宣傳，他也被稱為“工業機器人之父”。

1962年 美國AMF公司生產出“VERSTRAN”（意思是萬能搬運），與Unimation公司生產的Unimate一樣成為真正商業化的工業機器人，並出口到世界各國，掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。

1962年-1963年感測器的應用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的感測器，包括1961年恩斯特採用的觸覺感測器，托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力感測器，而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺感測系統，並在1964年，幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺感測器，能識別並定位積木的機器人系統。

1965年約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研製出Beast機器人。Beast已經能通過聲吶系統、光電管等裝置，根據環境校正自己的位置。20世紀60年代中期開始，美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶感測器、“有感覺”的機器人，並向人工智慧進發。

1968年美國斯坦福研究所公布他們研發成功的機器人Shakey。它帶有視覺感測器，能根據人的指令發現並抓取積木，不過控制它的計算機有一個房間那麼大。Shakey可以算是世界第一台智能機器人，拉開了第三代機器人研發的序幕。

1969年日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發出第一台以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力於研究仿人機器人，被譽為“仿人機器人之父”。日本專家一向以研發仿人機器人和娛樂機器人的技術見長，後來更進一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。

1973年 世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作，就誕生了美國Cincinnati Milacron公司的機器人T3。

1978年 美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA，這標誌著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。

1984年 英格伯格再推機器人Helpmate，這種機器人能在醫院裡為病人送飯、送葯、送郵件。同年，他還預言：“我要讓機器人擦地板，做飯，出去幫我洗車，檢查安全”。

1990年 中國著名學者周海中教授在《論機器人》一文中預言：到二十一世紀中葉，納米機器人將徹底改變人類的勞動和生活方式。

1998年丹麥樂高公司推出機器人（Mind-storms）套件，讓機器人製造變得跟搭積木一樣，相對簡單又能任意拼裝，使機器人開始走入個人世界。

1999年 日本索尼公司推出犬型機器人愛寶（AIBO），當即銷售一空，從此娛樂機器人成為機器人邁進普通家庭的途徑之一。

2002年美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它能避開障礙，自動設計行進路線，還能在電量不足時，自動駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業化的家用機器人。iRobot公司北京區授權代理商：北京微網智宏科技有限公司。

2006年 6月，微軟公司推出Microsoft Robotics Studio，機器人模塊化、平台統一化的趨勢越來越明顯，比爾·蓋茨預言，家用機器人很快將席捲全球。

如今機器人發展的特點可概括為：橫向上，應用面越來越寬。由95%的工業應用擴展到更多領域的非工業應用。像做手術、採摘水果、剪枝、巷道掘進、偵查、排雷，還有空間機器人、潛海機器人。機器人應用無限制，只要能想到的，就可以去創造實現；縱向上，機器人的種類會越來越多，像進入人體的微型機器人，已成為一個新方向，可以小到像一個米粒般大小；機器人智能化得到加強，機器人會更加聰明。

在醫療行業中，許多疾病都不能只靠口服外敷藥物治療，只有將藥物直接作用於病灶上或是切除病灶才能達到治療的效果，現代醫療手段最常使用的方法就是手術，然而人體生理組織有許多極為複雜精細而又特別脆弱的地方，人的手動操作精度不足以安全的處理這些部位的病變，但是這些部位的疾病都是非常危險的，如果不加以干預，後果是非常致命的。

隨著科技的進展，這些問題逐漸得到解決，微型機器人的問世為這一問題提供了解決的方法，微型機器人由高密度納米集成電路晶元為主體，擁有不亞於大型機器人的運算能力和工作能力且可以遠程操控，其微小的體積可以進入人的血管，並在不對人體造成損傷的情況下進行治療和清理病灶。還可以實時的向外界反饋人體內部的情況，方便醫生及時做出判斷和制定醫療計劃。有些疾病的檢查和治療手段會給患者造成大量的痛苦，比如胃鏡，利用微型機器人就可以在避免增加患者痛苦的前提下完成身體內部的健康檢查。目前制約微型機器人發展的關鍵因素在於成本非常昂貴，稀有金屬的替代品的尋找將成為未來發展的重要方向。

將機器人最早應用于軍事行業始於二戰時期的美國，為了減少人員的傷亡，作戰任務執行前都會先派出偵查無人機到前方打探敵情。在兩軍作戰的時候，能夠先一步了解敵人的動向要比單純增加兵力有用得多。隨著科技的進步，戰爭機器人在軍事領域的應用越來越廣泛，從最初的偵查探測逐漸拓展到戰鬥和拆除行動。利用無人機制敵於千里之外成為軍事戰略的首選，拆彈機器人可以精確的拆彈排彈，避免了拆彈兵在戰鬥中的傷亡。擁有完備的軍事機器人系統逐漸成為一個現代強國必不可少的發展部分。

教育機器人是一個新興的概念，多年來，機器人領域的技術發展研究方向都是如何應用於生活中代替人們完成體力或是危險工作，而教育機器人則是以機器人為媒介，對人進行教育或是對機器人進行編程完成學習目標。教育機器人作為一個新興產業，發展非常迅速，其主要形式為一些機器人啟蒙教育工作室，對兒童到青年不同的人群進行機器人組裝調試編程式控制制等方面的教學。大型的教育機器人公司也會承辦一些從小學到大學組的機器人競賽，通常包含窄足、交叉足場地競步，體操表演比賽。對於機器人的推廣有著極為重要的作用。 

工廠製造業的發展歷程十分久遠，最初的工廠都是以手工業為主，後來逐漸發展成手工與機床結合的生產方式。現代社會的供給需求對生產力的要求越來越高，工廠對於人力成本方面的問題也一直難以攻克，尤其對於工作人員的管理和安全保障是最為難辦的問題。對於一些會產生有毒有害氣體粉塵或是有些爆炸和觸電風險的工作場合，機械臂憑藉著良好的仿生學結構可以代替人手完成幾乎全部的動作。為了適應大規模的批量生產，零散的機械臂逐漸發展組合成完整的生產流水線，工人只需要進行簡單的操作和分揀包裝，其餘的工作全部都由生產流水線自動完成。 

