R2-D2(左)和C-3PO出席2015年在加州好萊塢舉行的《星球大戰(zhàn)：原力覺醒》首映禮。對于許多人來說，這兩個(gè)數(shù)字代表了機(jī)器人的樣子。

　　在最基本的層面上，人類由五個(gè)主要組成部分組成：

　　身體結(jié)構(gòu)

　　一個(gè) 肌肉系統(tǒng) 移動(dòng)車身結(jié)構(gòu)

　　接收有關(guān)身體和周圍環(huán)境信息的感覺系統(tǒng)

　　激活肌肉和傳感器的動(dòng)力源

　　一個(gè) 大腦系統(tǒng) 處理感官信息并告訴肌肉該做什么

　　當(dāng)然，我們也有一些無形的屬性，比如智力和道德，但在純粹的物理層面上，上面的列表涵蓋了它。

　　機(jī)器人由完全相同的組件組成。一個(gè)基本的典型機(jī)器人具有可移動(dòng)的物理結(jié)構(gòu)，即 發(fā)動(dòng)機(jī) 某種意義上的，一個(gè)傳感器系統(tǒng)，一個(gè)電源和一個(gè)控制所有這些元素的計(jì)算機(jī)“大腦”。從本質(zhì)上講，機(jī)器人是動(dòng)物生活的人造版本——它們是復(fù)制人類和動(dòng)物行為的機(jī)器。

　　約瑟夫·英格爾伯格，工業(yè)機(jī)器人的先驅(qū)， 曾經(jīng)說過，“我不知道如何定義一個(gè)，但當(dāng)我看到一個(gè)時(shí)，我就知道一個(gè)!” 如果你考慮人們稱之為機(jī)器人的所有不同機(jī)器，你可以看到幾乎不可能提出一個(gè)全面的定義。每個(gè)人對機(jī)器人的構(gòu)成都有不同的想法。

　　您可能聽說過其中幾個(gè)著名的機(jī)器人：

　　R2-D2 和 C-3PO：《星球大戰(zhàn)》電影中充滿個(gè)性的智能、會(huì)說話的機(jī)器人

　　索尼的 愛博：通過人類互動(dòng)學(xué)習(xí)的機(jī)器狗

　　本田的 阿西莫：可以像人一樣用兩條腿走路的機(jī)器人

　　工業(yè)機(jī)器人：在裝配線上工作的自動(dòng)化機(jī)器

　　中校數(shù)據(jù)：《星際迷航》中近乎人類的機(jī)器人

　　戰(zhàn)斗機(jī)器人：長期播出的電視節(jié)目中的遙控戰(zhàn)斗機(jī)

　　拆彈機(jī)器人

　　美國宇航局的火星探測器

　　哈爾：該 船舶計(jì)算機(jī) 在斯坦利·庫布里克的《2001：太空漫游》中

　　魯姆巴： 吸塵機(jī)器人 來自 iRobot

　　機(jī)器人 參演電視劇《迷失太空》

　　頭腦風(fēng)暴: 樂高 流行的機(jī)器人套件

　　所有這些東西都被認(rèn)為是機(jī)器人，至少被一些人認(rèn)為是這樣。但你可以說，大多數(shù)人將機(jī)器人定義為他們所認(rèn)為的機(jī)器人。大多數(shù)機(jī)器人專家(制造機(jī)器人的人)使用更精確的定義。他們指定機(jī)器人有一個(gè)可重新編程的大腦(計(jì)算機(jī))來移動(dòng)身體。

　　根據(jù)這個(gè)定義，機(jī)器人與其他可移動(dòng)機(jī)器(如拖拉機(jī)拖車)不同，因?yàn)樗鼈兙哂杏?jì)算機(jī)元素。即使考慮到復(fù)雜的車載電子設(shè)備，駕駛員也通過各種機(jī)械設(shè)備直接控制大多數(shù)元件。機(jī)器人在物理性質(zhì)上與普通計(jì)算機(jī)不同——普通計(jì)算機(jī)沒有附著的物理身體。

