時(shí)間:2022-02-12 02:31:00
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文章簡要介紹了智能機(jī)器人的發(fā)展情況,以及未來的發(fā)展趨勢,詳細(xì)闡述了智能機(jī)器人所涉及到的關(guān)鍵技術(shù),最后辯證討論了智能機(jī)器人所帶的利處與弊端。智能機(jī)器人是一種具備大量內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器的機(jī)器,包含視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多種信息傳感器,除具有這些傳感器之外,還有效應(yīng)器,能夠作用于周圍環(huán)境。當(dāng)前的智能機(jī)器人已經(jīng)可以理解人類的語音信息,甚至能夠直接進(jìn)行人機(jī)交互。
此外,它能根據(jù)出現(xiàn)的情況,調(diào)整自己的動(dòng)作以達(dá)到操作者所提出的全部要求,能擬定所希望的動(dòng)作,并在信息不充分的情況和環(huán)境迅速變化時(shí)都能完成這些動(dòng)作。例如,小米智能家居中的設(shè)備可以通過人體傳感器,多功能網(wǎng)關(guān)、門窗傳感器等多種智能玩法使人們生活更加舒適便利。
1智能機(jī)器人的發(fā)展
1.1機(jī)器人的發(fā)展歷史
機(jī)器人這個(gè)詞最早起源于科幻小說中,第一臺(tái)可編程機(jī)器人由美國人喬治德沃爾于1954年制造出來,隨后注冊了專利。隨后很長的一段時(shí)間里,由于人類生活水平的提升,對生產(chǎn)力的需求也越來越高,普通的人工生產(chǎn)方式早已無法滿足要求,因此在部分生產(chǎn)過車中以機(jī)器人代替人類勞作,大大緩解了這樣的狀況。前期的機(jī)器人主要是出現(xiàn)在工業(yè)場景中,近些年來,機(jī)器人逐步活躍起來,在農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療娛樂等很多商業(yè)都能夠看到機(jī)器人的聲音,機(jī)器人已經(jīng)成為我們生活中的重要環(huán)節(jié)。
1.2智能機(jī)器人的發(fā)展趨勢
未來,智能機(jī)器人的發(fā)展將會(huì)更加積極,首先會(huì)有更加明朗的政策支持,例如在《中國制造2025》中就提出了要大力發(fā)展智能化機(jī)器人的要求,相信隨后的機(jī)器人市場將持續(xù)增長。2015年世界機(jī)器人會(huì)上,我國總理指出智能機(jī)器人是現(xiàn)代高科技技術(shù)及高端制造產(chǎn)業(yè)衡量標(biāo)志之一。在技術(shù)方面,隨著感知認(rèn)知技術(shù),機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),云計(jì)算,大數(shù)據(jù)技術(shù)等大量智能化技術(shù)的不斷成熟,都將促進(jìn)智能機(jī)器人的發(fā)展。最重要的是,以智能制造為技術(shù)背景的時(shí)代已經(jīng)到來,機(jī)器人的智能化程度越來越高,這就需要更多的“智造人才”參與其中,而目前關(guān)于智能機(jī)器人相關(guān)人才的培養(yǎng)早已形成,未來的幾年內(nèi),依靠這些人才作為核心競爭力的智能機(jī)器人市場必將迎來快速發(fā)展。
2智能機(jī)器人的技術(shù)原理
2.1運(yùn)用傳感技術(shù)
機(jī)器人一般通過各種傳感器獲得外界信息,傳感是實(shí)時(shí)檢測機(jī)器人的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)、工作情況,以及外界工作環(huán)境信息,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。智能機(jī)器人和普通的機(jī)器人相比,除了能夠根據(jù)已知的輸入指令來執(zhí)行動(dòng)作,也可以根據(jù)周圍環(huán)境的變化執(zhí)行具體行為,正是因?yàn)橹悄軝C(jī)器人配備了豐富的傳感器設(shè)備,才讓上述情況變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。傳感器技術(shù)本身已經(jīng)相對成熟,也應(yīng)用在多種情況下,但是對于智能機(jī)器人所配備的傳感器而言,需要具備一定的精度和實(shí)效性以滿足機(jī)器人在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的實(shí)際要求。傳感器能夠?qū)h(huán)境中的各類非電信息,例如光信息、距離信息、聲音信息等轉(zhuǎn)化成智能機(jī)器人可以識(shí)別的電信號,這就讓其具備了能夠感知周圍環(huán)境的能力。在實(shí)際場景中,智能機(jī)器人也是憑借傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)、避障、調(diào)節(jié)環(huán)境等,特別的,對于一些對周圍環(huán)境變化要求較高的場合下,例如芯片制造,利用高精度的傳感器就可以讓機(jī)器人能夠更好的完成任務(wù)。
2.2運(yùn)用語音識(shí)別技術(shù)
