機(jī)器人技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用.docx
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5.2建立安全評(píng)估和使用機(jī)制 15 5.3加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng) 15 1、 機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r 1.1國(guó)外發(fā)展概況 日本具有國(guó)際上最先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù),就全世界范圍來(lái)看,全球工業(yè)機(jī)器人約有 4 成在日本。不論在技術(shù)方面,還是在市場(chǎng)規(guī)模方面, 日本可以稱得上是“機(jī)器人大國(guó)”。日本在 2004 年 5 月發(fā)布的“新產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”中所指出的 7 個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也是其中之一,同時(shí), 在進(jìn)一步實(shí)施“新產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”的“新經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)戰(zhàn)略”報(bào)告中也把機(jī)器人放在使日本成為“世界技術(shù)創(chuàng)新中心”的支柱地位上,并在近兩年開(kāi)始重新審視機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策。 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,比起號(hào)稱機(jī)器人王國(guó)的日本起步至少要早五、六年。經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展,美國(guó)現(xiàn)已成為世界上的機(jī)器人強(qiáng)國(guó)之一,基礎(chǔ)雄厚,技術(shù)先進(jìn)。據(jù)統(tǒng)計(jì), 截止到 2009 年底,美國(guó)運(yùn)行工業(yè)機(jī)器人大約有 19.4 萬(wàn)臺(tái)。目 前,美國(guó)工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商有 Adept Technology、AmericanRobot、Emerson Industrial Automation 等公司。 德國(guó)引進(jìn)機(jī)器人的時(shí)間比英國(guó)和瑞典大約晚了五、六年,但戰(zhàn)爭(zhēng)所導(dǎo)致的勞動(dòng)力短缺, 國(guó)民的技術(shù)水平較高等社會(huì)環(huán)境,卻為工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展、應(yīng)用提供了有利條件。此外,20 世紀(jì) 70 年代中后期, 德國(guó)政府采用的積極行政手段也為工業(yè)機(jī)器人的推廣開(kāi)辟了道路。如在“改善勞動(dòng)條件計(jì)劃”中規(guī)定,對(duì)于一些危險(xiǎn)、有毒、有害的工作崗位,必須由機(jī)器人來(lái)代替。這個(gè)計(jì)劃為機(jī)器人的應(yīng)用開(kāi)拓了廣泛的市場(chǎng), 并推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),截止到 2009 年底,德國(guó)運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器人為 14. 58 萬(wàn)臺(tái)。目 前, 德 國(guó) 工 業(yè) 機(jī) 器 人 供 應(yīng) 商 有 KUKA、CLOOS 等。 國(guó)際上一些大的工業(yè)機(jī)器人制造廠家,品牌主要分成兩大體系,以日本為代表的日韓系,以德國(guó)為代表的歐系,其中 ABB、安川、發(fā)那科三大品牌占據(jù)了全球 51% 的市場(chǎng),KUKA、OTC、川崎、松下等 幾 大 品 牌 占 市 場(chǎng) 份 額 的40% 以上。 1.2國(guó)內(nèi)發(fā)展概況 我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人研究開(kāi)發(fā)工作始于 20 世紀(jì) 70 年代初, 到現(xiàn)在已經(jīng)歷了 30 年的歷程。前 10 年處于研究單位自行開(kāi)展研究的狀態(tài), 發(fā)展比較緩慢。1985 年后開(kāi)始列入國(guó)家有關(guān)計(jì)劃, 發(fā)展比較快。特別是在“七·五”、“八·五”、“九·五”機(jī)器人技術(shù)國(guó)家攻關(guān)、“863”高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃的重點(diǎn)支持下, 我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)取得了重大發(fā)展。 我國(guó)近幾年工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線不斷出現(xiàn),并給用戶帶來(lái)顯著效益。