　　在下一節(jié)中，我們將介紹當(dāng)今大多數(shù)機(jī)器人中發(fā)現(xiàn)的主要元素。

　　機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)

　　2022 年消費(fèi)電子展 (CES) 的一位與會(huì)者將一根手指放在 Yukai 工程公司的 Amagami Ham Ham(一個(gè)咬人的貓機(jī)器人)的嘴里。 帕特里克·T·法倫/法新社通過蓋蒂圖片社

　　大多數(shù)機(jī)器人都有可移動(dòng)的身體。有些只有電動(dòng)輪，有些則有幾十個(gè)可移動(dòng)的段，通常由金屬或塑料制成。就像你身體的骨骼一樣，各個(gè)部分連接在一起 關(guān)節(jié).

　　機(jī)器人旋轉(zhuǎn)輪子和樞軸連接段 某種 驅(qū)動(dòng)器.一些機(jī)器人使用 電動(dòng)機(jī) 和 螺線管 作為執(zhí)行器;有些使用 液壓系統(tǒng);有些使用氣動(dòng)系統(tǒng)(由壓縮氣體驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng))。機(jī)器人可以使用所有這些執(zhí)行器類型的組合。

　　機(jī)器人需要一個(gè)電源來驅(qū)動(dòng)這些執(zhí)行器。大多數(shù)機(jī)器人都有 電池 或插入墻壁。 有些可能會(huì)使用 太陽能或燃料電池。液壓機(jī)器人還需要一個(gè)泵來加壓液壓油，氣動(dòng)機(jī)器人需要一個(gè)空氣壓縮機(jī)或壓縮空氣罐。

　　執(zhí)行器全部連接到 電路.電路直接為電動(dòng)機(jī)和電磁閥供電，并通過操縱電氣來激活液壓系統(tǒng) 閥.閥門確定加壓流體通過機(jī)器的路徑。例如，為了移動(dòng)液壓腿，機(jī)器人的控制器將打開從流體泵到流體泵的閥門 活塞氣缸 附在那條腿上。加壓流體將伸出活塞，使腿向前旋轉(zhuǎn)。通常，為了在兩個(gè)方向上移動(dòng)它們的段，機(jī)器人使用可以雙向推動(dòng)的活塞。

　　機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制連接到電路的所有東西。為了移動(dòng)機(jī)器人，計(jì)算機(jī)打開所有必要的電機(jī)和閥門。許多機(jī)器人是 可重新編程 — 要更改機(jī)器人的行為，您需要更新或更改為機(jī)器人提供指令的軟件。

　　并非所有機(jī)器人都有感官系統(tǒng)，很少有人能看到、聽到、聞到。 或味道.最常見的機(jī)器人感官是運(yùn)動(dòng)感——機(jī)器人監(jiān)控自身運(yùn)動(dòng)的能力。一種方法是使用機(jī)器人底部的激光照亮地板，同時(shí)攝像頭測量行進(jìn)的距離和速度。這與 中使用的基本系統(tǒng)相同 電腦鼠標(biāo).Roomba 吸塵器 使用紅外光 檢測其路徑中的物體，光電電池測量光的變化。

　　這些是機(jī)器人的基本細(xì)節(jié)。機(jī)器人專家可以以無數(shù)種方式組合這些元素，創(chuàng)造出無限復(fù)雜的機(jī)器人。

　　機(jī)械臂

　　11月，機(jī)械臂在智能車間生產(chǎn)洗碗機(jī)。 2021年12日，中國安徽省合肥市。 陳三虎/VCG通過蓋蒂圖片社

　　機(jī)器人一詞來自 捷克語單詞 機(jī)器人，一般翻譯為“強(qiáng)迫勞動(dòng)”。 這很好地描述了大多數(shù)機(jī)器人。世界上大多數(shù)機(jī)器人都是為繁重、重復(fù)的制造工作而設(shè)計(jì)的。他們處理對人類來說困難、危險(xiǎn)或無聊的任務(wù)。

