机器人对我们有什么好处和帮助?
在制造业中,工业机器人甚至已经成为不可或缺的核心设备。世界上有近百万台工业机器人在各条战线上与工人朋友并肩作战。机器人的出现是社会经济发展的必然,它的快速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。
服务机器人可以为你治疗疾病,照顾健康,打扫安全。水下机器人可以帮助打捞沉船,铺设电缆;工程机器人可以上山挖坑修路;农业机器人可以耕种、播种、施肥、杀虫;军用机器人可以带头,清除地雷和处理炸弹...现实生活中,有些工作会对人体造成伤害,比如画画、搬运重物等。有些工作质量要求高,人很难长期胜任,比如汽车焊接、精密装配等。有些工作人员不能在,比如火山探测、深海探测、太空探测等。有些工作不适合人做,比如一些恶劣的环境,一些枯燥重复的工作等...这些人不会做或者做不好的领域,变成了机器人的功能:■去年,圆形自动吸尘器在市场上一炮而红。
谁能想到,在21世纪初,飞碟形吸尘器的技术水平居然代表了目前家用机器人技术的最高水平。去年,iRobot生产的圆形自动吸尘器“Roomba”在市场上大放异彩。一年内,超过20万消费者购买了“Roomba”,销售额高达数百万美元。像伊莱克斯这样的其他公司也在销售类似的产品,但是它们的价格稍高一些。现在看来,机器人吸尘器广受消费者欢迎。
■“伦巴”现象只是家用机器人市场的冰山一角。
但这些产品只是别人的玩物,还是一种新潮流的开始?主要销售工业机器人和军用机器人的iRobot的两位创始人之一海伦·格伦纳(Helen Grenner)表示,“伦巴”现象只是家用机器人市场的冰山一角。咨询服务公司Robotics Trends的丹·卡拉(Dan Kara)同意格雷内尔的话,但他也指出:“伦巴的技术目前在家用机器人领域可能处于顶尖水平。”
■家用机器人的发展
即使这是真的,考虑到机器人市场的整体发展,国产机器人的发展还是相当令人失望的。在上个世纪的大部分时间里,家用机器人一直在苦苦挣扎。1939年,西屋电气公司在纽约举行的世博会上展出了其机器人“Electro”。从那时起,机器人迷们开始幻想有一天这个世界会充满无线机器人助手,他们可以做任何他们被告知要做的事情,而且永远不会累。
然而今天,这样的机器人仍然只存在于科幻小说中。在现实世界中,他们的发展前景仍然难以捉摸。然而,乐观主义者现在有理由感到高兴,因为他们认为伦巴和像索尼的机器狗艾博这样的机器人玩具的成功,加上计算机成本的下降,可能意味着人们期待已久的机器人市场将在不久的将来触手可及。根据联合国欧洲经济委员会(UNECE)最近发布的一份报告,家用机器人市场已经开始起飞。
■工农机器人
虽然人们渴望家用机器人的出现,但毫无疑问,机器人对制造业的影响最大。工业机器人的历史可以追溯到40多年前,汽车制造商率先在汽车生产中使用机器人。1961年,大众使用了第一台工业机器人——万能机械手。
即使当时计算机的成本非常昂贵,但机器人仍然充分展示了其价值,这证明了计算机控制的机器人在某些工作领域的表现比人好得多。此外,机器人可以不知疲倦地工作,从不罢工。根据联合国欧洲经济委员会(UNECE)的统计,目前全球约有80万台工业机器人。2003年上半年,对工业机器人的需求持续上升,与2002年同期相比,创纪录地增长了26%。工业机器人需求的增加主要是因为价格下降。2002年,机器人的价格还不到1990年机器人价格的五分之一。今天,在日本、德国和意大利的一些汽车制造商中,每十个制造工人中至少有一个机器人。
同样,农业机器人的应用也越来越广泛,农业机器人每年收获数十亿吨农作物。有些机器人(六条腿)可以上山砍树,有些可以爬树摘水果,有些可以挤牛奶,有些可以擦窗户,洗车,洗飞机。
■家用机器人
