机器人产业发展综述

专题策划｝　点　ＳＰＥＣＩＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮＩＮＧ　机器人产业发展综述　口文／马忠臣　引言　一、以及人类所不能适应的恶劣环境下，　世界上最早的“机器人”；春秋末　说起机器人，人们的第一感觉　都能看到它们的身影……　还是各种各样的人形机器人，可以　期传说鲁班为其老母巧工制作过一　半个多世纪以来，机器人技术　台木车马，且“机关具备，一驱不　的发展和应用可谓日新月异，本期　还”；三国时期的诸葛亮木牛流马　走路、跳舞，甚至能够传递情感，　但他们的运动速度通常比较缓慢，　中的视觉震撼效果。笔者第一次感　受机器人的魅力是在一次国际机床　的高效加工主题，笔者与您共同分　的传说迄今已１７００多年，但对于其　二、机器人的发展历程　几千年前人类就渴望制造一种　远远达不到电影《变形金刚》系列　享机器人技术的魅力与震撼……　展览会上，两只机械手像两个武林　像人一样的机器，以便将人类从繁重　高手在过招一样，一招一式动作迅　的劳动中解脱出来。如古希腊诗人　速而精准，配合精妙，以至于怀疑　Ｈｏｍｅｒｏｓ的长篇叙事诗《伊利亚特》　他们的功夫套路来自于少林或者武　中的冶炼之神瘸腿海倍斯特司，就　　当，这样耐力超群、功夫精湛的高　用黄金铸造出一个美丽聪颖的侍女；手若是投入到生产线上，其效率之　希腊神话《阿鲁哥探险船》中的青　高可想而知。而实际上，类似的机　铜巨人泰洛斯（Ｔａｌｏａｓ）；犹太传说　械手臂在我们的很多工业领域已经　中的泥土巨人等等，这些美丽的神　服役了很多年。您所乘坐的汽车，　话时刻激励着人们一定要把美丽的　就有很多工序（点焊、喷漆、涂胶　神话变为现实。早在三千多年前的　等等）是由它们完成的。此外，很　西周时代，我国就出现了能歌善舞　多高重复性、危险性的工作领域，　的木偶，称为“倡者”，这可能是　５　机械工程师２０１０年第１　１期　点　Ｔ　ＰＬＡＮＮＩＮＧ　记载。好奇　一台可编程的机器人Ｕｎｉｍａｔｅ问世　２１世纪将是机器人的时代，开　成为大势所趋，放眼各国机器人技　神秘传说的　之后，不同功能的机器人也相继出　展机器人研究并扩大其应用领域已　四川木匠何　现并且活跃在不同的领域。　”木牛流马　，１９７０年代，随着计算机技术、　术的最新产品，将会让人耳目一新。　高１．４米，　现代控制技术、传感技术、人工智　笔者仅从其应用领域就工业机器人、　４２０—４５０斤‘　能技术的发展，机器人得到了迅速　特种机器人、军用机器人的国内外　其后肢可以　发展。１　９７４年Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ　Ｍｉｌａｃｒｏｎ公　相关研究做以介绍。　为动力，可　司开发成功多关节机器人；１９７９年，　‘爬坡上行。　Ｕｎｉｍａｔｉｏｎ公司义推出了ＰＵＭＡ机　三、国外机器人技术的最新进展　１、工业机器人　人力从事繁　器人，它是一种多关节、全电动驱　自１９６９年，美国通用汽车公司　远。而真正　动、多ＣＰＵ二级控制的机器人，采　用２１台工业机器人组成了焊接轿车　念最早起源　用ＶＡＬ专用语言，可配视觉、触觉、　车身的自动生产线后，各工业发达　ＲＥＬ　ＣＡＰＥＫ　力觉传感器，在当时是一种技术先　国家都很重视研制和应用工业机器　‘能机器人》，　进的工业机器人。现在的工业机器　人。日本埘丁业机器人产业和　３９年美国纽　人结构大体上是以此为基础的。这　应用实施了积极的扶植，率先　电气公司制　一时期的机器人属于“示教再现”　从美国引进了机器人技术，仅用十　型机器人。只具有记忆、存储能力，　几年的时间，在日本就实现了工业　按相应程序重复作业，但对周围环　机器人的产业化和推广应用。现在，　境基本没有感知与反馈控制能力。　在工业发达国家中，丁业机器人已　这种机器人被称作第一代机器人。　经广泛应用于汽车及汽车零部件制　１９８０年代，随着传感技术，包　造业、机械加上行业、电子电气行业、　括视觉传感器、非视觉传感器（力觉、　橡胶及翅料Ｔ、ｌ　、食品工业、物流　触觉、接近觉等）以及信息处理技　等诸多领域中？　术的发展，出现了第二代机器人一　Ｊ：业机器人技术日趋成熟，已　有感觉的机器人。它能够获得作业　经成为一种标准设备被工业界广泛　环境和作业对象的部分有关信息，　直用。