機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線裝備的市場(chǎng)剛剛起步,而國(guó)內(nèi)裝備制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝備向先進(jìn)制造裝備轉(zhuǎn)型的時(shí)期,這就給機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線研究開(kāi)發(fā)者帶來(lái)巨大商機(jī)。目前正在逐步建立上海、沈陽(yáng)、北京、昆山、唐山、成都、徐州等工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地, 開(kāi)發(fā)出一批有市場(chǎng)前景的,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人及其自動(dòng)化生產(chǎn)線產(chǎn)品。 1.3機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展歷程 科學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)今很多前沿技術(shù)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)均有應(yīng)用,可以說(shuō)機(jī)器人的發(fā)展史也是世界科技發(fā)展史的體現(xiàn)。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展大體可概括為三個(gè)階段。 第一階段的機(jī)器人只有“手”,即以固定程序工作,對(duì)外界的信息沒(méi)有反饋互動(dòng)能力; 第二階段的機(jī)器人具有了一定的反饋能力,即有了感覺(jué),如力覺(jué)、觸覺(jué)、視覺(jué)等; 第三階段,即“智能機(jī)器人”階段,這一階段的器人已具有如自行學(xué)習(xí)、推理、決策、規(guī)劃等自主處理事物的能力。 第一代機(jī)器人一般可以根據(jù)編程人員所固化的程序,完成一些簡(jiǎn)單的重復(fù)性工作。這一帶機(jī)器人從 20 世紀(jì) 60年代后半期開(kāi)始投入使用,由于其操作簡(jiǎn)單,可靠性高,成本低廉,現(xiàn)已在很多中小型工廠中得到了普遍應(yīng)用。 第二代是感知機(jī)器人,即自適應(yīng)機(jī)器人,該類型機(jī)器人在前一代機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu),電氣結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了“感知”的能力。目前,在汽車、航空、船舶等自動(dòng)化生產(chǎn)線中具有廣泛的應(yīng)用。 其工作效率、工作能力較第一代機(jī)器人有明顯提升。 第三代機(jī)器人將具有識(shí)別、推理、規(guī)劃和學(xué)習(xí)等智能機(jī)制,它可以把感知和行動(dòng)智能化結(jié)合起來(lái),因此能在非特定的環(huán)境下作業(yè),故稱之為智能機(jī)器人。目前,這類機(jī)器人處于試驗(yàn)階段,將向?qū)嵱没较虬l(fā)展。在過(guò)去 30- 40 年間,機(jī)器人學(xué)和機(jī)器人技術(shù)獲得引人注目的發(fā)展,具體體現(xiàn)在: (1)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在全世界迅速發(fā)展; (2)機(jī)器人的應(yīng)用范圍遍及工業(yè)、科技和國(guó)防的各個(gè)領(lǐng)域; (3)形成了新的學(xué)科———機(jī)器人學(xué); (4)機(jī)器人向智能化方向發(fā)展; (5)服務(wù)機(jī)器人成為機(jī)器人的新秀。 2、 機(jī)器人組成機(jī)構(gòu) 機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。 圖1高科技機(jī)器人 2.1執(zhí)行機(jī)構(gòu) 即機(jī)器人本體,其臂部一般采用空間開(kāi)鏈連桿機(jī)構(gòu),其中的運(yùn)動(dòng)副(轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副)常稱為關(guān)節(jié),關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度數(shù)。根據(jù)關(guān)節(jié)配置型式和運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式的不同,機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、極坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)坐標(biāo)式等類型。出于擬人化的考慮,常將機(jī)器人本體的有關(guān)部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部(夾持器或末端執(zhí)行器)和行走部(對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人)等。 2.2驅(qū)動(dòng)裝置 是驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu),按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào),借助于動(dòng)力元件使機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作。