工业机器人市场前景看好。它拥有56亿美元的巨大市场,并且每年以7%的速度增长。然而,根据联合国欧洲经济委员会(UNECE)的报告,未来三年需求增长最快的将是家用机器人,而不是工业机器人。联合国欧洲经济委员会的报告预测,2002-2006年间,机器人玩具、机器人割草机、机器人吸尘器等家用机器人的销量将增长10倍,从而一举赶超工业机器人的市场份额。
■智能机器人可能是近年来又一个进入家庭的“大件”。
开发机器人所需的零部件价格在下降,开发性能在提高,机器人视觉的研究在深入,同时机器人的控制系统和通信系统相继取得重大突破,这让许多国家科研机构更加充分地认识到机器人的广阔前景,这方面的投入空前增加。据报道,美国军方和美国国家航空航天局在机器人研究和相关领域,如机器人视觉,投入了数十亿美元,并获得了可观的回报。近日,火星探测器机遇号和勇气号不仅成功登陆火星,还在火星表面“横冲直撞”,向地球发回了大量珍贵数据,并找到了火星存在大面积海水的证据,轰动了世界,引发了世界性的火星热。这两个着陆器的性能相当先进,地面控制人员不需要给它们发送确定的行驶路线,因为它们已经安装了识别和避开障碍物的计算机程序。
美国一家咨询机器公司的分析师纳维·拉德吉奥(Navi Radgio)说:“第一代机器人的出现推动了全球经济的发展。第二代更灵活、更智能的机器人将做更多、更困难的工作。”根据联合国欧洲经济委员会的一份报告,智能机器人可能是继个人电脑、手机或互联网之后,近年来迅速进入家庭,开始为千家万户提供优质服务的另一个“大件”,并且其增长呈发散状,前景十分喜人。
■机器人玩具可能是第一批大量进入家庭的。
然而,如果机器人真的进入寻常百姓家,它们会是什么样子?他们能为我们做什么?首先,大量进入家庭的机器人可能是机器人玩具。在过去的两年里,机器人玩具一直是世界上最畅销的玩具。
当然,一旦它们连接到互联网,它们就不仅仅是玩具了。如果单个机器人、无线系统和廉价的摄像机都通过计算机集成在一起,那么当你外出度假时,机器人可以承担给你的花浇水的工作。你也可能通过这个机器人保姆的眼睛和耳朵随时了解家里的情况,再也不用担心家里被盗或失火了。索尼的机器狗可以无线连接到电脑上,这样当它在房间里走动时,你就可以通过它的眼睛实时监控家里的一切。
■照顾老人应该是机器人行业追求的重点目标。
机器人在家庭中的另一个重要用途可能是照顾和帮助老人、弱者和病人。日本的本田、三菱和韩国的科学技术研究所都在设计可以帮助老人、病人和残疾人从一个房间进入另一个房间的机器。这种机器还可以帮助喂食、喂水、开关电视,必要时甚至可以叫医生。当然,开发这种机器人相当困难,但通用机械手的发明者乔·恩吉尔·伯格(Joe Engil Berg)认为,照顾老人应该是机器人行业追求的重点目标。他说:“现在每个工业化国家都面临着同样的问题,就是老龄化问题。老年人的数量正在迅速增长,他们需要人力来照顾他们。但当年轻人成为稀缺资源时,机器人无疑是一个不错的选择。”
■机器人要成功进入家庭,首先要提高可靠性。
因为人类的卧室是根据人类的特点设计的,所以最好把家用机器人设计成成年人的样子。日本的本田、三菱、丰田等公司都在研发这种类型的机器人,并且取得了技术优势。不过Engil Berg指出,机器人要想成功进入家庭,首先要提高可靠性,另外就是要突破价格瓶颈。他说:“你必须向人们展示这种事情是如何判断自己的。”
一个不争的现实是,虽然计算机技术的飞速发展促进了机器人的发展,但是机器人技术的发展已经远远落后于计算机技术的发展。开发机器人照顾老人的问题已经讨论了很多年,但是真正让老人满意的机器人还没有出来。当然,也有人将机器人“伦巴”的成功视为新机器人时代的曙光。
为了尽快扑灭火灾,防止火势进一步蔓延,找到火灾发生的根本原因,采用近距离格斗是提高灭火效率的最佳途径。然而,凶猛的火势往往会让勇敢的消防员无法靠近。