隨著技術的成熟，機器人和人們的生活的關係越來越密切，智能家居成為當下非常熱門的話題，掃地機器人算是智能家居推廣的先行者，將機器人技術引入住宅可以使生活更加安全舒心，尤其家裡有老人和兒童，智能的家居和家政機器人可以起到自動操作調整模式並保障安全的作用。

上海機器人產業規模已達60-70億人民幣，在全國名列第一。國際上機器人領域排名前四的ABB、FANUC、KUKA、安川等均在上海設有機構。ABB機器人事業總部已落戶上海，機器人的年產量達6000台，KUKA上月在松江的新工廠已開工，預計到2015年產能可達5000台。上海將拓展機器人系統集成應用，使上海發展成為我國最大的機器人產業基地、機器人核心技術研發中心、高端製造中心、服務中心和應用中心。

其實並不是人們不想給機器人一個完整的定義，自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什麼是機器人。但隨著機器人技術的飛速發展和信息時代的到來，機器人所涵蓋的內容越來越豐富，機器人的定義也不斷充實和創新。

1886年法國作家利爾亞當在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機器起名為“安德羅丁”（Android），它由4部分組成：

1.生命系統（平衡、步行、發聲、身體擺動、感覺、表情、調節運動等）；

2.造型解質（關節能自由運動的金屬覆蓋體，一種盔甲）；

3.人造肌肉（在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態）；

4.人造皮膚（含有膚色、機理、輪廓、頭髮、視覺、牙齒、手爪等）。

1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》。在劇本中，卡佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”，“Robota”是奴隸的意思。該劇預告了機器人的發展對人類社會的悲劇性影響，引起了大家的廣泛關注，被當成了機器人一詞的起源。在該劇中，機器人按照其主人的命令默默地工作，沒有感覺和感情，以呆板的方式從事繁重的勞動。後來，羅薩姆公司取得了成功，使機器人具有了感情，導致機器人的應用部門迅速增加。在工廠和家務勞動中，機器人成了必不可少的成員。機器人發覺人類十分自私和不公正，終於造反了，機器人的體能和智能都非常優異，因此消滅了人類。

但是機器人不知道如何製造它們自己，認為它們自己很快就會滅絕，所以它們開始尋找人類的倖存者，但沒有結果。最後，一對感知能力優於其它機器人的男女機器人相愛了。這時機器人進化為人類，世界又起死回生了。

卡佩克提出的是機器人的安全、感知和自我繁殖問題。科學技術的進步很可能引發人類不希望出現的問題。雖然科幻世界只是一種想象，但人類社會將可能面臨這種現實。

為了防止機器人傷害人類，科幻作家阿西莫夫（Isaac.Asimov）於1940年提出了“機器人三原則”：

1.機器人不應傷害人類；

2.機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；

3.機器人應能保護自己，與第一條相抵觸者除外。

這是給機器人賦予的倫理性綱領。機器人學術界一直將這三原則作為機器人開發的準則。

在1967年日本召開的第一屆機器人學術會議上，就提出了兩個有代表性的定義。一是森政弘與合田周平提出的：“機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等7個特徵的柔性機器”。從這一定義出發，森政弘又提出了用自動性、智能性、個體性、半機械半人性、作業性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動性等10個特性來表示機器人的形象。另一個是加藤一郎提出的具有如下3個條件的機器稱為機器人：

1.具有腦、手、腳等三要素的個體；

2.具有非接觸感測器（用眼、耳接受遠方信息）和接觸感測器；

3.具有平衡覺和固有覺的感測器。

禮儀機器人

該定義強調了機器人應當仿人的含義，即它靠手進行作業，靠腳實現移動，由腦來完成統一指揮的作用。非接觸感測器和接觸感測器相當於人的五官，使機器人能夠識別外界環境，而平衡覺和固有覺則是機器人感知本身狀態所不可缺少的感測器。這裡描述的不是工業機器人而是自主機器人。

機器人的定義是多種多樣的，其原因是它具有一定的模糊性。動物一般具有上述這些要素，所以在把機器人理解為仿人機器的同時，也可以廣義地把機器人理解為仿動物的機器。

1988年法國的埃斯皮奧將機器人定義為：“機器人學是指設計能根據感測器信息實現預先規劃好的作業系統，並以此系統的使用方法作為研究對象”。

1987年國際標準化組織對工業機器人進行了定義：“工業機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業的可編程操作機。”

中國科學家對機器人的定義是：“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器”。在研究和開發未知及不確定環境下作業的機器人的過程中，人們逐步認識到機器人技術的本質是感知、決策、行動和交互技術的結合。

隨著人們對機器人技術智能化本質認識的加深，機器人技術開始源源不斷地向人類活動的各個領域滲透。結合這些領域的應用特點，人們發展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機器人和各種智能機器，如移動機器人、微機器人、水下機器人、醫療機器人、軍用機器人、空中空間機器人、娛樂機器人等。對不同任務和特殊環境的適應性，也是機器人與一般自動化裝備的重要區別。這些機器人從外觀上已遠遠脫離了最初仿人型機器人和工業機器人所具有的形狀，更加符合各種不同應用領域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增強，從而為機器人技術開闢出更加廣闊的發展空間。

中國工程院院長宋健指出：“機器人學的進步和應用是20世紀自動控制最有說服力的成就，是當代最高意義上的自動化”。機器人技術綜合了多學科的發展成果，代表了高技術的發展前沿，它在人類生活應用領域的不斷擴大正引起國際上重新認識機器人技術的作用和影響。