从而，相继形成了一批具有　进行一定的实时处理，引导机器人　影响力的、著名的丁业机器人公司，　进行作业÷第二代机器人已进入了　其巾包括：瑞典的ＡＢＢ，日本的　实用化，在工业生产中得到广泛应　ＦＡＮＵＣ、ＹＡＳＫＡＷＡ、ＭＯＴＯＭＡＮ，　用　德国的ＫＵＫＡ，　美国的Ａｄｅｐｔ　．，它由电缆　第二三代机器人是目前正在研究　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，意大利的ＣＯＭＡＵ公司　７７个字，甚　的“智能机器人”。它不仅具有比　等，这些公司已经成为其所在国家　正干家务活　第二代机器人更加完善的环境感知　的支柱企业．　．对家用机器　能力，而且还具有逻辑思维、判断　２０ｌ０年意大利柯马ｆＣＯＭＡＵ）　。而随着美　和决策能力，可根据作业要求与环　机器人　迈出了重要一步，柯马近　的世界上第　境信息自主地进行工作。　日宣　在机器人家族喜添新丁：　１９９８年丹麦乐高公司推出机器　ＳＭＡＲＴ５　ＰＡＬ，该新型机器人专为　人（Ｍｉｎｄ—ｓｔｏｒｎｌｓ）套件，让机器人制　码垛作业设计，采用新的控制单元　造变得跟搭积木一样，相对简单又　Ｃ５Ｇ和无线示教，有效载荷范围从　能任意拼装，使机器人开始走入个　１８０—２６０公斤，可达范围３．１米，同　人世界。　时共享机器人家族的中空腕技术和　２００６年６月，微软公司推　机械配置选项：该新型机器人符合人　Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｒｏｂｏｔｉｃｓ　Ｓｔｕｄｉｏ机器人软件　体工程学，采用一流的碳纤维杆，　开发平台，机器人模块化、平台统　整体轻量化没计，线速度高，能有　一化的趋势越来越明显，比尔・盖　效减少和优化的节拍时间：该机器　茨预言，家用机器人很快将席卷全　人将满足一般１＝＿业部门的客户的高　球　质量要求，主要在装载／卸载应用，　Ｆ第１１期　专题策　哪ｌ穰点　ＳＰＥＣＩＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮＩＮＧ　内正式落成。该喷涂实验中心主要　由整车喷涂和针对制造工业喷涂应　用为主的车间组成。该实验中心是　中国首个也是唯一一个机器人整车　喷涂实验中心。在实验中心内，客　户可通过使用ＡＢＢ先进的喷涂技术　对汽车喷涂工艺进行全面测试和模　拟。　ＡＢＢ全新的机器人喷涂实验中　心面积约为５００平方米，它可以再　现整个汽车喷涂生产线的工艺流程，　包括车底打胶和涂装前的车身擦净　等。整个生产线中应用了ＡＢＢ一　系列先进的喷涂机器人及相关工艺　汽车保险杠等产品进行全方位喷涂　多个产品拾取，堆垛和高速操作。　　设备，例如：喷涂区域配备了ＡＢＢ　测试。ＦＡＮＵＣ年初推出的ＦＡＮＵＣ　２０１０年７月，德国ＫＵＫＡ公司　率先在全球喷涂行业内推出的壁挂　　Ｍ一３ｉＡ装配机器人是其此前　的机器人产品——气体保护焊接专　式最新工艺臂升级版机器人一一　ＲｏｂｏｔｅｘＰａｉｎｔｅｒ　ＩＲＢ　５５００。该款机器人拥　发布的Ｍ一１ｉＡ机器人的升级版。　家ＫＲ　５　ａｒｃ　ＨＷ（Ｈｏｌｌｏｗ　Ｗｒｉｔｓｔ）赢　ＦｌＡ可采用四轴或六轴模式，同　得了全球著名的“红点奖”，并且　有灵活的运动性能和６米的超宽工　Ｍ一３ｉ获得了“Ｒｅｄ　Ｄｏｔ：优中之优”杰出　样具有独特的平行连接结构，并且　还具备轻巧便携的特点，承重范围　可达６千克。此外，Ｍ一３ｉＡ在同等　级机器人（１３５０ｍｍ×５００ｍｍ）中的　设计奖项。其机械臂和机械手上有　一个５０ｍｍ宽的通孔，可以保护机　械臂上的整套保护气体软管的敷设。　由此不仅可以避免保护气体软管组　工作行程最大。　六轴模式下的Ｍ一３ｉＡ具备一个　三轴手腕用于处理复杂的生产线任　务。＝　轴手腕灵活度极高，能够自　如地从各个角度拾取和插入部件，　作范同，是汽车外表面和内部框架　还能按要求旋拧零件，几乎可与手　喷涂的理想选择。它的喷涂加速度　工操作媲美。　高达２５ｍ／ｓ　，手臂上的３３套换色阀　四轴模式下的Ｍ一３ｉＡ具备一个　组使机器人可以实现多种颜色间的　单轴手腕，可用于简单快速的拾取　快速转换。一台该型号的机器人工　操作，工作速度可达４０００度每秒。　作效率通常与两　常规机器人相当。　另外，手腕的中空设计使电缆可在　打胶擦净区集成了ＡＢＢ　ＩＲＢ　内部缠绕，大大降低了电缆的损耗。　件受到机械性损伤，而且可以防止　其在机器人改变方向时随意甩动。　