智能人機(jī)接口系統(tǒng)主要包含:自然語言人機(jī)對話,基于聲、文、圖形及圖像等多媒體的人機(jī)交流,基于腦電波等生理信號的人機(jī)交流。當(dāng)機(jī)器人具備傳感器后,就能夠與周圍環(huán)境的信息進(jìn)行交互,但在更多環(huán)境下,我們需要智能機(jī)器人可以和操作者進(jìn)行有效的交互,其中語音識(shí)別即是最有效,最常見的形式。作為操作者,我們希望僅僅依靠發(fā)出聲音就能夠?qū)C(jī)器人進(jìn)行操作,在這個(gè)環(huán)節(jié)中,就是智能機(jī)器人的語音識(shí)別環(huán)節(jié)。對于語音識(shí)別技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程,首先需要智能機(jī)器人的語音采集器盡可能準(zhǔn)確地收集到外界環(huán)境中的語音信息,包括人的指令或者其他設(shè)備發(fā)出的聲音等,隨后,對采集到的信息進(jìn)行具體的處理,包括:將聲音信號轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的電信號,再將電信號轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的數(shù)字序列,目前已經(jīng)可以利用人工智能技術(shù)分析出這些數(shù)字序列具體對應(yīng)的語音內(nèi)容,再通過完善的語音庫確定語音內(nèi)容的具體含義,最后就是根據(jù)這些含義進(jìn)行實(shí)際的操作。目前,智能機(jī)器人的語音識(shí)別技術(shù)已大量應(yīng)用于商業(yè)環(huán)節(jié),可以極大地提高生產(chǎn)生活效率,降低人力成本。
2.3運(yùn)用圖像識(shí)別技術(shù)
當(dāng)智能機(jī)器人具備”聽覺”屬性后,自然也少不了“視覺”屬性,在多數(shù)場景下,智能機(jī)器人的視覺識(shí)別能力比聽覺識(shí)別能力應(yīng)用得更加廣泛,也相對更叫高效。對于機(jī)器而言,圖像信息能夠提供的信息量也是最為豐富的,利用機(jī)器視覺技術(shù),可以讓智能機(jī)器人更好的服務(wù)于人類。智能機(jī)器人的圖像識(shí)別技術(shù)包含以下幾個(gè)步驟,首先是采集圖像或者視頻流中的圖像幀,直接作為輸入信息,傳遞給智能機(jī)器人。隨后智能機(jī)器人將提取視頻信息中的相關(guān)特征,根據(jù)相關(guān)特征確定圖像所包含的信息,對于不同的使用場景,所需要提取的信息也不同,例如在避免碰撞時(shí),會(huì)提取物體的邊緣信息;在進(jìn)行身份識(shí)別時(shí),會(huì)提取待識(shí)別對象的人臉信息等,這些功能的實(shí)現(xiàn)也都是依托于目前相對成熟的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。智能機(jī)器人的圖像識(shí)別計(jì)算讓機(jī)器有了“眼睛”去觀察真正的世界。
3智能機(jī)器人的利弊分析
3.1智能機(jī)器人的利處
智能機(jī)器人的出現(xiàn)可以給人們的生活帶來極大的改變,除了那些千篇一律,枯燥的工作可以由機(jī)器人代替,目前隨著機(jī)器人智能化的不斷提高,很多根據(jù)挑戰(zhàn)性的工作也可以由他們代勞,這樣就可以在生活的方方面面都可以便利人們的生活。此外,更加重要的是,在一些比較危險(xiǎn)的場合下,可以操作機(jī)器人或者讓智能機(jī)器人根據(jù)環(huán)境自主的進(jìn)行運(yùn)動(dòng),以代替人類執(zhí)行任務(wù),這樣就能夠避免人員危險(xiǎn),提高安全性。智能機(jī)器人的前期投入成本較高,但是隨著使用時(shí)間的不斷延長,成本便可以逐步攤平,以降低當(dāng)前過高的人力成本??梢哉f,智能機(jī)器人為我們生活不僅帶來效率上的提升,更重要的是質(zhì)的改變。
3.2智能機(jī)器人的弊端
智能機(jī)器人給我們的生活帶來極大利處的同時(shí),我們也不能忽視其帶來的部分挑戰(zhàn)。由于生產(chǎn)商通過收購競爭對手和專利保護(hù)等手段,使得智能機(jī)器人這一領(lǐng)域形成了暫時(shí)的壟斷,從而導(dǎo)致智能機(jī)器人購置費(fèi)用、成本以及維修費(fèi)用極其昂貴。另外,大量機(jī)器人投入市場后,勢必會(huì)取代大量的工作崗位,因此很多工作人員不可避免地需要面對失業(yè)問題。此外,智能機(jī)器人的大量使用也會(huì)降低人類本身的勞動(dòng)積極性,導(dǎo)致一些行業(yè)發(fā)展的停滯,以上這些也都是我們需要解決的挑戰(zhàn)。
4結(jié)論
智能機(jī)器人的出現(xiàn)已經(jīng)在很多方面對我們的生活帶來了很大的影響,相信隨著技術(shù)的不斷升級和產(chǎn)業(yè)變革,智能機(jī)器人將帶來翻天覆地的變化。智能機(jī)器人之所有能夠表現(xiàn)的那么智能化,還是取決于其自身的硬件組成和軟件設(shè)計(jì),這些技術(shù)的不斷積累也一定能夠促進(jìn)其高速發(fā)展。但是,不容忽視的是,智能機(jī)器人帶來便利的同時(shí),也帶來了很多挑戰(zhàn),如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)也是我們眼下及未來需要考慮的問題。
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級期刊
中南出版?zhèn)髅郊瘓F(tuán)股份有限公司主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級期刊
中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
西安電力電子技術(shù)研究所主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級期刊
吉林省科技廳主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級期刊
山東省工業(yè)和信息化廳主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
吉林省教育廳主辦
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