在处理化学灾害的过程中,由于事故现场的情况非常复杂,泄漏物的毒性、腐蚀性、易燃易爆性或放射性会使消防人员处于更加危险的境地。
谁能帮助我们可爱的消防员更好的灭火,救人,消除化学灾害?谁能代替他们承受死亡的威胁?答案是:消防机器人。
消防机器人经常需要在高温、强热辐射、烟雾、地形复杂、障碍物多、化学腐蚀、易燃易爆等恶劣环境下进行火灾探测、化学危险品探测、灭火、冷却、洗消、破拆、救援、阀门开闭、移动物品、堵漏等作业。因此,作为一种特定的功能,消防机器人应该具有以下一种或多种行走和自卫功能:
具有攀爬、爬梯和越障功能;b .耐高温、耐热辐射;c .防雨功能;d .防爆(隔爆)功能;e .防化学腐蚀功能;f .防电磁干扰功能;g .遥控功能等。
我已经在中国定居了。
自20世纪80年代末以来,中国消防力量的集中研究单位——公安部上海消防科学研究所,在公安部的支持下,作为消防机器人的重要组成部分,多次对遥控消防炮系统及相应的研究和测试技术进行了项目研究,重点解决了遥控消防炮系统在油码头等场合的工程应用问题。目前,该成果已成功应用于国内多个石油码头、油罐、飞机维修库,相关产品已占据国内80%以上的市场份额,产品和工程应用技术较为成熟,为我国消防机器人的研究奠定了良好的基础。
1998年8月,由阿部上海消防科学研究所承担、上海市科委批准的“自行式消防炮”(六轮灭火机器人)通过专家鉴定。次年,该所研制的“履带式灭火机器人”也顺利完成。2000年6月24日,由公安部上海消防科学研究所、上海交通大学、上海市消防局共同承担的国家“863”项目“履带式轮式灭火侦察机器人”研制成功并通过国家验收。
六轮消防机器人六轮消防机器人由悬挂式六轮行走机构、遥控消防炮、环境及车体内部温度检测系统、喷水冷却自卫系统、水及泡沫灭火剂供给系统、有线供电及控制系统组成。在后方操作人员的指挥下,可深入火场重点部位,利用后方补给系统输送的灭火剂和洗消剂进行喷射灭火和化学洗消。通过改变消防炮的喷嘴,可以实现DC喷射和喷雾之间的转换。具有攀爬越障能力强、射流流量大、喷雾降温自卫效果好等特点。
六轮灭火机器人正在进行新一轮的改进,将有线电源改为自带发动机供电,将有线控制改为无线控制,将驱动方式由电动改为液压驱动。改进后的六轮灭火机器人将在保持原有优势的基础上,进一步提高其操作和行走的灵活性以及灭火的实用性。
我有潜力等你去挖掘
中国约有30所高等院校和研究所从事各种机器人的研究。1971以来,在机器人感官识别、操作、移动技术、人机界面技术、智能技术等方面取得了可喜的成绩。工业装配、焊接、喷涂、搬运、探伤、水下作业、过程测量机器人等部分科研成果进入实用阶段。
近年来,我国消防机器人的发展得到了政府相关部门的支持。本文介绍的中国研制的三种机器人都是在政府相关部门的支持下完成的。我们相信,在“十五”期间,有关部门将继续大力支持我国消防机器人的研发。与此同时,我们欣喜地看到,全国各地消防部队中越来越多的消防战士已经意识到使用消防机器人的重要性,消防机器人的市场需求正在逐步形成。
我们认为,我国消防机器人的研究应该先易后难,边发展边普及,循序渐进,不断完善。在目前已经完成的消防机器人和火灾侦察机器人的基础上,可以逐步进行破拆、救援和多功能组合的消防机器人的开发;控制方式可以从有线、无线远程程序控制开始,逐步发展到自适应消防机器人。发达国家在消防机器人发展方面的成功经验可以为我们提供很好的借鉴。要结合我国现有的工业和技术基础,充分利用有关科研院所、学校、企业和用户部门的技术力量,加强国际技术交流和业务合作,迅速缩短与发达国家在该领域的差距。消防机器人的发展应尽可能采用成熟的技术,并注重配套技术的发展,如搭载底盘、监控等,以保证消防机器人的可靠性和实用性。未来5年到10年是我国消防机器人发展的大好时机。要通过全社会的共同努力,使我国消防机器人的系列、规格、技术质量和战术应用水平达到目前工业化国家的水平。