４６００机器人以及先进的轨道系统、　闭环流量控制系统和视觉定位系统　２特种机器人　特种机器人通常是在非结构化　既可敷设抗扭转软管组件，也可用　等，能够对车底进行密封涂胶作业。　环境下工作，即作业无法在事先布　６６４０机器人采　置好的条件下进行，而且在作业过　于可无限转动的保护气体软管组件。　其配备的高柔性ＩＲＢ　程中环境可能发生变化。与在结构　对用户来说，这不仅意味着提高了　用了鸵羽毛擦净系统，替代了传统　　构件的可接近性及保证了对整套软　的龙门系统，能够灵活高效地去除　化环境下作业的工业机器人相比，车身表面灰尘颗粒。　在非结构化环境下工作的特种机器　管的最佳保护，而且还意味着离线　除了整车喷涂实验车间，该中　人控制更加困难，要求的智能程度　编程也得到了简化。　　２０１０年８月３　Ｅｔ——全球领先　心还拥有为制造工业生产厂商提供　更高，如空间与深海作业、精密操作、的喷涂实验车间。该车间同样应用　在役管道内作业等。　的电力和自动化技术集团ＡＢＢ宣布，　其机器人喷涂实验中心在位于上海　了ＡＢＢ多款先进的喷涂机器人，能　特种机器人集当代众多高技术　浦东康桥的上海ＡＢＢ工程有限公司　够对小到手机、笔记本电脑，大到　于一身，目前重点研究的特种机器　７　机械工程师２０１０年第１　１期　专题策划｝张点　ＳＰＥＣＩＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮＩＮＧ　人有仿人机器人、微机器人、微操　为原型扩展而成的救火机器人，能　胞以达到治疗癌症的目的，还可以　作机器人、水下机器人、医用机器　够很好的替代人力从事高危险和长　帮助人们完成外科手术，清理动脉　人、服务机器人、网络机器人、军　时间的森林大火的扑救。　血管垃圾，及组成计算机新硬件等。　用机器人、农林与农副产品加工机　纳米机器人　科学家们已经研发出这种机器人的　器人等等，在航空航天、能源、交　美国哥伦比亚大学（Ｃｏｌｕｍｂｉａ　生产线。　通、海洋、生物、医疗、服务、农业、　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）科学家近日成功研制出　仿生机械手　军事和娱乐等领域具有非常广阔的　一种由ＤＮＡ分子构成的“纳米蜘蛛”　Ｔｏｕｃｈ　Ｂｉｏｎｉｃｓ公司从２０１０年　应用前景。　５月１２日开始在为期四天的德　正因为如此，研究和发展特种　国Ｌｅｉｐｚｉｇ举行的国际修复学与矫　机器人技术一直受到世界各国的重　形学会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　视，许多国家都把特种机器人技术　Ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｏｒｔｈｏｔｉｃｓ，ＩＳＰＯ）和　列人本国的高技术研究发展计划　“Ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｅ＋Ｒｅｈａ—Ｔｅｃｈｎｉｋ　２０１０　或国家的关键技术研究开发计划。　如美国的“国家关键技术”、“商　业部薪兴技术”和“国防部和能　源部关键技术”等计划；欧共体的　机器人，它们能够跟随ＤＮＡ的运行　“尤里卡计划（ＥＵ—ＲＥＫＡ）”　轨迹自由地行走、移动、转向以及　和“信息技术研究发展战略计划　停止，并且它们能够自由地在二维　（ＥＳ—ＰＲＩＴ）”；日本的“极限　物体的表面行走。　作业机器人研究计划（Ｒ＆ＤＯＦ　这种“纳米蜘蛛”机器人的大　Ｒ０ＢＯＩＣＳ　ＩＮＥＸＴＲＥＭＥ—ＥＮＶＩ—　小仅有４纳米，比人类头发直径的　ＲＯＮＭＥＮＴ）”、“微机器研究计　十万分之一还小。该“纳米蜘蛛”　戈Ⅱ（Ｒ＆Ｄ　ＯＦ　ＭＩ—ＣＲＯＭＡＣＨＩＮＥ　机器人的发明是对几年前“蜘蛛分　”医疗用品博览会上展出其最新的　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ）”、“仿人形机器　子”机器人的改进与升级，其功能　仿生手“ｉ－ＬＩＭＢ　Ｐｕｌｓｅ”。　“ｉ－ＬＩＭＢ　人研究计划（ＨＵＭＡＮＯＩＤ　ＲＯＢＯＩＣＳ　更加强大，这种纳米机器人不仅能　Ｐｕｌｓｅ”其于“ＰｒｏＤｉｇｉｔｓ”仿生手指　ＰＲＯＪＥＣＴ）”等，新加坡、韩国、　够自由地在二维物体的表面行走，　集成，通过识别分析使用者手掌剩　巴西等发展中国家也都有相应的计　而且还能吞食面包碎屑。虽然以前　余部分的“肌电”（Ｍｙｏｅｌｅｃｔｒｉｃ１信号　划内容。　