有关机器人的问题！

机器人可以进行深海探测。深海采集。深海维修。

开发海洋是人类在二十一世纪面临的重大课题，而探索、考察和有效利用国际海域和海底区域是对我国发展海洋高技术和未来海洋产业提出的挑战。

沈阳自动化研究所是国内外有影响的研究与开发水下机器人并形成产品的科研实体之一，首创我国第一台有缆遥控和无缆自治水下机器人。从某种意义上讲，沈阳自动化研究所的水下机器人各阶段的技术成果代表了我国在这一技术领域的发展水平与过程。作为中国科学院“知识创新”工程先进制造基地的一部分，沈阳自动化研究所二十年来在水下机器人研制与应用方面为国家水下装备技术，特别是海洋重要装备技术及海洋开发发挥了不可替代的重要作用。

该所拥有一支理念超前，训练有素、经验丰富、技术全面的设计队伍。水下机器人实验室配备了齐全、先进的试验设备和条件，3个深水模拟压力罐可分别进行水下1000米、1500米、7200米水深的水下模拟试验。长20米、宽12米、深9米的试验水池可做各种水下机器人整机性能试验和调试。现已形成了大、中、小型水下机器人系列产品的生产能力，并在国际、国内开展了各种水下工程作业。

早在70年代末期，前瞻性地考虑到海洋是一个广阔的应用领域，从长远看以海洋为背景来发展机器人科学技术，是一项具有开拓性的工作，中国科学院又具有多学科综合性的研究开发能力，因此准备在全院组织力量，支持这一重大项目的实施。1977年召开的中国科学院自然科学学科规划会议将发展机器人项目列入规划。蒋新松院士在当年组团赴日考察回国后提出了发展水下机器人的设想。从此，沈阳自动化研究所锁定了“下海”为海洋开发服务，搞智能机器在海洋中的应用研究的战略目标，决心“要下五洋捉鳖”。1983年该项课题正式列为中国科学院重点课题，开创了智能机器人科研领域，为水下机器人的研究开发奠定了基础。

二十年来，“水下机器人”由院重点，进而持续列入“六团喊猛五”、“七五”、“八五”、“九五”和“十五”国家重点项目，成为国家863计划自动化领域智能机器人主题项目的重点内容。沈阳自动化研究所通过建立机器人示范工程基地，已开发出多种型号的水下机器人产品，应用于水下观测、海上作业以及救捞工程等。又通过国际合作，研制成功了6000米水下机器人，使我国水下机器人研究与开发达到国际先进水平。

RECON-IV水下机器人具有较强功能和可靠性，已成为国际知名品牌，生产的多台设备出口国际市场，还有的长年在为南海石油钻井平台提供技术服务；“海潜一号”和“金鱼号”轻型水下机器人在沿海和内湖地区的塌桥水下探查、考古等作业起到重要作用；“海潜二号”水下机器人以其强作业功能为国家安全提供了有力的技术支持；用于海底光缆埋设的爬行式水下机器人“海星号”是我国第一台海底自走式海缆埋设机，目前已完成研制工作并投入实际应用。

作为总体单位在国家“863”计划支持下完成的潜深1000米“探索者”和潜深6000米“CR-01”、“CR-02”无缆自治水下机器人标志着我国自治水下机器人技术在国际上处于领先地位。6000米水下机器人工程项目是国家“863”计划项目的重中之重。通过与俄罗斯合作，实施研制成功了6000米水下机器人，并于渗衫1995年8月完成了深海试验。6000米水下无缆自治机器人的研制，涉及到自动化、计算机、水声、深潜、水动力、材料、能源等各种专业，需要解决水中通讯、高压密封、自主航行控制、动力系统、能源系统、各种信息的采集和处理、特种材料以及可靠性等高技术。“CR-01”自治水下机器人多次成功地完成了太平洋水域深海资源的调查。为了进一步提高水下6000米自治机器人的可靠性、实用性、后勤保障能力、机动性和续航能力，使其由可用样机发展为实用样机，1996年8月起正式实施了水下6000米自治机器人的工程化项目。其目标是为中国大洋协会进行大洋调查提供水下6000米自治机器人实用样机。工程化的主要工作是提高原样机的可靠性，达到实用化的目的。试验表明，经过工程化改进后的CR-02水下6000米无缆自治机器人性能卓越，可靠性高，能执行所赋予的使命，从而实现了自治水下机器人从手编程型向监控型的转变，技术水平又上了一个台阶。有关专家认为，该水下机器人是目前世界上最先进的洋底探测设备。CR系列高性能水下机器人能进行六千米深水录像、拍照和海底地势与剖面测量、水文测量、海底多金属结核丰度测定，海底沉物目标搜索和观察，自动记录各种数据包括图像和机器人水下运动轨迹及其坐标位置，还可按预编程航行和工作，自动避障，具有故障自诊断和应急上浮功能，并能提供指令遥控。这表明，中国已有圆满解决这些高技术的能力和手段，而且已进入洋底多金属结核资源探测应用的实用阶段。6000米水下机器人的研制成功，使中国一跃成为世界上具有研制这种自治水下机器人能力的少数几个国家之一，它可到达世界上除海沟之外的全部海底区域，即全部有经济前景的海底，占海洋面积的98％，为中国进军国际海洋区域、开发大洋资源提供了强有力的技术手段和工具。

