編者語：本文將通過研究機器人技術的現狀來窺探或展望機器人技術的未來。把具有代表性的機器人吊上解剖台並認真審視其“解剖結構”。我們可以把機器人的構件按照電子功能分為5大類：傳感器
、通訊部分、控製部分、執行器和電源。

   即(ji)使(shi)在(zai)目(mu)前(qian)嚴(yan)峻(jun)的(de)經(jing)濟(ji)形(xing)勢(shi)下(xia)，仍(reng)有(you)麵(mian)向(xiang)各(ge)個(ge)新(xin)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)不(bu)斷(duan)湧(yong)現(xian)出(chu)來(lai)。在(zai)製(zhi)造(zao)業(ye)方(fang)麵(mian)，盡(jin)管(guan)增(zeng)長(chang)速(su)度(du)受(shou)到(dao)資(zi)金(jin)的(de)限(xian)製(zhi)，機(ji)器(qi)人(ren)的(de)數(shu)量(liang)仍(reng)在(zai)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。另(ling)外(wai)，醫(yi)療(liao)、服務

、空(kong)間(jian)和(he)軍(jun)事(shi)領(ling)域(yu)等(deng)機(ji)器(qi)人(ren)市(shi)場(chang)也(ye)在(zai)增(zeng)長(chang)中(zhong)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，曾(zeng)經(jing)是(shi)科(ke)幻(huan)小(xiao)說(shuo)素(su)材(cai)的(de)消(xiao)費(fei)機(ji)器(qi)人(ren)時(shi)代(dai)已(yi)隨(sui)著(zhe)清(qing)掃(sao)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)出(chu)現(xian)而(er)到(dao)來(lai)並(bing)開(kai)始(shi)改(gai)變(bian)我(wo)們(men)的(de)日(ri)常(chang)家(jia)庭(ting)生(sheng)活(huo)。

　　目前的增長並非僅僅是短期的狂熱。許多枯燥、肮髒和危險的工作最終將由機器人來完成

，但技術將如何發展才能滿足這個未來需求呢
？

　　要使機器人真正成為我們生活中無處不在的東西
，必須在下列方麵取得技術進步：

　　●縮短實時係統響應的總時間(從傳感器到執行器)以增強機器人的性能；

　　●具有先進的人工智能以增強自主決策能力;

　　●傳感器和執行器更為小巧和輕便以減小機器人的體積並提高能效；

　　●具有能量監測和發電能力以延長自主工作時間。

　　我們可以通過研究機器人技術的現狀來窺探或展望機器人技術的未來。把具有代表性的機器人吊上解剖台並認真審視其“解剖結構”無疑是完成這個任務的好方法。

　　任何好醫生都知道解剖研究應從器官分類開始
，這裏，我們首先對機器人的“器官”進行分類。我們可以把機器人的構件按照電子功能分為5大類：傳感器
、通訊部分、控製部分
、執行器和電源。

　　傳感器

　　chucaozuochengxuzhiwai，jiqirendeshurujuedabufenlaizisuobaohandechuanganqi。jiuxiangwomenzijidewuguanyiyang
，chuanganqixiangjiqirentigongyouguanwaibushijiedexinxi。julilaishuo，zizhuxingzouxingjiqirenxuyaolejiezhouweihuanjingyibianzoudong，eryiganzhihuanjingxinxiweizhuyaomubiaodejiqirenxuyaobaxinxifankuigeiyuanchengcaozuoyuan(火星車是一個特別有名的例子)。無論哪種情況
，傳感器都是機器人解剖結構的重要組成部分。

　　人們已經為科學研究和工程實現設計出種類繁多的傳感器，許多傳感器可通過電子接口應用在機器人中。對機器人而言，CMOS成像器、紅外線測距儀
、壓力傳感器和加速度計是更為常見的傳感器。

　　在大量現有傳感器的基礎上，機器人傳感技術的未來將向更小、更輕
、性價比更高且更易於整合的方向發展。

　　通訊

　　duiyujiqireneryan，neibuhewaibutongxundoushizhiguanzhongyaode。neibutongxunzhijiejuedinglecaozuodeshishixing。yoururenleideshenjingxitong，neibutongxunbaxinxicongchuanganqikuisonggeichuliqihuojiqirendekongzhibufen。neibutongxinxieyidesuduzhijieyingxiangxitongdexiangyingsudu。

