PDF《特种机器 人 的基础 科学问题 和发展战略思考》

4 ) 医 用机 器人 : 医 疗机器 人是越 来越受 到关 注 的机 器人应用 前沿方 向之一 , 包括外 科 手术 机器人 、 生物体 内诊疗微 机 器人 系统 ;

眼科及神经显微 外科 手术 机器人 ;

胸脏器 官、泌尿系统及 脑外科 手术机 器 人等 . 目前 机器人辅 助外科 手术及 虚拟 医 疗手术仿 真 系统为研 究重点 〔'

O J . (

5 ) 微机器 人:近年 来世界 各发 达国 家 在微机 电系统的研究 开发方 面取得 了令人 瞩 目的成果 . 专家 们 预测

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1 0 年微机器人 的销 售额将达到20

0 亿美元t 〕.(6)农业 机器 人:包括耕 作 机器 人、农药喷洒 机器人、收获及 管理 机 器人 、 搬运机器人 、 剪羊毛机 器人、挤牛奶 机器人 和 草坪修 剪机 器人等 . (

7 ) 军用 机器人 : 主要用 于 侦察 、 作战、保安 和排 雷 等方 面.(8)服务机器人 : 主要 用于家庭 生活类 服 务及公 共 场所 类 服务 , 如 老年 人护 理、残疾 人、护理、导盲 、 导购 和导游 等方面用机 器人 [ `

2 〕 . (

9 ) 核 工业用 机器人 : 主要用 于核 工 业设 备的监 测 与维修 . (

1 0 )娱 乐机器人 : 娱乐、玩具 机器人 在本 世纪 会 形成 巨大的产业 [ 〕 . 现在 国外 已 开发 出采 矿 机器 人、坑道 水 泥喷 涂机器人 、 高层 建筑 清扫机器 人、爬壁 检测及 喷漆 机器 人、管内爬 行机器 人、管外 爬行机器人 、 生物医学 用微型机 器人 、 农业及林业 用 机器 人、核工业 机器人、深海 机器人 、 空 间机 器人和军 用 机器 人等.生产 特 种机器 人 的公 司 的数 量迅 速增加,特种 机 器人 产业 已在 国外形 成,并对社 会 与生 产力的发 展 发挥 了重 大 的推动作 用.我国在

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3 计划支持下,在水下 机器人、服务机器人 、 微操 作机器人 、 爬壁 机器人 、 管道机 器人 、 军第5期工树国等 : 特种机器人的 基础科 学 问题和 发展战略思考271用机器 人、仿人 机 器人 和智能化智 能机械等方 面开展研究 , 培养了队伍 , 取得了一 批研究成果 , 在某些技术 方面达 到 了国际先进 水平 . 但从 总体 上与 国际发达 国家相 比还有 较大差 距,没有形 成规模 产业 , 自 主知识 产权 的成 果相 对较少,对特种 机器人基本 科学问题 和技术研究 不足 , 跟踪 研究 多,自主创新 少.3特种机器人的共性技术与基 本科 学 问题

3 .

1 特 种机器 人的 共性技 术 特种 机器 人大都工 作 在非 结构 性环境中,在现在及 可以预见 的将来 , 人 机遥 控加 上局部 自治 , 仍将 是一 种 主要 的控 制方式 . 操作 者和机器人 可 能在 同 一环境 中,也可能 分布在 两处 . 分 布在两 处时 , 其联系的通 信 时间 , 在空间及 海 中可能 长达分 的数量 级,而其工 作环境 , 在 大多 数 的情 形下又是未 知的.感知、规划、行动和交互技术是特种机器人的共性技术:(l)遥控及 监控 技术 〔'

4 J 机器人高水 平 的半 自治功 能;

多机器 人和操作者之 间的协调 控制 ;

通过网络 建 立大 范围内的机 器 人遥控 系统 ;

对有 时延 的环境 , 克服 时延所 造成 的控 制上 的困难 ;

通过事先 对可能出现的情 况 及对 策的详细研 究,进行局 部 自治 控制 等.(2)人机接 口['

5〕近几 年来 , 在包括虚 拟 环境 的人 机接 口 方面 的 研究工作 非常 活跃 , 开发 出各式各 样 的输 人和输出装置 , 如 三维 鼠标 、 数据手套 、 快 门眼镜 、 头盔 等,各种具有更 好性 能 的临 场感 方法相继被提 出来 , 如具有类似人 的大 小的手、臂和双眼视觉系统 等.利用临境技术 建立 机器 人 工作 环境,让操作者身临 其境的进行 操作 . 目前在 利用 多种传 感器 的实 时信息 动态实时地 建立 环境模 型方面,有很 多 问题有待 研究 . (