它輸入的是電信號(hào),輸出的是線、角位移量。機(jī)器人使用的驅(qū)動(dòng)裝置主要是電力驅(qū)動(dòng)裝置,如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等,此外也有采用液壓、氣動(dòng)等驅(qū)動(dòng)裝置。 2.3檢測(cè)裝置 是實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作情況,根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng),與設(shè)定信息進(jìn)行比較后,對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù)定的要求。作為檢測(cè)裝置的傳感器大致可以分為兩類:一類是內(nèi)部信息傳感器,用于檢測(cè)機(jī)器人各部分的內(nèi)部狀況,如各關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度等,并將所測(cè)得的信息作為反饋信號(hào)送至控制器,形成閉環(huán)控制。一類是外部信息傳感器,用于獲取有關(guān)機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象及外界環(huán)境等方面的信息,以使機(jī)器人的動(dòng)作能適應(yīng)外界情況的變化,使之達(dá)到更高層次的自動(dòng)化,甚至使機(jī)器人具有某種“感覺(jué)”,向智能化發(fā)展,例如視覺(jué)、聲覺(jué)等外部傳感器給出工作對(duì)象、工作環(huán)境的有關(guān)信息,利用這些信息構(gòu)成一個(gè)大的反饋回路,從而將大大提高機(jī)器人的工作精度。 2.4控制系統(tǒng) 一種是集中式控制,即機(jī)器人的全部控制由一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散(級(jí))式控制,即采用多臺(tái)微機(jī)來(lái)分擔(dān)機(jī)器人的控制,如當(dāng)采用上、下兩級(jí)微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時(shí),主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算,并向下級(jí)微機(jī)發(fā)送指令信息;作為下級(jí)從機(jī),各關(guān)節(jié)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)CPU,進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理,實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng),并向主機(jī)反饋信息。根據(jù)作業(yè)任務(wù)要求的不同,機(jī)器人的控制方式又可分為點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制和力(力矩)控制。 3、 機(jī)器人的分類應(yīng)用 機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)及自動(dòng)化裝備的典型代表,是人類制造機(jī)器的終極形式。其需要的理論及實(shí)踐知識(shí)包羅萬(wàn)象,涉及機(jī)械、電子、液壓、自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器及其應(yīng)用、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多個(gè)學(xué)科及領(lǐng)域,是多種高科技技術(shù)理論的集成成果,其應(yīng)用的領(lǐng)域主要分為兩方面,制造業(yè)領(lǐng)域和非制造業(yè)領(lǐng)域。本文以制造業(yè)機(jī)器人(即工業(yè)機(jī)器人)和非制造業(yè)機(jī)器人兩類進(jìn)行簡(jiǎn)述。 3.1機(jī)器人在工業(yè)上的應(yīng)用 “工業(yè)機(jī)器人”一詞由 《美國(guó)金屬市場(chǎng)報(bào)》于1960 年提出,經(jīng)美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)定義為:“用來(lái)進(jìn)行搬運(yùn)機(jī)械部件或工件的、可編程序的多功能操作器,或通過(guò)改變程序可以完成各種工作的特殊機(jī)械裝置”這一定義現(xiàn)已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織所采納。隨著工業(yè)機(jī)器人發(fā)展深度和廣度的延伸及其智能水平的提高,工業(yè)機(jī)器人已在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。目前,工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中,弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、分配機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴漆機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用,并從傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域延伸:如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)用于維護(hù)維修的機(jī)器人等。