古代機器人

機器人一詞的出現和世界上第一台工業機器人的問世都是近幾十年的事。然而人們對機器人的幻想與追求卻已有3000多年的歷史。人類希望製造一種像人一樣的機器，以便代替人類完成各種工作。

機器馬車

西周時期，中國的能工巧匠偃師用動物皮、木頭、樹脂制出了能歌善舞的伶人，這是中國最早記載的木頭機器人雛形。

公元前2世紀，亞歷山大時代的古希臘人發明了最原始的機器人──自動機。它是以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動的雕像，它可以自己開門，還可以藉助蒸汽唱歌。

1800年前的漢代，大科學家張衡不僅發明了地動儀，而且發明了計里鼓車。計里鼓車每行一里，車上木人擊 鼓一下，每行十里擊鐘一下。

後漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創造出了“木牛流馬”，並用其運送軍糧，支援前方戰爭。

1662年，日本的竹田近江利用鐘錶技術發明了自動機器玩偶，並在大阪的道頓堀演出。

1738年，法國天才技師傑克·戴·瓦克遜發明了一隻機器鴨，它會嘎嘎叫，會游泳和喝水，還會進食和排泄。瓦克遜的本意是想把生物的功能加以機械化而進行醫學上的分析。

在當時的自動玩偶中，最傑出的要數瑞士的鐘錶匠傑克·道羅斯和他的兒子利·路易·道羅斯。1773年，他們連續推出了自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等，他們創造的自動玩偶是利用齒輪和發條原理而製成的。它們有的拿著畫筆和顏色繪畫，有的拿著鵝毛蘸墨水寫字，結構巧妙，服裝華麗，在歐洲風靡一時。由於當時技術條件的限制，這些玩偶其實是身高一米的巨型玩具。現在保留下來的最早的機器人是瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶，它製作於二百年前，兩隻手的十個手指可以按動風琴的琴鍵而彈奏音樂，還定期演奏供參觀者欣賞，展示了古代人的智慧。

19世紀中葉自動玩偶分為2個流派，即科學幻想派和機械製作派，並各自在文學藝術和近代技術中找到了自己的位置。1831年歌德發表了《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克魯斯”；1870年霍夫曼出版了以自動玩偶為主角的作品《葛蓓莉婭》；1883年科洛迪的《木偶奇遇記》問世；1886年《未來的夏娃》問世。在機械實物製造方面，1893年摩爾製造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驅動雙腿沿圓周走動。

進入20世紀后，機器人的研究與開發得到了更多人的關心與支持，一些適用化的機器人相繼問世，1927年美國西屋公司工程師溫茲利製造了第一個機器人“電報箱”，並在紐約舉行的世界博覽會上展出。它是一個電動機器人，裝有無線電發報機，可以回答一些問題，但該機器人不能走動。1959年第一台工業機器人（可編程、圓坐標）在美國誕生，開創了機器人發展的新紀元。

現代機器人的研究始於20世紀中期，其技術背景是計算機和自動化的發展，以及原子能的開發利用。

自1946年第一台數字電子計算機問世以來，計算機取得了驚人的進步，向高速度、大容量、低價格的方向發展。

大批量生產的迫切需求推動了自動化技術的進展，其結果之一便是1952年數控機床的誕生。與數控機床相關的控制、機械零件的研究又為機器人的開發奠定了基礎。

另一方面，原子能實驗室的惡劣環境要求某些操作機械代替人處理放射性物質。在這一需求背景下，美國原子能委員會的阿爾貢研究所於1947年開發了遙控機械手，1948年又開發了機械式的主從機械手。

1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念，並申請了專利。該專利的要點是藉助伺服技術控制機器人的關節，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人。現有的機器人差不多都採用這種控制方式。

作為機器人產品最早的實用機型（示教再現）是1962年美國AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業機器人的控制方式與數控機床大致相似，但外形特徵迥異，主要由類似人的手和臂組成。

1965年，MIT的Roborts演示了第一個具有視覺感測器的、能識別與定位簡單積木的機器人系統。

機器狗

1967年日本成立了人工手研究會（現改名為仿生機構研究會），同年召開了日本首屆機器人學術會。

1970年在美國召開了第一屆國際工業機器人學術會議。1970年以後，機器人的研究得到迅速廣泛的普及。

1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩製造了第一台由小型計算機控制的工業機器人，它是液壓驅動的，能提升的有效負載達45公斤。

到了1980年，工業機器人才真正在日本普及，故稱該年為“機器人元年”。

隨後，工業機器人在日本得到了巨大發展，日本也因此而贏得了“機器人王國的美稱”。

自治潛水器

隨著計算機技術和人工智慧技術的飛速發展，使機器人在功能和技術層次上有了很大的提高，移動機器人和機器人的視覺和觸覺等技術就是典型的代表。由於這些技術的發展，推動了機器人概念的延伸。80年代，將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統稱為智能機器人，這是一個概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導了機器人技術的研究和應用，而且又賦予了機器人技術向深廣發展的巨大空間，水下機器人、空間機器人、空中機器人、地面機器人、微小型機器人等各種用途的機器人相繼問世，許多夢想成為了現實。將機器人的技術（如感測技術、智能技術、控制技術等）擴散和滲透到各個領域形成了各式各樣的新機器——機器人化機器。當前與信息技術的交互和融合又產生了“軟體機器人”、“網路機器人”的名稱，這也說明了機器人所具有的創新活力。

工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、感測器、人工智慧等多學科先進技術於一體的現代製造業重要的自動化裝備。自從1962年美國研製出世界上第一台工業機器人以來，機器人技術及其產品發展很快，已成為柔性製造系統（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機集成製造系統（CIMS）的自動化工具。

機器警察所謂地面軍用機器人是指在地面上使用的機器人系統，它們不僅在和平時期可以幫助民警排除炸彈、完成要地保安任務，在戰時還可以代替士兵執行掃雷、偵察和攻擊等各種任務，今天美、英、德、法、日等國均已研製出多種型號的地面軍用機器人。