　　例如， 機(jī)械臂 經(jīng)常用于制造角色。典型的機(jī)械臂由七個(gè)金屬段組成，由六個(gè)關(guān)節(jié)連接。計(jì)算機(jī)通過旋轉(zhuǎn)單個(gè)來控制機(jī)器人 步進(jìn)電機(jī) 連接到每個(gè)關(guān)節(jié)(一些較大的臂使用液壓或氣動(dòng))。與普通電機(jī)不同，步進(jìn)電機(jī) 以精確的增量移動(dòng).這允許計(jì)算機(jī)非常精確地移動(dòng)手臂，一遍又一遍地執(zhí)行相同的運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人使用運(yùn)動(dòng)傳感器來確保它移動(dòng)恰到好處的量。

　　具有六個(gè)關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人與人類手臂非常相似 - 它相當(dāng)于肩膀，肘部和手腕。通常，肩部安裝在固定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，而不是安裝在可移動(dòng)的主體上。這種類型的機(jī)器人有六個(gè) 自由度，這意味著它可以以六種不同的方式旋轉(zhuǎn)。相比之下，人類的手臂有七個(gè)自由度。

　　手臂的工作是將手從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方。同樣，機(jī)械臂的工作是移動(dòng) 末端執(zhí)行器 從一個(gè)地方到另一個(gè)地方。您可以為機(jī)械臂配備各種適合特定應(yīng)用的末端執(zhí)行器。一種常見的末端執(zhí)行器是手的簡化版本，它可以抓取和攜帶不同的物體。機(jī)器人手通常具有內(nèi)置 壓力傳感器 告訴計(jì)算機(jī)機(jī)器人抓取特定物體的力度。這可以防止機(jī)器人掉落或破壞它攜帶的任何東西。其他末端執(zhí)行器包括噴燈、鉆頭和噴漆器。

　　工業(yè)機(jī)器人被設(shè)計(jì)成做同樣的事情。例如，機(jī)器人可能會(huì)將蓋子擰到流水線上的花生醬罐上。為了教機(jī)器人如何完成工作，程序員使用手持控制器引導(dǎo)手臂完成動(dòng)作。機(jī)器人將確切的運(yùn)動(dòng)順序存儲(chǔ)在其內(nèi)存中，并在每次有新單元下線時(shí)再次執(zhí)行。

　　大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人在汽車裝配線上工作，將汽車組裝在一起。機(jī)器人可以比人類更有效地完成很多工作，因?yàn)樗鼈兎浅＞_。他們總是在同一個(gè)地方鉆孔，無論他們工作了多少小時(shí)，他們總是以相同的力擰緊螺栓。制造機(jī)器人在計(jì)算機(jī)行業(yè)中也非常重要。它需要非常精確的手來組裝一個(gè)微小的微芯片。

　　您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)器人與建筑工人一起工作， 抹灰墻 比人類更準(zhǔn)確、更快。 機(jī)器人輔助 在水下探索中。 外科醫(yī)生使用機(jī)器人 處理精細(xì)的手術(shù)。 他們甚至處理 在廚房里翻轉(zhuǎn)漢堡。這些機(jī)器人都有一種機(jī)械臂的形式。

　　機(jī)械臂在太空探索中很重要。 美國宇航局使用手臂 有七個(gè)自由度——就像我們自己的手臂一樣——來捕獲維修設(shè)備或抓住小行星。7英尺(2米)的機(jī)器人 毅力號(hào)火星車上的手臂 在探索火星表面時(shí)使用幾種特殊工具。相機(jī)幫助科學(xué)家看到正在發(fā)生的事情來引導(dǎo)手臂。還有一個(gè)用于研磨巖石樣品的磨損工具，取芯鉆可以收集樣品以 儲(chǔ)存在金屬管中 它落在地表，以便在未來的任務(wù)中返回地球。X射線 名為 PIXL 的設(shè)備 (X射線石化行星儀器的縮寫)有一個(gè)六足位移臺(tái)，有六個(gè)小機(jī)械腿，用于調(diào)整X射線以獲得最佳角度。