在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、生活服務(wù)等領(lǐng)域,工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也越來(lái)越多。 現(xiàn)將其典型應(yīng)用舉例如下: 3.1.1機(jī)器人自動(dòng)化裝配線 機(jī)器人自動(dòng)化裝配線由于機(jī)器人的智能化,精度高,效率高等特點(diǎn)。其在發(fā)動(dòng)機(jī),變速箱等車輛核心部件裝配生產(chǎn)線上的應(yīng)用日益廣泛。馬丁路德公司的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線如圖 1所示。裝配工作臺(tái)由 2 臺(tái) FANUC 機(jī)器人組成,實(shí)現(xiàn)了連桿、曲軸、活塞、缸蓋、缸體的自動(dòng)化傳送和裝配,采用視覺(jué)系統(tǒng)與力控軟件,以適當(dāng)?shù)牧Χ炔粩噍p推零件,使其以很小的接觸力滑入就位,保持工件不受損傷。 圖2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線 3.1.2搬運(yùn)機(jī)器人 為了提高自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率,制造企業(yè)通常需要快速高效的物流線來(lái)貫穿整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)及包裝的過(guò)程,搬運(yùn)機(jī)器人在物流線中發(fā)揮著舉足輕重的作用。其一方面具有人難以達(dá)到的精度和效率,另一方面可以承擔(dān)大重量和高頻率的搬運(yùn)作業(yè),因此被廣泛應(yīng)用在搬運(yùn)、碼垛、裝箱、包裝和分揀作業(yè)中。 圖3搬運(yùn)機(jī)器人 3.1.3打磨拋光機(jī)器人 機(jī)械零件形狀不斷向復(fù)雜化、多樣化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)打磨拋光工藝的機(jī)器人少有統(tǒng)一的方案。 在打磨拋光加工中,機(jī)器人的工作方式有兩種,一是機(jī)器人夾持被加工工件貼近加工工具,如砂輪、砂帶等,進(jìn)行打磨拋光加工;另一種方法是機(jī)器人夾持打磨拋光加工工具貼近工件進(jìn)行加工。 圖4打磨拋光機(jī)器人 3.1.4移動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人 對(duì)于大尺寸工件的制造,如航空航天產(chǎn)品,傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人無(wú)法勝任。首先,大尺寸工件由于重量和尺寸巨大,不易移動(dòng);其次,工業(yè)機(jī)器人相對(duì)工件而言尺寸不足,如果單純地按比例放大,機(jī)器人制造和控制成本將十分高昂,因此,移動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)很好的解決方案。 圖5移動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人 3.1.5碼垛機(jī)器人 最早將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)用于物體的碼放和搬運(yùn)的國(guó)家是日本和瑞典。20 世紀(jì) 70 年代末日本第一次將機(jī)器人技術(shù)用于碼垛作業(yè)。1974 年,瑞典ABB 公司研發(fā)了全球第一臺(tái)全電控式工業(yè)機(jī)器人IRB6,主要應(yīng)用于工件的取放和物料的搬運(yùn)。此外,德國(guó)、意大利、韓國(guó)等國(guó)家工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)水平也相當(dāng)高,如德國(guó)的 KUKA,瑞典的 ABB,日本的FANUC 等。 圖6碼垛機(jī)器人 3.2非工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用舉例 由于技術(shù)進(jìn)步,制造成本下降,機(jī)器人正悄無(wú)聲息的進(jìn)入到平常人的生活、學(xué)習(xí)和工作中。它們可以做家務(wù),在戰(zhàn)場(chǎng)上偵查,甚至還可以自主進(jìn)行精細(xì)的手術(shù)。在教育、醫(yī)療、軍事和服務(wù)行業(yè)中,小型的非工業(yè)機(jī)器人正發(fā)揮著重要的作用。 下文僅列舉幾個(gè)典型實(shí)例。 3.2.1教育機(jī)器人 教育機(jī)器人是以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)的機(jī)器人成品、套裝或散件。 它除了機(jī)器人機(jī)體本身之外,還有相應(yīng)的控制軟件和教學(xué)課本等。近年來(lái),教育機(jī)器人逐步成為中小學(xué)技術(shù)課程和綜合實(shí)踐課程的良好載體。目前常見(jiàn)的教育機(jī)器人既有類人形的教育機(jī)器人,也有非人形的機(jī)器人。 