研制出的ＤＮＡ分子机器人也具有行　来工作，每根手指都有和人类手指　森林救火机器人　走功能，但不会超过３步，而“纳　一样的关节，能够作为一个的　在最近瑞典ｕｍｅａ大学设计学院　米蜘蛛”机器人却能行走１００纳米　功能单元灵活运动。　的毕业设计　展上（Ｄｅｇｒｅｅ　ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ　的距离，相当于行走５０步。　“ｉ－ＬＩＭＢ　Ｐｕｌｓｅ”仿生手和　２００９），毕业生ＡｙｄｉｎＭｅｒｔ设计的“自　“纳米”机器人可以用于医疗　“ＰｒｏＤｉｇｉｔｓ”仿生手指使失去部分　主救火卫士”，以传统的工程机器　事业，以帮助人类识别并杀死癌细　或整只手掌的病人拥有像正常人一　样灵活抓握的双手成为可能。　无人驾驶汽车　柏林自由大学（Ｆｒｅｉｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ￣ｔ　Ｂｅｒｌｉｎ１计算机科学家Ｒａｕｌ　Ｒｏｊａｓ和　他的研究小组研发出了新型无人驾　驶汽车，并表示人们即将从“操纵　方向盘”的时代出来。这种名　为‘ＭＩＧ’（ＭＡＤＥ　ＩＮ　ＧＥＲＭＡＮＹ）的　新型自动汽车，不但可以减少交通　事故的发生还可以保护生态环境。　该外形酷似大众帕萨特的无人驾驶　汽车，研究人员相信它将会给未来　的驾驶带来性的变化。　ＭＩＧ无人驾驶车运用传感器技　８　机械工程师２０１０年第１１期　专题策划；禳荣　ＳＰＥＣＩＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮ　ＪＮＧ　“海洋蜂群”机器人装置由麻　省理工学院的“感官城市”实验室　研发而成。这些机器人每个长１６英　尺（约４．９米），宽７英尺（约２．１米），　造价两万美元，靠太阳能电池供电，　运行时只需１００瓦，相当于点亮一　个灯泡的能耗，而且，这些机器人　可以在海面夜以继日地工作几个月。　机器人之间用纳米线传送带连　接在一起。这种纳米线也由麻省理　工学院研制而成，被称为“吸收泄　漏原油的纸毛巾”，其不吸水，但　全自动植树机器人　能吸收相当于自身重量２Ｏ倍的原　来自瑞典Ｕｍｅ＆Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ大学　油。　的Ａｎｎａ—Ｋａｒｉｎ　Ｂｅｒｇｋｖｉｓｔ创意出一款　四足、全地形的植树机器人。该植　树机器人每次可以装载３２０颗树苗，　术在车内计算机上建立了一个三维　完全自主地浇水植树。　图像。这样，汽车便可以探测到前　方的自行车、行人、路标等，这样　可以避免人工驾驶因为注意力不集　中或者疲劳带来的危险。而且，与　传统有人驾驶车相比，驾驶员的视　线只局限在前方，但ＭＩＧ无人驾驶　车可以监控到７Ｏ米内各个方向的情　该项目负责人、感官城市实验　况，从而更好地减少交通事故的发　室副主任阿萨斯・拜德曼解释道，　生。　机器人可以选择两种方式处理从海　ＭＩＧ的功能很强大，但操作却　面上吸收的原油，一种是使用自身　十分便捷：想“打的”的乘客只要　该植树机器人使用森林废弃物　带有的加热器将原油就地燃烧掉；　用ｉｐａｄ或智能手机拨打电话，ＭＩＧ　为燃料驱动其蒸汽引擎，杜绝了气　另一种是将原油打包留在海面上，　上的全球定位系统就会将乘客的位　体污染；而且它采用四足设计，很　随后再去提取，提取的原油可以再　置报告给车上的电脑，然后制定出　好地保护了林地。为了便于运输和　利用。　前往的最佳路线，并通知乘客它会　林间作业，该机器人高约为２米。　拜德曼表示，这些机器人还可　在多长时间内抵达。如果乘客打算　借助于ＧＰＳ和激光传感器，它可以　以利用全球定位系统提供的数据相　自行驾驶，只要用ｉｐａｄ关闭自动系　自主地在崎岖的林地上植树。　互协调，策划出最有效的清理方案，　统，便可仍然享受自驾的乐趣了。　该设计是Ａｎｎａ—Ｋａｒｉｎ　Ｂｅｒｑｋｖｉｓｔ　因此，在同一漏油事件中可以一次　机器人　的硕士学位设计，同时该设计还获　性部署上千台机器人，组成海上浮　是一份苦差事，也是一个　得了“Ｇｕｌｄｍｙｒａｎ　２０１０”金蚂蚁奖　油清理的一　虎队”。　危险的工作。当人们更多的为战地　（ＧｏｌｄｅｎＡｎｔＡｗａｒｄ）。　拜德曼称，传统的原油回收船　机器人创新立意时，也有很多人构　海上浮油清理小型机器人　必须依附大型船只，且必须人工操　想着未来机器人的样子和功用。　