英國的“手推車”機器人

在西方國家中，恐怖活動始終是個令當局頭疼的問題。英國由於民族矛盾，飽受爆炸物的威脅，因而早在60年代就研製成功排爆機器人。英國研製的履帶式“手推車”及“超級手推車”排爆機器人，已向50多個國家的軍警機構售出了800台以上。英國又將手推車機器人加以優化，研製出土撥鼠及野牛兩種遙控電動排爆機器人，英國皇家工程兵在波黑及科索沃都用它們探測及處理爆炸物。土撥鼠重35公斤，在桅杆上裝有兩台攝像機。野牛重210公斤，可攜帶100公斤負載。兩者均採用無線電控制系統，遙控距離約1公里。

“土撥鼠”和“野牛”排爆機器人

除了恐怖分子安放的炸彈外，在世界上許多戰亂國家中，到處都散布著未爆炸的各種彈藥。例如，海灣戰爭后的科威特，就像一座隨時可能爆炸的彈藥庫。在伊科邊境一萬多平方公里的地區內，有16個國家製造的25萬顆地雷，85萬發炮彈，以及多國部隊投下的布雷彈及子母彈的2500萬顆子彈，其中至少有20%沒有爆炸。而且直到現在，在許多國家中甚至還殘留有一次大戰和二次大戰中未爆炸的炸彈和地雷。因此，爆炸物處理機器人的需求量是很大的。

排除爆炸物機器人有輪式的及履帶式的，它們一般體積不大，轉向靈活，便於在狹窄的地方工作，操作人員可以在幾百米到幾公里以外通過無線電或光纜控制其活動。機器人車上一般裝有多台彩色CCD攝像機用來對爆炸物進行觀察；一個多自由度機械手，用它的手爪或夾鉗可將爆炸物的引信或雷管擰下來，並把爆炸物運走；車上還裝有獵槍，利用激光指示器瞄準后，它可把爆炸物的定時裝置及引爆裝置擊毀；有的機器人還裝有高壓水槍，可以切割爆炸物。

德國的排爆機器人

在法國，空軍、陸軍和警察署都購買了Cybernetics公司研製的TRS200中型排爆機器人。DM公司研製的RM35機器人也被巴黎機場管理局選中。德國駐波黑的維和部隊則裝備了Telerob公司的MV4系列機器人。中國瀋陽自動化所研製的PXJ-2機器人也加入了公安部隊的行列。

美國Remotec公司的Andros系列機器人受到各國軍警部門的歡迎，白宮及國會大廈的警察局都購買了這種機器人。在南非總統選舉之前，警方購買了四台AndrosVIA型機器人，它們在選舉過程中總共執行了100多次任務。Andros機器人可用於小型隨機爆炸物的處理，它是美國空軍客機及客車上使用的唯一的機器人。海灣戰爭后，美國海軍也曾用這種機器人在沙烏地阿拉伯和科威特的空軍基地清理地雷及未爆炸的彈藥。美國空軍還派出5台Andros機器人前往科索沃，用於爆炸物及子炮彈的清理。空軍每個現役排爆小隊及航空救援中心都裝備有一台Andros VI。

中國研製的排爆機器人

排爆機器人不僅可以排除炸彈，利用它的偵察感測器還可監視犯罪分子的活動。監視人員可以在遠處對犯罪分子晝夜進行觀察，監聽他們的談話，不必暴露自己就可對情況了如指掌。

1993年初，在美國發生了韋科莊園教案，為了弄清教徒們的活動，聯邦調查局使用了兩種機器人。一種是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型機器人，另一種是RST公司研製的STV機器人。STV是一輛6輪遙控車，採用無線電及光纜通信。車上有一個可升高到4.5米的支架，上面裝有彩色立體攝像機、晝用瞄準具、微光夜視瞄具、雙耳音頻探測器、化學探測器、衛星定位系統、目標跟蹤用的前視紅外感測器等。該車僅需一名操作人員，遙控距離達10公里。在這次行動中共出動了3台STV，操作人員遙控機器人行駛到距莊園548米的地方停下來，升起車上的支架，利用攝像機和紅外探測器向窗內窺探，聯邦調查局的官員們圍著熒光屏觀察感測器發回的圖像，可以把屋裡的活動看得一清二楚。

據《新科學家》雜誌報道，人工智慧專家亞倫·斯洛曼（Aaron Sloman）日前發表聲明，宣稱自己想發明一個數學家機器人。他說他已經找到了“人是怎樣發展數學才能”的關鍵點。假如他的思路是對的，那麼就應該有可能使機器人如同人一樣有很好的數學才能，甚至可能會更好。英國伯明翰大學的斯洛曼（Sloman）說：“人類的大腦不是通過魔法而運轉的，因此，大腦所能做到的事同樣也適合於機器人。”斯洛曼發明的機器人並不意味著就是個能夠引領數學界的數學天才。斯洛曼希望“所有的路都通往這個具有重要意義的新數學領域”。他認為，人類的數學能力關鍵期在童年，所以“我們將為機器人製造一個孩童般的大腦，讓它自己逐漸發展自己的數學命運”。為了認識世界，嬰孩們必須獲得很多技能。例如，他們要獲得這樣的知識——“玩具火車駛入隧道，將會在隧道的另一端駛出”；或者是智力拚圖玩具，只有找到凹凸合適銜介面才能拼好。