青少年可以與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)基本的互動(dòng)交流,并可以對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行改裝擴(kuò)展。如圖 2所示,該學(xué)生操控的機(jī)器人屬于可進(jìn)行拆解、重組、功能擴(kuò)展的機(jī)器人。通過(guò)了解機(jī)器人的結(jié)構(gòu)部件和所需知識(shí)等,操控者可較為便捷地掌握機(jī)器人的基礎(chǔ)功能,并開(kāi)拓思維進(jìn)行創(chuàng)新。 圖7教育機(jī)器人 3.2.2炒菜機(jī)器人 炒菜機(jī)機(jī)器人不僅實(shí)現(xiàn)了煎、炒、炸等中式烹飪技術(shù)的智能化,還可以輕松做出意大利、希臘、法國(guó)等世界各地風(fēng)味菜肴。機(jī)器人自動(dòng)炒菜機(jī)實(shí)現(xiàn)了炒菜過(guò)程的自動(dòng)化,只需輕輕一按就可以享受到世界各地的地道美食,烹飪過(guò)程不粘不糊不溢,而且安全、節(jié)能、無(wú)油煙。 圖8炒菜機(jī)器人 3.2.3醫(yī)療機(jī)器人 隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)得到了全球高度關(guān)注。我國(guó)人口老齡化的加劇和科技的發(fā)展,人們對(duì)生活各個(gè)方面的要求也在提高。以醫(yī)療機(jī)器人為代表的服務(wù)器人蘊(yùn)藏著極大的發(fā)展空間,未來(lái)的市場(chǎng)規(guī)模很可能會(huì)超過(guò)工業(yè)機(jī)器人。美國(guó)已經(jīng)把手術(shù)治療機(jī)器、假肢機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、心理康復(fù)輔助機(jī)器人、個(gè)人護(hù)理機(jī)器人、智能健康監(jiān)控系統(tǒng)定為未來(lái)發(fā)展的六大研究方向。 圖9醫(yī)療機(jī)器人 3.2.4軍事機(jī)器人 作為立國(guó)之根本的國(guó)防業(yè),機(jī)器人也已經(jīng)在悄然地發(fā)揮作用。因其具有常規(guī)作戰(zhàn)人員不具備的優(yōu)點(diǎn):靈敏度高、載重能力強(qiáng)、高續(xù)航能力、可在特殊場(chǎng)合進(jìn)行特種作戰(zhàn)任務(wù)。最重要的是可以減少人員的傷亡。其在戰(zhàn)場(chǎng)上可進(jìn)行電子干擾、信息采集、偵查、突擊、排雷、爆破、運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)。 圖10軍事機(jī)器人 4、 機(jī)器人的發(fā)展中存在問(wèn)題 4.1機(jī)器人發(fā)展的安全問(wèn)題 目前,機(jī)器人發(fā)展雖然在向人工智能方向發(fā)展,但由于受到現(xiàn)有技術(shù)的限制,大都只能稱之為“半智能化”的機(jī)器人。這類機(jī)器人工作與行動(dòng)基本上依靠預(yù)先設(shè)置好的電腦程序進(jìn)行,而且與人相對(duì)隔離,控制相對(duì)簡(jiǎn)單,發(fā)生的安全問(wèn)題也能有效處理。但是,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,未來(lái)工業(yè)企業(yè)將是機(jī)器人、工作人員和各類機(jī)器設(shè)備之間高度融合的組織,在這個(gè)過(guò)程中,如何既保證生產(chǎn)又保證人身安全、其他設(shè)備的安全就至關(guān)重要。 4.2機(jī)器人發(fā)展的法律問(wèn)題 早前有報(bào)道稱,美國(guó)一家公司生產(chǎn)的醫(yī)療機(jī)器人在使用7年間,20 0多例病患在接受該醫(yī)療機(jī)器人手術(shù)時(shí)造成燒傷、切傷、感染等傷害,更有多達(dá)9 0多例病患死亡,事故 發(fā)生 后,病患家屬應(yīng)該去找 誰(shuí)討回公道,責(zé)任又該由誰(shuí)來(lái)承擔(dān),因?yàn)槿鄙俜?規(guī)范,影響了人們權(quán)益的實(shí)現(xiàn)。同樣,我國(guó)在機(jī)器人使用管理上并沒(méi)有相應(yīng)的法律法規(guī)出臺(tái),僅對(duì)機(jī)器人的研究和生產(chǎn)作出了規(guī)定。顯然,這是一種漏洞和缺失,一旦擁有智能的機(jī)器人對(duì)他人造成傷害,該如何界定責(zé)任并有效追究損失就成了一道開(kāi)放型試題。 4.3機(jī)器人發(fā)展的技術(shù)問(wèn)題 隨著人工智能的不斷發(fā)展,機(jī)器人也變得越來(lái)越智能,一般來(lái)說(shuō),智能機(jī)器人包括結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)本體、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)、能源動(dòng)力、感知等系統(tǒng)。機(jī)器人核心部件包括伺服電機(jī)、減速器及控制器、驅(qū)動(dòng)器及傳感器。目前,我國(guó)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速,但是核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備仍然依賴進(jìn)口,比如諧波減速器主要用于輕型機(jī)器人或機(jī)器人腕部關(guān)節(jié),由波發(fā)生器、柔輪和鋼輪組成,具有減速比大、齒隙小、精度高、零部件少、安裝方便及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。