美国麻省理工学院的研究人　作，这就增加了成本，也易受恶劣　Ｊａｍｉｅ　Ｍａｒｔｉｎ把人工智能作为切人点，　员开发出了一种名为“海洋蜂群　天气的影响；但对“海洋蜂群”机　设计出了一款名为“ｃ。Ｒ．Ａ．Ｂ．”机器　（Ｓｅａｓｗａｒｍ）”的吸油装置，它由　器人来说，由于其传送带紧贴水面，　一人。“ｃ．Ｒ．Ａ．Ｂ．”为一款全　组小型机器人组成，这些机器人　机器人不可能“翻船”，因此遇到　地形（ａｌｌ—ｔｅｒｒａｉｎ）机器人，几乎　可以评估海洋浮油的状况，并立刻　极端恶劣天气也不怕，因此，　“海　可以承担起所有的警务或者军事　展开清理工作，比起石油回收船等　洋蜂群”机器人在清理泄漏的原油　任务　设备，其成本更低，效率更高。　时会更便宜、更快速且更有效。　９　机械工程师２０１０年第１　１期　专题策　Ｈ　禳点　ＳＰＥＣｌＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮＩＮＧ　据估计，今年４月发生的墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台漏油灾难中，大约有５００万桶原油泄漏　约有８００艘回收船被派去执行清理漏油的任务。而如果选择这种“海洋蜂群”机器人，只需５０００个至　就足以在两个月内清理完浮油，成本可能不到两亿美元。　拜德曼强调说，他们研发的吸油机器人在石油大范围铺散的情况下（正如此次的墨西哥湾漏油事件　未来一年，他们还将继续完善“海洋蜂群”机器人。　３军用机器人　１９６６年，美国海军使用机器人“科沃”，潜至７５０米深的海底。成功地打捞起一枚失落的氢弹。这一　的事件，使人们第一次看到了机器人潜在的军事使用价值。之后，美、苏等国又先后研制出“军用航天机崧　险环境工作机器人”、　“无人驾驶侦察机”等。直到今天，各国对于机器人的军事应用都非常重视并投／　研发更先进适用的智能机器人军用装备，可以说，它们集合了各领域的最先进的技术经验，代表着机器　的最高水准．因此笔者将其从特种机器人　列出，介绍几种最新的军事领域的机器人，　四足机器人　图中这个形似机械狗的四足机器人被　狗”（Ｂｉｇｄｏｇ），由波士顿动力学工程公　Ｄｙｎａｍｉｃｓ）专门为美国研究设计。Ｂ　由美国国防部高级研究计划署（ＤＡＲＰＡ）　构希望ＢｉｇＤｏｇ可以在那些军车难以出入自　助士兵一臂之力。ＢｉｇＤｏｇ能够在战场上　要的作用：在交通不便的地区为士兵运王　物和其他物品。它不但能够行走和奔跑，　跨越一定高度的障碍物。该机器人的动　带有液压系统的汽油发动机。　ＢｉｇＤｏｇ自重约７５公斤，长度为ｌ：　米，　ＢｉｇＤｏｇ的内力传感器可探测到地　据情况做出调整。而当它被外力攻击　的主动平衡性使其可以保持稳定。这利　过四条腿维　持，每条腿　有三个靠传　动装置提供　动力的关节，　并有一个“弹　性”关节。　这些关节由　一个机载计　算机处理器　控制。　ＢｉｇＤｏｇ可以攀越３５度的斜坡，　可达到６．４公里／小时。液压装置由　发动机驱动。它可以承载ｌ　５０多公斤　ＢｉｇＤｏｇ还可以自行沿着简单的路线行　远程控制。　笔者在查阅相关资料时看到了ＢｉｇＤｏ　料，其负重能力、平衡能力、行走速度、　攻击的平衡能力等非常出众，唯一的不　运动的声音比较大。　１　０　机械工程师２０１０年笫１１期　榍点　专题策捌　ＳＰＥＣＩＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮｌＮＧ　人的机器人。　远程控制飞虫　远程控制的甲虫、蜜蜂等正在　被计划应用于军事用途。在美国国　防部的支持下，一些科学家们正在　利用飞蛾进行试验。此前，佐治亚　理工学院的科学家已经弄清楚如何　使它们活更长时间。在幼虫期，微　足机器人　机电系统，加上麦克风和传感器都　助前线十兵发现和拆除危险的爆炸　；美国媒体报道，曾研制出大　被植入飞蛾的大脑。在幼虫生长过　装置。　人的波士顿动力公司（Ｂｏｓｔｏｎ　程中，这些植入物与不断生长的昆　“Ｄｒａｇｏｎ　Ｒｕｎｎｅｒ”适用于各种　ｌｉｅｓ）近日义有新发明，他们　虫身体组织融合在一起。通过远程　复杂地形，还能爬楼梯和开门，其　一种像真人一样四处活动的　控制，这些飞蛾可以在许多人类难　上安装有４个照相机，每个照相机　双足机器人ＰｅｔＭａｎ。该　以到达的区域执行多种任务，如秘　拍摄的图片可以在不同的屏幕上显　：在制造Ｐｅｔｍａｎ的原型，来检　密间谍、生化威胁探测器等。　现，然后组成一个立体图。这种机　服的性能。