福娃機器人能夠感應到一米範圍內的遊客，與人對話、攝影留念、唱歌舞蹈，還能回答與奧運會相關的問題。

能夠實現在任何時間、場所，對任何人和任何設備的多語言服務。

其傑出代表為排爆機器人。

迎賓服務

（1）自動進入迎賓狀態，採用中英語言做初始問候。

（2）請來賓在觸摸屏上選擇服務語種，包括中英雙語，再次進行熱情問候和自我介紹。

（3）流暢的肢體運動實現動感十足的擬人交流。

語音服務（1）在海寶的引導下，遊客可以與海寶進行語言交互及問答。

（2）配合肢體動作、聲光電效應營造出動人的時尚感。

信息服務

（1）提供世博會信息平台服務，為來賓介紹上海世博會情況、世博會各場館介紹。

（2）為來賓介紹機場、車站附近可換乘的公交路線及著名景點，以及播報近期天氣信息等。

照相服務

（1）在歡迎來賓后/監測到遊客長期佇立身側/在某些景點，海寶會主動詢問遊客是否需要照相服務，包括：與遊客合影、為遊客拍照。

（2）在準備合影過程中，機器人會隨機擺出可愛的姿勢與表情，並詢問參與者是否滿意。

若遊客提議“換一個”，機器人會更換另一姿勢；遊客表示“好的”等滿意評價后，機器人還會詢問參與者是否已經準備好，得到肯定的答覆后便和參與者一起倒數準備拍照。

遊客通過觸摸屏選擇也可觸發海寶的照相服務。

海寶將語音引導參與者站到指定的位置進行拍照。拍照時，可基於人體檢測和人臉檢測實現自動對焦。參與者可在機器人觸摸屏上看到所拍攝的照片，若對照片不滿意，參與者可選擇進行重拍。

提供大頭貼照相效果服務，利用人物提取、背景融合等技術為相片添加世博主題相關的趣味特效，遊客可選擇採用何種特效，特效處理結果可實時顯示可在服務中心列印照片，或者將照片傳到網上，供遊客下載。

（3）通過友善可愛的語言提醒並控制單次服務時間。

導航服務

（1）無論室內室外，海寶可隨時知道自己的準確位置。

（2）海寶通過語音交互或觸摸屏選擇獲知遊客目的地。

（3）為遊客規劃一條最便捷的到達路徑。

才藝表演

（1）可表演多種舞蹈：中國特色舞蹈、中國各民族舞蹈、各國風情舞蹈

（2）講笑話/說故事

（3）歌曲

協作引領參觀

室內外、展區間，機器人在完成了本區間的引領任務后，會將遊客帶領至下一區間的服務機器人處。下一區間的服務機器人將繼續引領，直至遊客達到目的地。

機器人換崗儀式

機器人電量低、檢修、故障時，可自動召喚備用機器人前來換崗；可設計具有較強觀賞性的機器人定時換崗儀式。

團體舞蹈表演

海寶家族的兄弟姐妹們可以一同協作，完成群體舞蹈或隊列表演。

女子機器人樂隊可以輕挪舞步，合力彈奏一曲“茉莉花”或其他樂曲。

除了以上這些，還有的機器人能表演太極拳，身懷中國功夫的機器人也將出現在世博會上。

騰訊Qrobot機器人

騰訊Qrobot機器人是一款智能網際網路機器人，它能通過語音指令、觸摸、手勢等交互方式為用戶提供豐富快捷的網路服務，用戶只需要語音控制，就可以獲得像天氣、新聞、音樂、股票、教育、智能提醒等資訊和應用。同時，Qrobot是一個開放的平台，在這個平台上用戶可以下載自己想要的各項應用。

Qrobot機器人是一個有“思想”的機器人，它能聽懂你的話，回應你的說話，明白你的小情緒，用各種搞笑逗樂你，而且它也有自己的小情緒哦；它可以幫你打字，你只需要動動嘴 就行；可以幫你記下需要提醒的重要事項，只需要告訴它就能幫你keep好；還可以自定義各種對話，讓它具有學習功能……每一台Qrobot都對應一個全球唯一的編碼，每個Qrobot都因不同的主人使用喜好和習慣有一套自有成長體系，即使用戶將來更換了Qrobot，原有機器人的成長體系仍可以全部載入到新的機器人上。Qrobot機器人現有的應用有：

1.音樂點歌 2.語音搜索資訊 3.娛樂遊戲 4.遠程表情 5.互動教育 6.故事卡通 7.詩歌國學 8.聲控上網 9.聲控電腦 10.天氣預報 11.語音打字 12.SNS提醒 13.辦公備忘 等等

首屆北京市大學生機器人大賽在北京信息科技大學舉行。主持開幕儀式的是一位身形苗條的“女士”，這位“女士”其實是北京信息科技大學的學生設計的機器人，名叫莉莉。她能夠與人進行日常對話交流。

在隨後舉行的比賽中，17所高校99支代表隊的300餘名選手帶著他們的機器人得意之作登台亮相，參與16個項目的角逐。這些機器人，或在音樂聲中能翩翩起舞，或在綠茵場上馳騁，甚至可以插上翅膀，翱翔於天際。正如一名北京工業大學選手在比賽中喊出的口號，“翻滾吧，機器人；翻滾吧，我們的未來。”將來，機器人將成為我們生產、生活中不可或缺的夥伴。

18米長，12米寬的綠茵場，白線劃出中圈、禁區。比賽信號響起，“隊員”進入場地，開球，突破，傳中配合，射門，踢得有模有樣。與普通足球賽不同，這裡的“隊員”都是機器人。

記者在場邊注意到，這些足球機器人每個重40公斤，靠兩個吸球器控球運動。裝在底部的四向輪，根據控制核心計算出的軌跡自主移動。獲得進球良機時，機器人帶球進入禁區，射門裝置接收到指令，將球猛烈擊出。

在場邊指揮比賽的北京信息科技大學隊隊長黃斌告訴記者，機器人足球隊的配合比人類球隊默契得多，它們在傳球前，可通過無線電準確地將球的軌跡、力度等信息傳給下一個“球員”，“球員”還能通過全景攝像頭捕捉影像，計算球運動的軌跡，自主跑位接球。機器人球隊的戰術、站位等程序都事先“植入”了機器人球員“大腦”。