我们相信,在不久的将来,在政府的支持下,在科研院所、企业和用户的积极参与下,我们将以国际市场需求为先导,以高科技为先导;以保护消防官兵生命安全、提高消防部队作战能力、减少火灾损失为目标的消防机器人产业必将在中国蓬勃发展。
我的兄弟遍布世界各地。
世界上较早开展消防机器人研究的是美国和前苏联。后来,英国、日本、法国、德国等国家也开始研究这种技术。目前,用于救灾现场的消防机器人种类繁多,功能各异。
日本投入使用的消防机器人最多。上世纪80年代,日本研制出至少5种自动驾驶灭火机器人,分别装备在大阪、东京、高市、太田、莆田等消防部门。这些机器人由内燃机或电机提供动力,配有驱动轮或履带式行走机构,可以爬坡和跨越障碍物。喷射流量大的消防炮可以俯仰和左右旋转;配备气体检测仪器和电视监控设备;通过电缆或无线控制;最大控制距离为100m或150m .另一种机器人是侦察和应急救援机器人,除了气体检测仪器和电视监控设备外,还配有机械手,可以遥控处理危险品。
目前,美国已经开发出可以通过感官信息控制的智能救援机器人,如1994年用于探测阿拉斯加斯普尔活火山的Dante 2,以及抓获凶手的RM1-9。美国亚利桑那州消防局研发的消防机器人,配有破拆工具和消防水枪,可以边喷火边破拆。
英国智能保安公司生产的RO-VEH遥控消防车已装备中西部消防部门,并配有履带式或轮式行走机构,可爬楼梯,由电缆或自备电池供电。配备消防炮、摄像机或热像仪,采用有线控制方式。1985由英国中西部消防局和F irma SAS公司联合研制的机器人消防车,由Hunter ⅲ车改装而成,配备双臂、水枪、探测器(温度、化学物质、辐射等。)、工业电视摄像机和红外设备。机械手用于打开和关闭阀门、移动物品或开门。
前苏联佩特拉拖拉机厂和内务部火灾研究所研制的灭火机器人具有视觉功能,并配有消防水枪、光电探头和工业电视摄像机。
国际上对消防机器人的研究可以分为三个阶段(三代)。第一代是程控灭火机器人,第二代是具有感知功能的灭火机器人,第三代是智能灭火机器人。目前,工业化国家正在加快开发不同功能的第二代实用消防机器人和第三代低级智能消防机器人,并开始研究第三代高级智能机器人。一些工业化国家已将消防机器人的研发列入国家技术发展计划,并将其视为经济发展的重要保障。
消防机器人大显身手。
世界上一些国家研制的消防机器人已经组成了一个大家庭。这个大家庭里有各种消防机器人,包括消防机器人、火灾探测机器人、危险品泄漏探测机器人、救援机器人、救援机器人等等。这些灭火机器人可用于在高温、强热辐射、浓烟、地形复杂、障碍物多、化学腐蚀、易燃易爆等恶劣环境中替代消防员。,进行火灾探测、化学危险品探测、灭火、降温、洗消、破拆、救援、搬货、堵漏、开关阀门等作业。
近年来,在科技部的组织下,中国公安科研人员通过国家“863”项目研制出了具有国际先进水平的灭火机器人。消防机器人由履带式(轮式)行走机构、遥控消防泡沫(水)枪灭火系统、可燃和有毒气体探测系统、温度和辐射热探测系统、远程图像监控与传输系统、计算机遥控系统、专家辅助决策系统、正压防爆系统、喷水冷却自卫系统、照明报警系统等组成。
它的主要任务是:1。在消防部队和其他救灾人员的远程控制下,它可以爬坡、涉过障碍物,自行进入化学救援和灭火现场的重点区域,用自带的化学探测设备探测区域内的有毒和可燃气体,并将探测结果反馈给后方的救灾人员,或者用自带的彩色摄像机将火灾现场的图像信号传输到后方,以便救灾人员开展救援工作,装备设备和人员。2.可以使用自己的大流量遥控消防炮,用泡沫喷雾灭火或者喷水降温保护火区;3.在处理危险化学品泄漏事故的过程中,消防机器人可以喷射水雾对大面积流动或空气进行冲洗和稀释。在执行这些任务的同时,具有喷水冷却的自卫功能,能在高温、强辅助热的环境下长时间工作。还具有相应的隔爆功能,能在充满有毒易爆气体的环境中安全可靠地工作。