ＰｅｔＭａｎ也是类似　机器人外骨骼　器人可以探测周　可疑目标，可以　的基于神经系统的控制、动　可穿戴的机器人服装将能够帮　搬起５公斤重的物体。它还能发出　盱行走，从姿态和设计可以看　助提高战斗力和忍耐力。美　微量电流，阻断可疑装置。　Ｍａｎ的发展潜力是最大的，不　国雷神公司最新研制的“Ｒａｙｔｈｅｏｎ　侦察机器人　Ｚ用剑民用或者战争。　Ｓａｒｃｏｓ”模型拥有爪状手部。美国士　２０１０年４月２８日，日本千叶　ｅｔｍａｎ是美军仿人机器人中的佼　兵穿戴这种装备后，他们的力气和　工业大学发表公报，陔校未来机器　它的职能是为美军实验防护服　忍耐力将比正常情况下提高２０倍。　人技术研究巾心研制　一款侦察机　ｊ先前机器人不同的是它无需外　对于洛克希德一马丁公司的ＨＵＬＣ　器人“Ｑｕｉｎｃｅ”，可用于环境侦测、　就能站立、行走，因为他有“双　模型，穿戴者可以轻易携带２００磅　军事侦查和救灾，比如在地震后倒　芰士顿动力公司承诺说“Ｐｅｔｍａｎ　平衡，灵活行动。行走、匍匐，　Ｚ对有毒物质的一系列动作对它　不成问题。它还能自身的　湿度和排汗量来模拟人类生理　ｊ自我保护功能，从而达到最佳　ｅ效果。”　］大狗机器人一样，Ｐｅｔｍａｎ即　０冲撞也能保持直立。Ｐｅｔｍａｎ　生速度能达到每小时３．２英里　塌的高楼和ｍ人口被封堵的地下街　里），几乎和有ｍ有肉的真人　（约合９ｌ公斤）重的物体，而且能　内开展救援活动等。　Ｐｅｔｍａｎ是许多机器人制造公　以更小的能量消耗完成更繁重的任　“Ｑｕｉｎｃｅ”机器人长１０８厘米，　］打造的双足仿真机器人之一，　务。目前，美国陆军士兵系统中心　重２６公斤，拥有４根带有轮子的机　兰今还没有研制出非常接近真　正在对机器人外骨骼进行军事试验。　械臂，依靠橡胶履带，它能够登上　排爆机器人　瓦砾堆并通过狭小缝隙，到达人们　英国国防部（ＵＫ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　无法到达的区域。而且“Ｑｕｉｎｃｅ”　Ｄｅｆｅｎｃｅ）日前与英国ＱｉｎｅｔｉＱ公司　防水防尘，从两米高的地方跌落也　签署１２００万英镑合同，购买了１００　不会损坏；借助红外线摄像机，它　多台“Ｄｒａｇｏｎ　Ｒｕｎｎｅｒ”小型军用机　可以在黑暗中前行；在用于军事和　器人，部署到阿富汗Ｈｅｌｍａｎｄ省。　反恐时，它还可搭载能够检测有毒　“Ｄｒａｇｏｎ　Ｒｕｎｎｅｒ＂机器人高２３厘米，　气体和放射性物质的装置。　重７公斤，行进时速８公里／小时，　恐怖外形化学机器人　可以被放在背包中随身携带，以帮　美国ｉＲｏｂｏｔ公司的化学机器人　机械工程师２０１０年第１　１期ｌ　１　１　专题策ｊＩ｝曹｝穰点　ＳＰＥＣＩＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮＩＮＧ　　ＣｈｅｍＢｏｔ，整体了机器人的传　２０余个机器人产业化基地。球海洋平均深度３６８２米，创造了水　统形象。ＣｈｅｍＢｏｔ整体外形就像一　　但是，同世界机器人技术发达　下和海底作业９小时零３分的记录，个不规则的球，靠改变其外形进行　国家相比，我国的工业机器人领域　验证了“蛟龙号”载人潜水器在　移动。其设计过程中利用了“堵塞　的技术与应用尚处丁追赶和扩大应　３０００米级水深的各项性能和功能指　（Ｊａｍｍｉｎｇ）”原理。堵塞（Ｊａｍｍｉｎｇ）　用范Ｉ书１的阶段，特种机器人方面，　标。本次海试成功实现了我国深海　是通过增加液体密度使液体变为同　我国的水下机器人技术成就已占据　装备技术的跨越式发展，标志着我　体状态的物理过程。　国际先进行列，其他特种机器人的　国继美、法、俄、日之后成为第五　　化学机器人ＣｈｅｍＢｏｔ的超弹性　研究也出现了不少新的成果。个掌握３５００米以上大深度载人深潜　技术的国家。在短短ｌ１个月内，我　外表皮肤由许多细胞形状的小室构　成。细胞小室内充满着空气和捆绑　１水下机器人领域　１９９７年６月１８日，我国６０００　国载人深潜试验完成了从零到３７００　　米水深的重大跨越。海上试验充分　在一起的松散固体颗粒。当排空空　米无缆水下机器人试验应用成功，气时，ＣｈｅｍＢｏｔ的超弹性外表皮肽　标志着我国水下机器人技术已达到　验证了潜水器的功能和各项技术指　会在压力下自动收缩，固体颗粒经　世界先进水平，我国成为世界上少　标，达到了发现问题、解决问题，　分散后充满整个细胞小室。导致细　数具有深海探测能力的国家之一，　锻炼队伍、积累经验的目的，为资　胞小室固体化。