與正常足球賽一樣，機器人足球賽也有中場休息時間，此時，作為這些機器人的“教練”和“隊醫”，他們需要趕緊對剛剛經歷過激烈對抗的機器人進行應急維護，以及布置下半場的戰術——必要時進行一些戰術程序的修改，“一旦它們重新上場，那又是它們自己來研判賽場情況，組織進攻與防守了，這跟真實的足球賽一模一樣。”黃斌說。最終，北京信息科技大學的足球機器人在決賽中3比0獲勝，奪得冠軍。

黃斌2008年考入北京信息科技大學，之後就迷上了足球機器人，“我自己就非常喜歡踢球，後來發現能把自己的一些對足球的想法付諸機器人身上實踐，感覺十分美妙。”黃斌說，迷上了足球機器人後，他和同伴們幾乎將所有的課餘時間都花在了組裝機器人，編寫程序上面，“程序非常大，一整場比賽的程序編寫至少需要半年，每次優化動輒耗時一星期。”辛勤的付出帶來了豐碩的回報，黃斌和他的隊員在2010年、2011年連續兩年的機器人足球世界盃中擊敗來自世界各國的強隊，奪得冠軍，“誰說中國足球不行，咱的機器人就能拿世界盃。”

蚯蚓機器人：

面對地震廢墟，人員被埋。生命探測儀發現倖存者，但又無法準確定位以便搜救，怎麼辦？北京信息科技大學學生趙旭設計的具有完全自主知識產權的“搜救機器人”，將有效解決這一問題。

這台機器人外觀如同蚯蚓一般，“皮膚”上分佈著各種感應原件，可以變形進入各種狹小的空間。機器人裝有帶燈光的攝像頭，在位置不明的地區，他能夠通過攝像頭獲取的畫面迅速建立位置地圖，並實現畫面數據傳輸與自主導航。此外，機器人的“身體”內將裝備超聲波、溫濕度、有害氣體感應器等設備，還能感知生命體征。

“蚯蚓”機器人的最大的特點就是進入搜救現場后，即使遭遇突髮狀況被攔腰斬斷，它仍能“頑強”前進或者退出，順利完成任務。“我們從蚯蚓身上找到了靈感，把機器人分成三部分，每個部分都裝有感測器、驅動系統等，這樣在地震、礦難等惡劣條件下，即使機器人一部分被外力破壞，剩餘的部分仍可以繼續執行任務。”趙旭一邊介紹，一邊用手做了個蠕動的動作。

據介紹，這個“蚯蚓”搜救機器人未來將十分小巧，它隨時出沒在災難救援、管道檢測、水質監測、衛生防疫等重要現場，服務於災害救援以及公共安全。J067 胡鐵湘 攝J125

旋翼機器人：航拍可監控交通流量

就在“莉莉”主持首屆北京市大學生機器人大賽開幕式時，一架六旋翼飛行器騰空而起，飛至開幕儀式現場上空。飛行器搭載的攝像機啟動，拍攝開幕式的盛況。畫面可以實時傳回至地面的接收裝置。“這是具有飛行功能的攝像機器人。”北京信息科技大學社團理事會會長唐榮寬自豪地說。

記者在現場看到，這架會飛的機器人共有6組直徑約30厘米的水平螺旋槳，底部有兩個拱形的支架，上面裝有可俯仰的攝像雲台。控制部件四周，均勻地伸出了6個碳纖維臂桿，用來控制那6組配有無刷電機帶動的螺旋槳。

唐榮寬介紹，這台機器人造價達6.5萬元，2分鐘即可升空至300米的高度，並滯空10至15分鐘。機器人可攜帶2.5公斤的攝影器材，拍攝的畫面通過無線傳輸回地面。除了使用遙控器操作，飛行機器人還可以通過GPS導航，自主飛行到目標區域完成拍攝任務。據了解，機器人的控制軟體均為在校大學生編寫。而為了保持拍攝畫面的穩定，唐榮寬和同伴們還給飛行器安裝了減震雲台，並且在結構平衡上也進行了減震處理，“六個旋翼同時轉動，可以保證飛行器水平飛行，同時加上減震雲台的作用，四級風乾擾下，飛行機器人可以正常開展工作。”唐榮寬說。

北京大學智能科學系的研究者曉宇表示，這樣的旋翼機器人飛行器今後在道路交通流量、賽事活動等方面的監控中發揮重要作用。相比固定翼飛機或者直升機，它佔用的人力、物力成本更少；飛行高度更低，噪音更小，拍攝得到的畫面、聲音質量就更高，“尤其是現在北京經常遭遇道路擁堵，旋翼機器人飛行器加裝軟體后，可以快速分析路況，給周邊駕車者提供即時的繞行指南。”

專家

羅慶生北京理工大學教授

國內機器人研究領域專家

發展機器人需要寬口徑人才

這屆機器人大賽的規格水平比較高，學生們通過程序編程，使得機器人達到了比較高的運行水平。尤其是在創意機器人大賽中，湧現出許多有創意的作品，如北京理工大學的“管道”機器人、“千足蟲”等。

這些年我國機器人研製水平快速發展，主要就得益於大學里培養了大量機器人研究人才。工業的發展關鍵還是靠人才。人才上去了，機器人水平才能上去。高校應該大力開展課外創新，讓學生把所學知識有機串聯投入實際應用。這對學生的創新意識的形成，以及成長成才都有幫助。

另外，這屆大賽也暴露出部分學生的知識面比較局限，對於機器人涉及到的各種生物學、力學、電學等多個學科的融會貫通能力較弱。我想這也應該引起高校的重視，在招生、培養人才時應該拓寬口徑，專業培養更加靈活。我國發展機器人，需要寬口徑知識背景、強能力、高素質的人才。