　　實(shi)時(shi)性(xing)並(bing)不(bu)是(shi)外(wai)部(bu)通(tong)訊(xun)的(de)一(yi)貫(guan)性(xing)要(yao)求(qiu)
，如(ru)下(xia)載(zai)程(cheng)序(xu)或(huo)數(shu)據(ju)文(wen)件(jian)就(jiu)不(bu)需(xu)要(yao)即(ji)時(shi)響(xiang)應(ying)。但(dan)在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，如(ru)在(zai)控(kong)製(zhi)遙(yao)控(kong)型(xing)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)運(yun)動(dong)時(shi)
，外(wai)部(bu)通(tong)訊(xun)的(de)實(shi)時(shi)性(xing)則(ze)具(ju)有(you)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，因(yin)為(wei)任(ren)何(he)拖(tuo)延(yan)都(dou)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)事(shi)故(gu)。

　　未來對機器人通訊的要求
，不論是內部通訊還是外部通訊
，都將歸結為“更快”。特別地，更寬的帶寬和為其它行業開發的高速協議將受到機器人設計者的歡迎並被加以利用。

　　控製

　　控製或處理節點是機器人係統的“腦”。對傳感器數據的處理能力將決定機器人實現先進工作方式的能力。

　　機ji器qi人ren領ling域yu不bu僅jin對dui處chu理li能neng力li有you更geng高gao的de需xu求qiu，某mou些xie控kong製zhi方fang麵mian的de功gong能neng對dui機ji器qi人ren也ye很hen重zhong要yao。由you於yu機ji器qi人ren需xu要yao移yi動dong，為wei使shi機ji器qi人ren及ji周zhou圍wei物wu件jian免mian遭zao破po壞huai
，機ji器qi人ren應ying具ju有you中zhong斷duan水shui平ping的de實shi時shi處chu理li能neng力li。在zai某mou些xie情qing況kuang下xia，碰peng撞zhuang檢jian測ce和he避bi障zhang處chu理li在zai靠kao近jin動dong作zuo機ji構gou但dan與yu主zhu控kong製zhi節jie點dian分fen離li的de處chu理li器qi中zhong完wan成cheng。這zhe種zhong類lei型xing的de外wai設she控kong製zhi可ke以yi分fen擔dan主zhu處chu理li器qi的de處chu理li負fu荷he並bing對dui刺ci激ji猶you如ru“潛意識”般地做出反應。

　　軟件正在成為機器人領域中最重大的研發領域。研究人工智能
，特別是神經網絡的目的是使計算機(因而機器人)能夠更好地自己學習如何來完成任務。對控製算法的改進也正在進行中。

　　在談到Mobile Robots公司工程人員的硬件/軟件比例時，該公司首席執行官Jeanne Dietsch說：“我們是一家軟件公司。”事實上
，Mobile Robots公司生產自己的硬件機器人平台
，而且是少數幾家這樣做的公司之一，但該公司的創新主要在軟件方麵。

　　在某種程度上
，機器人技術的進步類似於人類物種的進化。對生拇指和其它物理進步必須借助大腦功能的改進才會更好地發揮作用。

　　因而，控製和處理基礎設施的進步是機器人取得實質性進化的必要條件。

　　執行器

　　機ji器qi人ren係xi統tong區qu別bie於yu其qi它ta電dian子zi係xi統tong的de特te性xing之zhi一yi是shi移yi動dong。隻zhi有you具ju有you移yi動dong能neng力li的de係xi統tong才cai能neng歸gui類lei到dao機ji器qi人ren。要yao使shi機ji器qi人ren移yi動dong，就jiu必bi須xu為wei之zhi提ti供gong執zhi行xing器qi。最zui常chang見jian的de執zhi動dong器qi是shi電dian動dong機ji(直流、步進或伺服電機)，盡管也使用非電磁(如氣動和液壓)執行器。