ＣｈｅｍＢｏ／的超弹性　为我国新世纪开发海洋资源赢得丁　源调查和科学研究的实际应用和更　外表皮肤里面是不可压缩流体和一　主动权。　个改变ＣｈｅｍＢｏｔ体积的触发器。在　平常状态下，ＣｈｅｍＢｏｔ的超弹性外　一大深度的试验奠定了坚实基础。　近日，在北纬８７度附近北冰洋　“蛟龙号”载人深潜器是现代　块大面积海冰上，中国第四次北　高新技术的综合集成，其设计最大　表皮肤的各细胞小室会充满气休，　的整体外形。　极科考队建立ｒ“长期冰站”。我　极ＡＲＶ”从一个狭小的冰洞里，潜　引起ＣｈｅｍＢｏｔ膨胀，改变ＣｈｅｍＢｏｔ　国自主研制的智能水下机器人“北　化学机器人ＣｈｅｍＢｏｔｈ是美国国　入了这块大面积海冰的底部，　完成了各项冰下调查１：作，并成功　实现ｒ冰下自主导航和自动航行，　刷新了中国水下机器人在高纬度的　作业记录。　２０ｌ０年５月３１日一７月１８日，　“蛟龙号”载人潜水器在中国南海　３０００米级海上试验中取得巨大成　功，共完成１７次下潜，其中７次穿　防部高级研究计划局和陆军研究院　越２０００米深度，４次突破３０００米，　投资３３０万美元委托给ｉＲｏｂｏｔ公司　最大下潜深度达到３７５９米，超过全　研发出的成果。　四、我国机器人技术的研究进展　我国的机器人技术研究始于　１９７０年代初期，当时上海汽车配件　二厂研制的汽车灯壳冲压机械手、　天津锻压机械厂研制的锻件上下料　机械手，应该是我国最早的一批工　业机器人。随着工业机器人被列入　了国家“七五”科技攻关计划，特　别是国家“８６３”　‘划支持下，我国　工业机器人取得Ｊ，较快发展，具有　自主知识产权的点焊、弧焊、装配、　喷漆、切割、搬运、包装码垛等］　业机器人产品相继问世，还实施了　１００多项机器人应用工程、建立‘ｒ　１　２÷　机械工程师２０１０年第１１期　硼点　专题策期　ＳＰＥＣｌＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮｌＮＧ　下潜深度为７０００米，工作范围可以　覆盖全球海洋区域的９９．８％，代表　２其他特种机器人　水陆两栖蛇形机器人　国产机器人时代。图为医生在演示　“机器人”的工作状态。　旋翼无人机　着深海高技术领域的最前沿。　近日，由沈阳自动化所机器人　在国家海洋局组织领导下，中　学国家重点实验室承担的国家８６３　２０１０年７月１６　Ｈ，大连新港发　　生输线爆炸，经与海事、中石　国大洋协会作为业主具体负责项目　课题“水陆两栖蛇形机器人的研究”的组织实施，并会同中船重工集团　通过了国家科技部高技术中心专家　油等相关部门协商，中科院沈阳自　公司７０２所、中科院沈阳自动化所、　组的验收。　动化研究所研制的旋翼无人机于７　声学所等国内约１００家科研机构和　“水陆两柄蛇形机器人的研究”　月２０日紧急赶赴大连相关海域，与　企业联合攻关，攻克了我国在深海　课题在蛇形机构、运动步态、系统　青岛欧森海事联合开展海面溢油监　技术领域的一系列技术难关，对于　集成技术等方面取得了一系列研究　测及处置１一作。这是国内首次将旋　引进的技术和需要国外加工的部件　翼无人机引入到溢油应急处理工作　在消化吸收的基础上，开展了大量　中，也是该旋翼无人机首次在实际　的自主研发工作，经过６年努力完　灾害应急工作中发挥作用。　成了载人潜水器本体研制，完成了　在持续几日的丁作中，旋翼无　水面支持系统研制和试验母船改造，　人机分别搭载溢油探测载荷及低空　完成了潜航员选拔和培训，具备了　可控喷洒载荷完成ｒ溢油附近海域　开展海上试验的技术条件。　的低空飞行探测及作业，提供了海　基于水下机器人技术的雄厚基　面油污数据并协助相关部门有效清　础，沈阳自动化所水下机器人研究　除海面油污，最大限度地减小损失。　室承担的“水下滑翔测量系统”和“自　在溢油监测作业中，旋翼无人　治水下机器人一机械手系统协　机弥补了卫星遥感分辨率以及有人　制关键技术研究”两项课题，也于　成果，研制出了具有自主知识产权　驾驶飞机无法在夜间及恶劣天气飞　近日顺利通过了８６３计划海洋技术　的水陆两栖蛇形机器人样机。该样　行的不足，除了安排正常气象条件　领域组织的专家验收。　机既可在陆地上进行　维运动（蜿　下的实时监测保障任务，还在夜间　“水下滑翔测量系统”课题在　蜒、侧向、伸缩、翻滚），也可在　小雨以及能见度小于２米的大雾天　总体集成、载体外形优化设计、低　水中进行三维游动（前进、后退、　气安排了多个航次的飞行，通过红　功耗控制、海上远距离通信、海　转弯、下沉、上浮），为面向应用　外及其他光谱信息尝试对溢油进行　洋环境参数采样等技术方面都取　的水陆两柄蛇形机器人作业系统提　全天候监测，取得了良好效果。　