目前,國(guó)際上諧波減速器市場(chǎng)幾乎被日本生產(chǎn)和壟斷。而我國(guó)現(xiàn)有的機(jī)器人生產(chǎn)和研究更多是模仿國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家,受制于人,以發(fā)展較為成熟的工業(yè)機(jī)器人的平均故障時(shí)間來(lái)看,國(guó)外工業(yè)機(jī)器人穩(wěn)定性可達(dá)到10萬(wàn)h,明顯高于國(guó)內(nèi)機(jī)器人同類指標(biāo)的平均水平。由于我國(guó)機(jī)器人技術(shù)水平落后,智能化程度不高,當(dāng)機(jī)器人在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)故障后,自我修復(fù)和解決能力不強(qiáng),導(dǎo)致在機(jī)器人日常維護(hù)、專業(yè)人士的聘請(qǐng)、部件更換等方面投入巨大,最終阻礙了行業(yè)的發(fā)展。 4.4機(jī)器人發(fā)展的倫理問(wèn)題 機(jī)器人的倫理問(wèn)題是機(jī)器人發(fā)展過(guò)程中不可回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。在人工智能快速發(fā)展的當(dāng)下,當(dāng)人工智能與機(jī)器人相結(jié)合后,人類將如何定義智能機(jī)器人,是否將其看作社會(huì)倫理的一員,賦予其倫理的權(quán)力就變動(dòng)尤為重要。人工智能一旦與機(jī)器人相融合,機(jī)器人在未來(lái)發(fā)展中將不可避免的模仿人類產(chǎn)生一定的道德判斷與行為能力。比如在軍事行動(dòng)中,智能化的機(jī)器人因?yàn)槠溆休^ 高的作戰(zhàn)效率,可以大幅度降低傷 亡而被廣泛研究。但是,在實(shí)際戰(zhàn)爭(zhēng)沖突中,人類向善的本性與戰(zhàn)爭(zhēng)沖突是相矛盾的,軍事學(xué)家馬歇爾的研究就發(fā)現(xiàn),大多數(shù)的士兵在戰(zhàn)爭(zhēng)中并不愿意朝對(duì)方開(kāi)火,主要原因還是對(duì)“殺戮”的恐懼,向往和平。當(dāng)軍用機(jī)器人一旦投入戰(zhàn)場(chǎng),因?yàn)槠錈o(wú)恐懼感,勢(shì)必不會(huì)對(duì)目標(biāo)“手下留情”,造成大規(guī)模傷害。雖然,在機(jī)器人的技術(shù)設(shè)計(jì) 過(guò)程中,可以賦予機(jī)器人一些倫理道德和判斷標(biāo)準(zhǔn),但是什么樣的倫理道德標(biāo)準(zhǔn)才是合理的、可接受的就值得深思。 5、 機(jī)器人未來(lái)發(fā)展解決措施 5.1建立和完善法律法規(guī) 在未來(lái)發(fā)展中,機(jī)器人法律法規(guī)的建立和完善是必不可少的,我們需要在既有的法律體系上,構(gòu)建人類與機(jī)器人的共處制度,要在不破壞人類法律體系的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)器人的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)用等方面進(jìn)行規(guī)范,厘清責(zé)任,避免法律漏洞的產(chǎn)生。同時(shí),在機(jī)器人的設(shè)計(jì)和運(yùn)用過(guò)程中,要將其可能面臨的倫理道德問(wèn)題進(jìn)行分析,提出解決辦法,將倫理道德融入到機(jī)器人的研發(fā)和運(yùn)用中。 5.2建立安全評(píng)估和使用機(jī)制 目前,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,機(jī)器人的種類也越來(lái)越多,為了評(píng)估機(jī)器人在使用過(guò)程中究竟可能帶來(lái)哪些 安全問(wèn)題,研究人員需要對(duì)可能出現(xiàn) 的安全問(wèn)題進(jìn)行評(píng)估,并限定其使用范圍。同時(shí),建立起機(jī)器人的安全問(wèn)題反應(yīng)機(jī)制,在使用過(guò)程中要 注重對(duì)機(jī)器人核心部分 進(jìn)行保護(hù),為防止黑客和惡意軟件對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行破壞,要做到及時(shí)更新檢查機(jī)器人應(yīng)用程式,提升安全信息系統(tǒng)對(duì)未知因素的防御能力。 5.3加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng) 機(jī)器人發(fā)展,掌握核心關(guān)鍵技術(shù)至關(guān)重要。一方面,國(guó)家要加大投入,鼓勵(lì)和支持社會(huì)對(duì)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和使用;另一方面,要吸收借鑒國(guó)外先進(jìn)的研究理念和研究技術(shù),攻堅(jiān)克難,自主創(chuàng)新,發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù),搶占技術(shù)制高點(diǎn);最后就是要加大人才培養(yǎng)的力度,為機(jī)器人發(fā)展培養(yǎng)儲(chǔ)備人才。 15 .- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 機(jī)器人 技術(shù)發(fā)展 應(yīng)用
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