　　電(dian)機(ji)技(ji)術(shu)的(de)創(chuang)新(xin)及(ji)更(geng)好(hao)的(de)材(cai)料(liao)和(he)更(geng)先(xian)進(jin)的(de)製(zhi)造(zao)能(neng)力(li)已(yi)逐(zhu)步(bu)減(jian)小(xiao)了(le)電(dian)機(ji)的(de)尺(chi)寸(cun)並(bing)提(ti)高(gao)了(le)電(dian)機(ji)的(de)效(xiao)率(lv)，但(dan)執(zhi)行(xing)器(qi)技(ji)術(shu)的(de)真(zhen)正(zheng)創(chuang)新(xin)將(jiang)來(lai)自(zi)其(qi)它(ta)領(ling)域(yu)，如(ru)可(ke)電(dian)彎(wan)曲(qu)的(de)合(he)金(jin)。這(zhe)些(xie)“納米肌肉”將改變機器人移動的方式，幫助機器人設計師模仿人類和動物的動作。這種合金很輕
，其機械性能與我們自己的肌肉相近。

　　總之，材料領域的研究將向我們提供響應速度更快、力量更大、重量更輕
、可充當為肌型執行器的合金。

　　電源

　　youyuyouxiandianyuanbushiyuzixingyidongdejiqiren，zaijiqirenzhongzuichangjiandedianyuanshidianchi。dandianchixianranshijiqirenchangqixianchangbushudexianzhiyinsu，erqie，rusuozhouzhi，yundonghuixiangduixiaohaogengduodenengliang。lingwai，dianchikenengyeshijiqirenxitongzhongzuidahezuizhongdeyigebufen，duiyuyaoqiutijixiaojidongxingqiangdejiqirenlaishuo，zhejianggeijixieshejidailaiwenti。

　　因而，機器人行業將會對電池技術的任何進步迅速加以利用。

　　在(zai)未(wei)來(lai)


，預(yu)計(ji)對(dui)自(zi)行(xing)發(fa)電(dian)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)會(hui)增(zeng)加(jia)。目(mu)前(qian)，已(yi)經(jing)出(chu)現(xian)了(le)利(li)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)和(he)其(qi)它(ta)能(neng)量(liang)收(shou)獲(huo)方(fang)法(fa)以(yi)增(zeng)加(jia)其(qi)能(neng)量(liang)供(gong)給(gei)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)。電(dian)源(yuan)領(ling)域(yu)最(zui)近(jin)的(de)創(chuang)新(xin)之(zhi)一(yi)是(shi)Robotic Technology公司的Eatr機器人(強動力自主戰術機器人)
，它可以收集和燃燒生物體來增加其能量供給。

　　未來

　　機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)還(hai)有(you)很(hen)多(duo)創(chuang)新(xin)有(you)待(dai)完(wan)成(cheng)。如(ru)果(guo)該(gai)技(ji)術(shu)繼(ji)續(xu)沿(yan)著(zhe)目(mu)前(qian)的(de)道(dao)路(lu)前(qian)行(xing)，我(wo)們(men)將(jiang)會(hui)看(kan)到(dao)這(zhe)樣(yang)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)，成(cheng)千(qian)上(shang)萬(wan)甚(shen)至(zhi)上(shang)百(bai)萬(wan)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)連(lian)接(jie)到(dao)一(yi)些(xie)較(jiao)小(xiao)的(de)處(chu)理(li)節(jie)點(dian)，這(zhe)些(xie)節(jie)點(dian)連(lian)接(jie)到(dao)更(geng)大(da)的(de)中(zhong)央(yang)處(chu)理(li)節(jie)點(dian)



，後(hou)者(zhe)通(tong)過(guo)遠(yuan)程(cheng)鏈(lian)接(jie)與(yu)中(zhong)心(xin)站(zhan)及(ji)其(qi)它(ta)機(ji)器(qi)人(ren)進(jin)行(xing)通(tong)訊(xun)。這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)向(xiang)機(ji)器(qi)人(ren)提(ti)供(gong)反(fan)饋(kui)，機(ji)器(qi)人(ren)利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)驅(qu)動(dong)輕(qing)巧(qiao)的(de)執(zhi)行(xing)器(qi)迅(xun)速(su)高(gao)效(xiao)地(di)完(wan)成(cheng)手(shou)頭(tou)的(de)任(ren)務(wu)，並(bing)在(zai)此(ci)過(guo)程(cheng)中(zhong)通(tong)過(guo)自(zi)學(xue)習(xi)不(bu)斷(duan)改(gai)進(jin)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)。

　　我們並不懷疑這一切將會發生，尚不明確的隻是何時會變成現實。