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感觉机器人-后生强于先生
来源:世界科技百科 专题:

随着科学技术的飞速发展,机器人技术也发生了巨大的变化,在短短的一段时间,其基本部件就发生了重大变化,出现了新的功能,扩大了使用范围,改变了使用特点.我们说,第二代机器人出现了: 有感觉的机器人。

它的前一代机器人,即工业机器人,是程序控制机器人.它们是按照人们预先硬性编制好的程序去完成操作的,其工作条件是严格的、固定的.尽管应用广泛,工作有效,但却是“笨蛋”加“瞎子”.它们仅仅能完成有关指令,不能应付意外情况,不管是发生了微小故障还是厂房倒塌,房顶砸到它们头上时,它们还是不会躲开或停止工作,依然照着老样子干活.但有“感觉”的机器人出现以后,机器人的能力就不再那么有限了.这种感觉机器人便是第二代机器人。

比如,工业机器人的机械系统,实际上常常在机器人手臂自身重量、被移动的物件的重量和在运动过程中产生的惯性负载的重量的作用下,发生精确度降低的变形.机器人手臂的承压部件甚至在传动装置相当准确地停止的条件下,由于机械系统变形也要经受强烈的动力惯力负载.惯力负载造成的变形会导致不断衰减的机械振动,这种机械振动会降低准确度并增加定位本身的时间.这种变形在运动量和运动方向的变化加速时(手臂起动开始和手臂起动结束,制动开始和制动结束)尤其剧烈。

为了减少这个现象的有害后果,必须采取机应的措施: 减少手臂的重量和长度,增加加强筋(它好像是附加的“骨骼架”),安上限速止推轴承,等等.不过,还必须要考虑温度变形.所以配有位置控制系统和1.5-2 米手臂的现代机器人(“尤尼梅特型”),其定位精度达到一毫米看来已是最大可能了.然而,这在某些情况下是不够的.“感觉”机器人利用另外的控制原理,可以用新方式来解决这一问题.这样既有了更高的精确度,又省了钱。

又如,第一代机器人有其公认的缺陷——惊人的不变性、一致性.如果生产过程中一旦发生哪怕是最微小的变化(如电压下降或零件从传送带上掉下来),第一代机器人便会在这种操作小事面前显得束手无策.它顶多会停下来,张开大手,好像局外人似的看热闹.最糟糕的是它会继续工作,挥动着空手,根本不知道它的努力是在白费劲.它不会适应周围变化的情况.因此为使工作成功,周围的情况不得不去适应机器人.这就出现了这样的问题: 机器人为生产服务还是生产为机器人服务? 所以,为了使机器人为生产服务,第二代机器人出现了.它不仅仅是像电子计算机一代替换一代的那种自然更替,而且是由于生活所迫,即它要在急剧复杂化的生产环境中“争取生存”的条件。

这样,就涉及到了提高机器人智能水平的问题,因为它们第一代家族“明智”,没有提出更高的要求.实际上,它们的智能并不比低级昆虫高.想象一下,汽车装配线上出现了一些倾斜,机器人并没有觉察到这个误差.它们事先被调整好在汽车车门上钻眼,可是这时它们却把孔钻到油箱上.制品位置的不对,丝毫没有使机器人“不安”.此外,假如它们的电子管线路一旦出现某种毛病,自动机便会“盲目狂怒地”用它强壮的钢爪胡乱敲打.这样,就出现了完全不同的一些问题.代替人去干有害和危险的工作——这是事情的一个方面,有时这本身又会给人造成危险——这是事情的另一个方面。

怎样才能制服不听话的“铁奴隶”呢? 让机器人通人性,不伤害人(比如监督它干活的工人、维修它的机械师),已经成了一个迫切需要解决的问题.为确保使用机器人的车间里人的安全,人们采取了各种手段: 在机器人工作区内的地板上设置有弹力的踏板,或者与断路器联在一起的隔墙,隔墙一打开就会发出“停止”指令,用光线围住机器人工作区.还有一种机器人,当人出现在工作区时,它就停止不动.这种机器人已经不是“瞎字”,但还是不会“看东西”,它有的是“感觉”.第一代机器人的身上就已出现了最简单的感觉: 如果在夹具的指头之间被指定的地方没有需要的零件,机器便会停止不动.这时全部的感觉只是: “有——没有”.对情况的最简单适应能保障机器人最大的动作能力,它只要一触及物品,便有感觉,甚至能识别零件的尺寸和重量,并用相应的动作移动零件.此外,具有各种感觉的机器人比第一代机器人更安全、方便、准确.它们还具有许多特殊的优点.它能操作形状尺过经常变化、方位不确定的工件,或者是操作正在传送带上移动的零件.它能感觉到作用力,比如感觉到螺钉往圆孔中拧入的力,否则,圆孔或螺丝势必被拧坏。

一句话,第二代机器人能干一些第一代机器人连“做梦”(假如它会做梦的话)也梦不到的事。

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