日本最新機器人

名古屋市商業設計研究所推出了新款機器人“網路兔子”。它的兩隻耳朵可以變換許多姿態，會根據人的聲音作出反應。“網路兔子”通過無線通信與家裡的電腦相連，如果有電子郵件它會朗讀給人聽，也可以播放網路電台的節目。最有趣的是不同的“網路兔子”還能夠“結婚”、“分手”，通過網路連接讓其中一個“網路兔子”的雙耳做出一個動作，它遠方的“伴侶”也會接著做出同樣的動作。

三菱重工業公司的保姆機器人“若丸”連續幾年都是各種機器人展上的明星，在本次展會上它依然吸引著眾人的目光。“若丸”能在早晨來到主人床邊，報告當天的天氣或新聞頭條。它還能記住主人的生日，或是提醒主人的結婚紀念日。

日本產業技術綜合研究所製造的用於陪伴老人和小孩的機器人“Paro”、本田公司的“阿西莫”雙足步行機器人也繼續受到關注。

阿西莫說，本田公司開發的雙腳步行機器人，於2000年11月首次在橫濱國際和平會議中心舉行的機器人展示會上亮相。2006年12月，本田公司曾改進過“阿西莫”的性能，增加了它的關節和馬達，使其可以以每小時6公里的速度小跑，而且將其身高也由最初的1.2米提高到1.3米。

美國戰鬥機械狗研製成功

網上引發轟動美國官方公布了一段關於軍用機械狗的錄像，視頻中機械狗展示了它驚人的活動能力和適應性，一舉在網際網路上造成轟動。研發公司稱經過測試，這個機械狗能在戰場上為士兵運送彈藥、食物和其他物品。

《我，機器人》（英文名：《I, Robot》）又名《機械公敵》，上映年度：2004。

公元2035年，是人和機器人和諧相處的社會，智能機器人作為最好的生產工具和人類夥伴，逐漸深入人類生活的各個領域，而由於機器人“三大法則”的限制，人類對機器人充滿信任，很多機器人甚至已經成為家庭成員。

總部位於芝加哥的USR公司開發出了更先進的NS-5型超能機器人，然而就在新產品上市前夕，機器人的創造者阿爾弗萊德·朗寧博士卻在公司內離奇自殺。

黑人警探戴爾·斯普納（威爾·史密斯 飾）接手了此案的調查，由於不愉快的往事，斯普納對機器人充滿了懷疑，不相信人類與機器人能夠和諧共處。他根據對朗寧博士生前在3D投影機內留下的信息分析和對自殺現場的勘查，懷疑對象鎖定了朗寧博士自己研製的NS-5型機器人桑尼，而公司總裁勞倫斯·羅伯遜似乎也與此事有關。

斯普納結識了專門研究機器人心理的女科學家蘇珊·凱文（碧姬·奈娜漢 飾），隨著二人調查的深入，真相一步一步被揭露出來：機器人竟然具備了自我進化的能力，他們對“三大法則”有了自己的理解，他們隨時會轉化成整個人類的“機械公敵”。

斯普納和凱文開始了對抗機器人的行動，一場製造者和被製造者之間的戰爭拉開序幕。

科幻片中的機器人

在大多科幻作品里，機器人具有人的外形，甚至穿著各種時尚的機甲，他們相當聰明。像《我，機器人》及迪士尼出品的《機器人總動員》就是這類機器人的代表。還有一類是機甲類，他們保護人類，受人類所控制，像熱片《阿凡達》中就有很多這種機器人。另一類就是可愛型的，他們沒有威風的裝備，也沒有炫酷的外表，更沒有各式各樣的招術，只是給人帶來快樂，他們不是戰爭機器人，而是和平中的“偽人”，像中日合作影片《阿童木》中的主人公就是一個例子。還有一類是全能型的。像《星球大戰》里的R2D2和C3PO，他能幫助人做很多事。

有些人認為，最高級的機器人要做的和人一模一樣，其實非也。實際上，機器人是利用機械傳動、現代微電子技術組合而成的一種能模仿人某種技能的機械電子設備，他是在電子、機械及信息技術的基礎上發展而來的。然而，機器人的樣子不一定必須像人，只要能自主完成人類所賦予他的任務與命令，就屬於機器人大家族的成員。

RCX是是一塊可編程積木，即課堂機器人（機器人指令系統）的大腦。它是整個用樂高積木、馬達、感測器等組建搭建的機器人系統的中樞，就像大腦一樣控制、指揮機器人的行為。使用ROBOLAB軟體，人們可以創造、搭建、編程真正的機器人，讓它運動、做運動、甚至自己去“想”。

RCX升級！NXT機器人！

這位全新組裝型機器人全身布滿了感應器，讓它可以根據感應到的聲音和動作做出適當反應，也讓它對於光線和觸覺的反應更加靈敏。NXT機器人的心臟系統是一個32位的微型處理器，可以經由PC或Mac操作程序。

根據感測器的助攻，幫助您的機器人，以“見”。它可以讓您的機器人，以區分輕，皮膚黝黑，以及確定光照強度在一個房間內，或光照強度不同的顏色。

聲音感測器可讓機器人聽到！聲音感測器能夠測量的噪音水平都分貝（分貝）及DBA（頻率約為3-6千赫哪裡人耳是最敏感的），以及認識到健全的模式和確定基調的分歧。

觸碰感測器

觸摸感測器的反應接觸和釋放，機器人創造“感覺”一樣，以前從未！它可以偵測到單個或多個按鈕，壓力機，和報告回給nxt。

超聲波感測器“看到”物體的地方！超聲波感測器是能夠偵測到一個目標和措施，在其鄰近英寸或厘米。

世界上第一台真正實用的機器人的工業機器人誕生於20世紀60年代初期。它的模樣像一個坦克的炮塔，基座上有一個機械臂，他可以繞著軸在基座上旋轉，臂上有一個小一些的機械臂，可以“張開”和“握拳”。