得了突破，研制成功了具有自主知　供了理论基础和技术储备。　消油剂喷洒作业是海面溢油处　识产权的水下滑翔测量系统样机。　医疗机器人　理的重要手段，然而过量喷洒或用　在实际海上环境条件下，验证了样　机的综合性能和环境参数采样功　能。水下滑翔测量系统样机的研制　成功，为我国海洋环境观测技术　提供了一种有效的水下观测平台，　有助于提高我国海洋环境观测水　平和能力。　“自治水下机器人一机械手系　统协凋控制关键技术研究”在轻型　水下电动机械手研制、水下机器人　２０１０年７月１　１日，由第ｉ军医　量过少将带来环境污染及使用无　一机械手系统运动规划、协制　大学新桥医院与中科院沈阳自动化　效的不良后果。通过旋翼无人机进　及水下目标信息提取方面进行了深　研究所联合研发的、具有完全自主　行低空可控喷洒作业不仅可以将　入研究和试验。在水下电动机械手　知识产权的脊柱微创手术机器人在　先前溢油监测数据作为喷洒量控　研制和水下机器人自主抓取作业技　新桥医院投入前期临床试验。据悉，　制依据，还可实现对喷洒Ⅸ域进行　术方面取得＿ｒ创新性成果，为后续　这是世界首台专门用于脊柱微创手　精准控制，最大限度地提高效率且　水下机器人自主作业技术研究和应　术的机器人系统，同时标志着我国　减少环境污染。旋翼无人机发挥了　用提供ｒ良好的基础。　临床脊柱微创手术即将步入全新的　其小巧灵活的特点，弥补了大型消　机械工程师２０１０年第１　１期一１　３　蚕题策｜Ｉ孽　钡点　；ＰＥＣＩＡＬ　ＳＵＢＪＥＣＴ　ＰＬＡＮＮＩＮＧ　剂喷洒设备的不足，完成了其　法到达的近港区海域近二十万　米区域的消油喷洒作业，达到　预期效果。　排爆机器人　２０１０年６月１日，由上海未　伙伴机器人有限公司（ｘＰａｒｔｎｅｒ）　制的排爆机器人一一龙卫　ＤｒａｇｏｎＧｕａｒｃｌ　Ｘ５系列（简称　—Ｘ５），成功交付江苏省苏　市特警支队。龙卫士　－ａｎｇｏｎＧｕａｒｄ　Ｘ５系列单兵反恐机　人广泛用于爆炸物处理、侦察、　种作业等反恐领域，适应全天　、全地形，展开迅速，操作简易，　龙卫士ｆＲ）Ｄｒａｇ０ｎＧｕａｒｄ（Ｒ）ｘ５　合性能指标全球领先。　列（简称ＤＧ—Ｘ５）单兵反恐机　人是ＤｒａｇｏｎＧｕａｒｄ（Ｒ）ｘ３的升级　展版，系统采用模块化结构设汁，　市场上同类产品相比具有更强的　坡、越障能力，更长的续航能力、　远的有效通讯距离，更短的维护Ｎ？ｆｕ］，能抓取更重的重物（手臂全伸展状态下能抓取重物在５Ｋｇ以上），适应　天候、全地形的作战条件（无沦草地、沙地、雪地、楼梯等都能运动自如），整机性能全球领先，改进后的　Ｕ控制器人性化设计，操作方便，ＤＧ—Ｘ５能广泛应用于排爆、侦察等反恐领域干ｌｌ其它高危环境．　救援机器人　由中科院沈阳自动化研究所机器人学同家重点实验室研制的空中搜索探测机器人、废墟洞穴搜救可变形机器　人、废墟表面搜救机器人，在位于北京西郊凤凰岭的国家地震紧急救　援训练基地完成了综合调试演练，并达到了预期性能指标。　演练ｒｒＩ，空巾搜索探测机器人进行了昼间低空灾情侦察、夜间被　困人员搜索、投放救灾物资、喷洒防疫药品等功能的演示。废墟洞穴　搜救可变形机器人进行了地震灾后幸存者搜索与辅助救援应用演示。　废墟表面搜救机器人对假设的内部情况不明的危险区域进行侦测。通　过音频、视频、有害气体探测等多种技术手段实现对生命迹象和废墟　内部威胁进行判断。　五、结束语　【口】颐机器人技术的发展历程，放眼围内外机器人技术的最新发展，　让人心潮澎湃，机器人领域的每一项创新似乎都代表着多种高科技相结　合的性突破。未来的该领域全球性竞争将会取决于机器人技术的普　及和产业化发展情况。教育部门开展的各类机器赛吸引了无数大中　小学生的广　泛参与，形成了强大坚文的“群众基础”，成为中国机器人　未来产业的主力军。国内诸多机床及数控系统生产企业也纷纷涉足机器　人领域，产业化路线图始于自己的生产线，　人　成本的不断上升和高　质量高效率的生产要求也为工业机器人的产业化提供了发展的土壤。与　此同时，制约中国机器人技术发展的伺服电机、ＲＶ减速器、控制器等　基础部件的关键技术也将被列入国家十二五发展规划……　中国机器人技术与市场的发展必将吸引全世界的目光。【目　机械工程师２０１０年第１１期