　　使用拉曼和發(fā)光掃描可居住環(huán)境，用于有機(jī)物和化學(xué)品(又名夏洛克數(shù)據(jù)庫) 識(shí)別礦物 順便說一下，光線從他們身上散射。用于操作和eNgineering的廣角地形傳感器(又名 - 你猜對了 - 沃森)然后為地球上的科學(xué)家拍攝特寫照片。他們使用這兩個(gè)設(shè)備來創(chuàng)建紅色星球表面的礦物圖。

　　關(guān)于機(jī)器人的文章

　　捷克劇作家卡雷爾·恰佩克(Karel Capek)開創(chuàng)了這個(gè)詞 機(jī)器人 在他1920年的戲劇“R.U.R.”中。 在劇中，當(dāng)科學(xué)家賦予他們情感時(shí)，機(jī)器工人推翻了他們的人類創(chuàng)造者。多年來，數(shù)十位作家和電影制作人重新審視了這種情況。艾薩克·阿西莫夫(Isaac Asimov)在幾部小說和短篇小說中采取了更為樂觀的觀點(diǎn)。在他的作品中，機(jī)器人是良性的、樂于助人的生物，它們被編程為遵守對人類的非暴力準(zhǔn)則—— “機(jī)器人法則。”

　　波士頓動(dòng)力公司的機(jī)器狗 Spot 在拉斯維加斯舉行的全球最大的年度消費(fèi)技術(shù)貿(mào)易展 CES 2022 上展出。 TAYFUN COSKUN/ANADOLU AGENCY通過GETTY IMAGES

　　機(jī)械臂相對容易構(gòu)建和編程，因?yàn)樗鼈冎荒茉谟邢薜膮^(qū)域內(nèi)運(yùn)行。當(dāng)你把一個(gè)機(jī)器人送到這個(gè)世界時(shí)，事情會(huì)變得更加棘手。

　　首先，機(jī)器人需要一個(gè)有效的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。如果機(jī)器人只需要在光滑的地面上移動(dòng)，輪子通常是最佳選擇。車輪和履帶也可以在崎嶇的地形上工作。但機(jī)器人設(shè)計(jì)師通常會(huì)關(guān)注腿，因?yàn)樗鼈兊倪m應(yīng)性更強(qiáng)。建造有腿機(jī)器人也有助于研究人員了解自然運(yùn)動(dòng)——這是一項(xiàng)有用的練習(xí)。 在生物學(xué)研究中.

　　通常，液壓或氣動(dòng)活塞移動(dòng)機(jī)器人腿。活塞連接到不同的腿段，就像 肌肉 附著在不同的骨骼上。讓所有這些活塞正常工作是一個(gè)真正的技巧。作為一個(gè)嬰兒，你的大腦必須弄清楚肌肉收縮的正確組合，才能直立行走而不會(huì)摔倒。同樣，機(jī)器人設(shè)計(jì)師必須找出行走中涉及的活塞運(yùn)動(dòng)的正確組合，并將這些信息編程到機(jī)器人的計(jì)算機(jī)中。許多移動(dòng)機(jī)器人都有內(nèi)置的 平衡系統(tǒng) (集合 陀螺，例如)，告訴計(jì)算機(jī)何時(shí)需要糾正其運(yùn)動(dòng)。

　　設(shè)計(jì)師通常從動(dòng)物世界中尋找機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的想法。六足昆蟲的平衡性非常好，并且 他們適應(yīng)得很好 到各種各樣的地形。四足機(jī)器人，如波士頓動(dòng)力公司的Spot。 看起來像狗，以及相似性 品種比較 當(dāng)他們從事危險(xiǎn)的工作時(shí) 如施工檢查.兩條腿的機(jī)器人很難正確平衡，但人類通過練習(xí)變得更好。波士頓動(dòng)力公司的地圖集 甚至可以做跑酷.

