机器人技术与机器人：定义、类型及应用

2021年8月10日, 08:00

机器人技术是科学与技术交叉的领域，其成果是被称为机器人的机器。它们替代或模仿人类的动作。流行文化中一直少不了机器人，比如R2-D2、擎天柱、瓦力。它们的概念通常看起来不切实际，但可能比我们想象的更有远见。得益于新的智能和机械能力，人类未来很可能也能创造出属于自己的R2-D2。

什么是机器人？

机器人是机器人技术领域的产物，即能够协助人类并模仿人类动作的可编程机器。

最初，机器人是为执行单调任务而制造的（例如在传送带上组装汽车），但此后它们的应用范围不断扩大。

如今，机器人可以执行灭火、清洁房屋以及在复杂情况下提供帮助等任务。每个机器人都有各自的自主程度：从由人类控制的机器人（它们执行完全受控的任务），到完全自主的机器（它们在没有外部影响的情况下执行任务）。

随着技术发展，被视为机器人技术的范围也在扩大。2005年，90%的机器人用于组装汽车。这类机器人主要由机械臂组成，负责焊接或拧紧汽车的特定部件。

如今，机器人技术的定义已经扩展，包括开发、制造和使用用于探索地球环境的机器人、协助执法机构的机器人，以及应用于医疗保健各个方面的机器人。

尽管机器人领域不断扩展，机器人仍保有一些不变的特征：

所有机器人都由某种机械结构组成。正是机械部分帮助它们在所设计的环境中完成任务。例如，Mars 2020火星车的车轮由钛管制成，帮助它在“红色星球”的恶劣条件下稳定行驶。
机器人需要电子元件来控制机械装置并驱动其运行。大多数机器都需要电流来供电。
机器人包含一定水平的计算机编程。如果没有指示其做什么的代码，机器人只是一个简单机械装置的组成部分。借助程序，它们知道何时以及如何执行任务。

人工智能和软件仍在不断发展。得益于这些领域的进步，机器人在不久的将来将变得更加智能和节能。它们还将继续成为智能工厂的核心，承担更复杂的任务，并协助保障全球供应链的安全。机器人产业仍处于初期阶段，但已经展现出科幻小说只能梦想的巨大成就。

机械机器人的形状和尺寸各异，以便高效完成其设计用途。总体而言，所有机器人在结构、功能和自主程度上都有所不同，从长0.2毫米的RoboBee到长200米的机器人船Vindskip。它们被制造出来，用于完成人类能力无法实现的任务。机器人共分五类：

预编程机器人。它们在受控环境中工作，执行简单的单调任务。例如，汽车装配线上的机械臂只执行一种功能，比如焊接车门、将特定零件装入发动机等。这类机器人的任务是比人类更快、更高效地完成该功能。
人形机器人。它们再现和/或模仿人类的行为。这类机器人通常执行类似人类的动作（跑步、跳跃、搬运物品）。有时它们甚至有人类的面孔。最著名的人形机器人例子是Hanson Robotics公司的Sophia和Boston Dynamics公司的Atlas。
自主机器人。它们独立于人类操作员工作，通常用于在无需人类持续监控的开放环境中执行任务。这些独特的机器利用传感器感知周围的世界，并借助决策结构来决定下一步的最优动作。例如，Roomba扫地机器人利用传感器在家中自由移动。
远程操控机器人。这是半自主机器人，人类可以通过无线网络在远处操控它们。它们通常在极端的地理或气候条件下工作。例如，在石油泄漏期间，人类操控的潜水器被用于修复海底管道的泄漏。
辅助机器人。它们要么提升人类现有的能力，要么替代丧失的能力。这一领域发展迅速，未来的机器人可能改变人类本身的定义，使人类变得更快、更强。这类现代设备的例子包括机器人假肢或用于搬运重物的外骨骼。