该所目前正在研制潜深7000米水下载人机器人——又被称作“海底卫星”，预计将在2005年投入使用。这意味着中国将拥有对包括深海海沟在内的复杂海域进行详细探测的能力，中国开发海洋资源的步伐将大大加快。目前，世界上只有俄罗斯、美国、日本等国家拥有类似潜深的水下载人机器人。在可预见的将来，在此基础上作进一步的开发，中国的水下载人机器人将有可能探测深达1万多米的世界最深海沟马里亚纳海沟。水下载人机器人主要用于海洋科考、海底资源探测，是中国863高新技术计划“十五”期间（2001年至2005年）的重点攻关课题。 此次研制的潜深7000米水下载人机器人，由该所联合中国船舶重工集团等机构与俄罗斯科学院共同研制。其中，机器人制造的核心技术由中方负责，俄罗斯提供如钛合金耐压壳等维护生命安全方面的技术。根据协议，中国将享有对机器人的全部自主知识产权。

由国家海洋局主持的中国第二次北极科学考察装备了沈阳自动化研究所研制的中型ROV“海极号”水下机器人，2名科技人员随船出征。这是沈阳自动化研究所研制的水下机器人首次参加北极科学考查。据报道，中国第二次北极科考队进入北冰洋的浮冰区后，“海极号”水下机器人开始投入使用。该机器人可以在300米深度自由运动，进行摄像、观察、测量、作业等，并利用仰视声呐系统观测海冰的厚度，具有作业时间长、范围广、安全性高、科考数据直观、事后处理和分析容易等人和其他设备无法比拟的优势。水下机器人在北极冰区进行冰层厚度等一系列科考示范应用在国内还是首次，对扩大水下机器人的应用领域具有非常重要的意义。

水下机器人技术系列成果曾获国家、科学院、辽宁省科技进步奖及世界发明博览会金牌奖等20余项，其中“CR-01”6000米自治水下机器人获1995年度中国科学院科技进步特等奖和综合特大奖。

沈阳自动化研究所在水下机器人研发过程中一贯采取开放、合作的工作模式，与美国、俄罗斯、意大利的一些研究单位和公司有着良好的合作经历和关系，与国内中国船舶科研中心、中国科学院声学研究所、哈尔浜工程大学、上海交通大学、华东船舶工程学院等相关优势单位形成了友好、有效的合作网络。为了适应水下机器人的进一步发展，进行产业化开发，该所拟在沈阳浑南开发区建设更大规模的水下机器人试验和生产基地。

人类当今正面临着人口、资源和环境三大难题。随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加，人类消耗的自然资源越来越多，陆地上的资源正在日益减少。为了生存和发展，海洋开发势在必行。

海洋占地球表面积的71％，拥有14亿立方公里的体积。在海底及海洋中，蕴藏着极其丰富的生物资源及矿产资源。在6000米以下的大洋底部仍有生命存在，这种在极端条件下的生命，格外受到生物学家的重视。大洋底部还沉积着极为丰富的多金属结核，尤以铜、锰、镍、钴含量最高，估计储量为l.7万亿吨。海底锰的藏量是陆地的68倍，铜的藏量为22倍，镍为274倍，制造核弹的铀的储藏量高达40亿吨，是陆地上的2000倍。海洋还是一个无比巨大的能源库，天然气水合物总量相当于陆地燃料资源总量的2倍以上。海底储存着1350亿吨石油，近140万亿立方米的天然气。因此，洋底的探测和太空探测类似，同样具有极强的吸引力、挑战性。

1991年，中国被联合国批准为第五个深海采矿先驱投资者，承担30万平方公里洋底的探测任务，并最终拥有对矿产资源最丰富的7.5万平方公里海域的优先开采权。中国政府已把海洋开发作为21世纪的国民经济与社会发展战略重点之一。