　　空中機(jī)器人也受到現(xiàn)實(shí)世界示例的啟發(fā)。盡管許多人使用機(jī)翼，就像我們在飛機(jī)上看到的那樣，但研究人員也開發(fā)了使用 類似飛翼的軟致動(dòng)器.現(xiàn)在大多數(shù)人都熟悉螺旋槳?jiǎng)恿o人機(jī)，它可以為娛樂、體育賽事和監(jiān)控提供令人驚嘆的相機(jī)拍攝。其中一些懸停機(jī)器人也可以聯(lián)網(wǎng)在一起，以創(chuàng)建成群的機(jī)器人，例如在 東京夏季奧運(yùn)會(huì) 在 2021 年。

　　在水下，機(jī)器人可能會(huì)穿過海底。一個(gè)例子是銀牌2， 一個(gè)像螃蟹一樣的機(jī)器人 旨在查找和清理塑料垃圾。這 底棲漫游者二號(hào) 改用胎面。蛇形機(jī)器人，當(dāng)然，它們的名字來自它們復(fù)制運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物， 可以在水下操作 在陸地上。它們甚至在人體中工作得很好，他們可以 進(jìn)行手術(shù)修復(fù).

　　一些移動(dòng)機(jī)器人由遙控器控制——人類告訴他們該做什么以及何時(shí)做。遙控器可以通過連接的電線與機(jī)器人通信，或者使用 收音機(jī) 或 紅外信號(hào).遠(yuǎn)程機(jī)器人可用于探索危險(xiǎn)或難以進(jìn)入的環(huán)境，例如深海或內(nèi)部 火山.一些機(jī)器人僅部分由遙控器控制。例如，操作員可能會(huì)指示機(jī)器人去某個(gè)地方，但機(jī)器人不是在那里引導(dǎo)它，而是找到自己的路。

　　移動(dòng)機(jī)器人的用途

　　移動(dòng)機(jī)器人以多種方式代替人類。有些人探索地球上的其他行星或荒涼地區(qū)，收集地質(zhì)樣本。其他人尋找 地雷 在以前的戰(zhàn)場上。警方有時(shí)會(huì)使用移動(dòng)機(jī)器人來搜索炸彈，甚至逮捕嫌疑人。移動(dòng)機(jī)器人也適用于家庭和企業(yè)。醫(yī)院可能會(huì)使用機(jī)器人來運(yùn)輸藥物。一些博物館使用機(jī)器人在夜間巡邏他們的畫廊，監(jiān)測空氣質(zhì)量和濕度水平。

　　自主機(jī)器人

　　約翰迪爾 8R 全自動(dòng)拖拉機(jī)將于 2022 年 1 月 4 日在拉斯維加斯舉行的 CES 之前展出。約翰迪爾和農(nóng)業(yè)機(jī)器人初創(chuàng)公司Naio結(jié)合了流行的8R拖拉機(jī)，犁，GPS和360度攝像頭，創(chuàng)造了農(nóng)民可以通過智能手機(jī)控制的機(jī)器。 帕特里克·T·法倫/法新社通過蓋蒂圖片社

　　自主機(jī)器人 自行行動(dòng)。人類對機(jī)器人進(jìn)行編程，使其對外部刺激做出反應(yīng)。非常簡單 碰撞機(jī)器人 很好地說明了它是如何工作的。

　　這種機(jī)器人有一個(gè)保險(xiǎn)杠傳感器來檢測障礙物。當(dāng)您打開機(jī)器人時(shí)，它會(huì)沿直線滑動(dòng)。當(dāng)它最終撞到障礙物時(shí)，撞擊會(huì)觸發(fā)其保險(xiǎn)杠傳感器。機(jī)器人的編程告訴它后退，向右轉(zhuǎn)并再次向前移動(dòng)，以響應(yīng)每一次顛簸。這樣，機(jī)器人在遇到障礙物時(shí)隨時(shí)都會(huì)改變方向。

　　一些自主機(jī)器人只能在熟悉的受限環(huán)境中工作。例如，割草機(jī)器人依靠埋藏的邊界標(biāo)記來定義院子的界限。辦公室清潔機(jī)器人可能需要建筑物的地圖，以便從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行機(jī)動(dòng)。亞馬遜的倉庫機(jī)器人 使用彩色磁帶 在倉庫地板上幫助他們導(dǎo)航。除其他工作外，在線零售商還使用機(jī)器人將物品交付給人類，讓他們的員工專注于包裝訂單，而不是搜索倉庫貨架。