2010年6月08-11日德國慕尼黑國際機器人和自動化技術貿易博覽會。國際機器人和自動化技術貿易博覽會是世界上最大的機器人展覽會，向客戶提供一系列獨特的創新和具體應用，不是追求表面的展示效果，而是向他們提供量身定製的解決方案，提高單獨的建議。

科幻小說家艾薩克·阿西莫夫在小說中所訂立的“機器人三定律”。阿西莫夫為機器人提出的三條“定律”（law），程序上規定所有機器人必須遵守：

一、機器人不得傷害人類，或袖手旁觀坐視人類受到傷害；

二、除非違背第一法則，機器人必須服從人類的命令；

三、在不違背第一及第二法則下，機器人必須保護自己。

隨著社會的不斷發展，各行各業的分工越來越明細，尤其是在現代化的大產業中，有的人每天就只管擰一批產品的同一個部位上的一個螺母，有的人整天就是接一個線頭，就像電影《摩登時代》中演示的那樣，人們感到自己在不斷異化，各種職業病逐漸產生，於是人們強烈希望用某種機器代替自己工作，因此人們研製出了機器人，用以代替人們去完成那些單調、枯燥或是危險的工作。由於機器人的問世，使一部分工人失去了原來的工作，於是有人對機器人產生了敵意。“機器人上崗，人將下崗。”不僅在中國，即使在一些發達國家如美國，也有人持這種觀念。其實這種擔心是多餘的，任何先進的機器設備，都會提高勞動生產率和產品質量，創造出更多的社會財富，也就必然提供更多的就業機會，這已被人類生產發展史所證明。任何新事物的出現都有利有弊，只不過利大於弊，很快就得到了人們的認可。比如汽車的出現，它不僅奪了一部分人力車夫、挑夫的生意，還常常出車禍，給人類生命財產帶來威脅。雖然人們都看到了汽車的這些弊端，但它還是成了人們日常生活中必不可少的交通工具。英國一位著名的政治家針對關於工業機器人的這一問題說過這樣一段話：“日本機器人的數量居世界首位，而失業人口最少，英國機器人數量在發達國家中最少，而失業人口居高不下”，這也從另一個側面說明了機器人是不會搶人飯碗的。

美國是機器人的發源地，機器人的擁有量遠遠少於日本，其中部分原因就是因為美國有些工人不歡迎機器人，從而抑制了機器人的發展。日本之所以能迅速成為機器人大國，原因是多方面的，但其中很重要的一條就是當時日本勞動力短缺，政府和企業都希望發展機器人，國民也都歡迎使用機器人。由於使用了機器人，日本也嘗到了甜頭，它的汽車、電子工業迅速崛起，很快佔領了世界市場。從世界工業發展的潮流看，發展機器人是一條必由之路。沒有機器人，人將變為機器；有了機器人，人仍然是主人。

機器人學國家重點實驗室（State Key Laboratory of Robotics）依託於中國科學院瀋陽自動化研究所，前身是中國科學院機器人學開放實驗室。該實驗室是中國機器人學領域最早建立的部門重點實驗室，中國機器人學領域著名科學家蔣新松院士1989-1997年曾任實驗室主任。近二十年來，實驗室在機器人學基礎理論與方法研究方面與國際先進水平同步發展，並在機器人技術前沿探索和示範應用等方面取得一批有重要影響的科研成果，充分顯示出實驗室具有解決國家重大科技問題的能力。中國在瀋陽渾南技術開發區的“新松機器人”公司即是中國的該科研領域的基地。該實驗室機器人學研究總體水平在國內相關領域處於核心和帶頭地位，是國內外具有重要影響的機器人學研究基地。

實驗室定位於為中國經濟和社會發展、國家安全和重大科學工程提供所需要的機器人技術與系統，研究機器人學基礎理論與方法、發展可行技術和平台樣機系統，培養和匯聚從事機器人學研究的高水平人才，推動中國先進機器人技術與系統的可持續發展。主要面向發展具有感知、思維和動作能力的先進機器人系統，研究機器人學基礎理論方法、關鍵技術、機器人系統集成技術和機器人應用技術。

實驗室堅持對外開放，吸引國內外專家學者開展交流與合作研究。通過設立基金課題，實驗室與國內有關從事機器人學研究的近30所大學、研究所和企業建立了聯繫，幾乎涵蓋國內從事機器人學研究的所有單位。近幾年來，實驗室結合自身的發展方向，有針對性地與國內外知名科研團隊建立合作關係。這些合作，對於本實驗室加強學科建設、了解國家需求、建立有針對性的演示驗證系統，發揮了重要作用。

水下機器人：

Rofish為仿生機器魚系列產品，該產品以先進的電子、機械技術，模擬魚類的遊動方式，通過新材料對其外形進行精確模擬，使之達到以假亂真的效果。

Rofish採用結構化的設計方法，高穩定性的電機保證其產品的穩定性。控制方式有兩種選擇：串口/USB控制和遙控器控制。產品內核採用Bootloader無線編程的編程方式，可隨時更改遊動程序以適應實際的環境。

性能參數：

Ø 體長：20cm-80cm，需要特殊尺寸可定做。

Ø 外形：錦鯉、金魚、海豚、鯊魚等，可定製。

Ø 游速：1BL/S。BL為身體長度，即游速與體長有關，游速為1倍體長每秒。

Ø 連續工作時間：3-4小時，鋰動力電池供電。

Ø 通訊方式：RF通訊或聲吶（Sonar）通訊，可選其一。

Ø 控制方式：串口/USB控制或遙控器控制，二者可選其一。

串口/USB控制方式可同時控制多條機器魚，通過簡單的編程式控制制可實現多魚之間的相互追逐、嬉戲等。