水下机器人是多种现代高技术及其系统集成的产物，对于我国海洋经济、海洋产业、海洋开发和海洋高科技具有特殊的重要意义。发展水下机器人，并将其作为海洋战略制高点，提升我国海洋重大装备水平，为海洋支柱产业和新兴产业提供成套技术与先进装备保障，为海洋未来产业和国家海洋战略创造有利条件与国际竞争能力，并将强大的技术领先优势，转换成为强大的产业开发优势，是沈阳自动化研究所历史性的必然抉择，更是其使命性的郑重承诺。

机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。英格伯格在大学攻读伺服理论，这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于 1946 年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。 1954 年 , 德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。 1959 年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。 它成为世界上第一台真正的实用工业机器人。此后英格伯格和德沃尔成立了“尤尼梅逊”公司，兴办了世界上第一家机器人制造工厂。第一批工业机器人被称为“尤尼梅特”，意思是“万能自动”。 他们因此被称为机器人之父。 1962 年美国机械与铸造公司也制造出工业机器人，称为“沃尔萨特兰”，意思是“万能搬动”。”尤尼梅特”和“沃尔萨特兰”就成为世界上最早的、至今仍在使用的工业机器人。

近百年来发展起来的机器人，大致经历了三个成长阶段，也即三个时代。第一代为简单个体机器人， 第二代为群体劳动机器人，第三代为类似人类的智能机器人，它的未来发展方向是有知觉、有思维、能与人对话。第一代机器人属于示教再现型 , 第二代则具备了感觉能力 , 第三代机器人是智能机器人 , 它不仅具有感觉能力 , 而且还具有独立判断和行动的能力。 英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作 。

第一代机器人

20世纪70年代，第二代机器人开始有了较大发展，第二代机器人则对外界环境实用阶段，并开始普及。 第三代机器人是智能机器人，它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力，并具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。中央电脑控制手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，脚完成移动，机器人能够用自然语言与人对话。 智能机器人在发生故障时，通过自我诊断装置能自我诊断出故障部位，并能自我修复。今天，智能机器人的应用范围大大地扩展了，除工农业生产外，机器人应用到各行各业，机器人已具备了人类的特点。机器人向着智能化、拟人化方向发展的道路，是没有止境的。

机器人是虽然外表可能不像人，也不以人类的方式操作，但可以代替人力自动工作的机器。后来美国著名科普作家艾萨克 . 阿西莫夫为机器人提出了三条原则，即“机器人三定律”：第一定律——机器人不得伤害人，或任人受到伤害而无所作为； 第二定律——机器人应服从人的一切命令，但命令与第一定律相抵触时例外； 第三定律——机器人必须保护自身的安全，但不得与第一、第二定律相抵触。 这些“定律”构成了支配机器人行为的道德标准，机器人必须按人的指令行事，为人类生产和生活服务。

从机器人的用途来分，可以分为两大类：军用机器人和民用机器人。

古代机器人

机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。

西周源兆时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。

春秋后期，我国著名的木匠鲁班，在机械方面也是一位发明家，据《墨经》记载，他曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”，体现了我国劳动人民的聪明智慧。

公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人——自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。

1800年前的汉代，大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。

后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”，并用其运送军粮，支援前方战争。

1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。

1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。

在当时的自动玩偶中，最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年，他们连续推出了自动书写玩偶、自动演奏玩偶等，他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。它们有的拿着画笔和颜色绘画，有的拿着鹅毛蘸墨水写字，结构巧妙，服装华丽，在欧洲风靡一时。雹坦租由于当时技术条件的限制，这些玩偶其实是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。

19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表了《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”；1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》；1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世；1886年《未来的夏娃》问世。在机械实物制造方面，1893年摩尔制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。

进入20世纪后，机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持，一些适用化的机器人相继问世，1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”，并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人，装有无线电发报机，可以回答一些问题，但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人（可编程、圆坐标）在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。

现代机器人

现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。

自1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。

大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。

另一方面，原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对信携机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。

作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成。

1965年，MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。

1967年日本成立了人工手研究会（现改名为仿生机构研究会），同年召开了日本首届机器人学术会。

1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后，机器人的研究得到迅速广泛的普及。

1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它是液压驱动的，能提升的有效负载达45公斤。

到了1980年，工业机器人才真正在日本普及，故称该年为“机器人元年”。

随后，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。

随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。将机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称，这也说明了机器人所具有的创新活力。

参考资料：

古代机器人

机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的搏谈者事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。

西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。

春秋后期，我国著名的木匠鲁班，在机械方面也是一位发明家，据《墨经》记载，他基薯曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”，体现了我国劳动人民的聪明智慧。

公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器侍咐人——自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。

1800年前的汉代，大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。

后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”，并用其运送军粮，支援前方战争。

1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。