　　移動(dòng)機(jī)器人通常使用紅外或超聲波傳感器來觀察障礙物。這些傳感器的工作方式與 動(dòng)物回聲定位：機(jī)器人發(fā)出聲音信號(hào)或一束紅外光，并檢測信號(hào)的反射。機(jī)器人根據(jù)信號(hào)反彈所需的時(shí)間來定位到障礙物的距離。更復(fù)雜的機(jī)器人可能配備光檢測和測距(lidar)設(shè)備，該設(shè)備使用光而不是聲音來幫助機(jī)器人 確定其位置 在其環(huán)境中。

　　甚至是現(xiàn)成的機(jī)器人吸塵器 使用多種方法 在你的客廳里找到他們的路。除了碰撞傳感器，他們還有懸崖傳感器(它即將掉下來嗎?)，墻壁傳感器(前面是什么?)和光學(xué)編碼器(它走了多遠(yuǎn)?)。以這種方式使用多個(gè)傳感器創(chuàng)建地圖稱為 同步定位和映射 (SLAM).

　　一些機(jī)器人使用 立體視覺 看看他們周圍的世界。兩個(gè)攝像頭為這些機(jī)器人提供深度感知，圖像識(shí)別軟件使它們能夠定位和分類各種物體。機(jī)器人也可能使用 麥克風(fēng) 和 氣味 傳感器來分析周圍的世界。波士頓動(dòng)力公司的Spot狗狀機(jī)器人配備了360度全景相機(jī)，但該公司還提供平移 - 傾斜 - 變焦和紅外輻射相機(jī)。這使美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)能夠測試機(jī)器人的能力。 環(huán)顧四周 在冒險(xiǎn)進(jìn)入開闊地帶之前找到敵人。

　　更先進(jìn)的機(jī)器人 分析和調(diào)整 到不熟悉的環(huán)境，甚至到地形崎嶇的地區(qū)。這些機(jī)器人可以將某些地形模式與某些動(dòng)作相關(guān)聯(lián)。例如，漫游車機(jī)器人可能會(huì)根據(jù)其視覺傳感器構(gòu)建其前方土地的地圖。如果地圖顯示一個(gè)非常顛簸的地形模式，機(jī)器人知道要走另一條路。美國宇航局的毅力號(hào)火星車就是一個(gè)例子。

　　跟隨機(jī)器人 從觀察中學(xué)習(xí)。自主農(nóng)業(yè) 機(jī)器人制造商Burro 使用攝像頭和GPS的組合來四處走動(dòng)，但機(jī)器人的人工智能系統(tǒng)通過跟隨人類來學(xué)習(xí)它的工作。比亞喬快進(jìn)的吉塔機(jī)器人 跟隨他們的人類領(lǐng)袖 同時(shí)攜帶他們的東西。該設(shè)備甚至可以在您騎自行車時(shí)尾隨您。它的最高速度為每小時(shí) 35 英里(每小時(shí) 56 公里)。

　　自制機(jī)器人

　　在最后幾節(jié)中，我們研究了機(jī)器人世界中最突出的領(lǐng)域——工業(yè)機(jī)器人和研究機(jī)器人。多年來，這些領(lǐng)域的專業(yè)人士在機(jī)器人技術(shù)方面取得了大部分重大進(jìn)展，但他們并不是唯一制造機(jī)器人的人。幾十年來，一小群充滿激情的業(yè)余愛好者一直在世界各地的車庫和地下室創(chuàng)造機(jī)器人。

　　自制機(jī)器人是一種快速擴(kuò)張的亞文化，擁有相當(dāng)大的網(wǎng)絡(luò)存在。業(yè)余機(jī)器人專家可以使用手頭的任何東西(例如舊玩具)將他們的作品拼湊在一起， 錄像機(jī) 和其他隨機(jī)剩余的小工具，但制造商運(yùn)動(dòng) 讓它變得容易 尋找組件，分享想法并教育他人有關(guān)DIY電子產(chǎn)品的知識(shí)。

　　機(jī)器人只是創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的一部分，但許多DIY工具可用于廣泛的應(yīng)用。廉價(jià)的單板計(jì)算機(jī)足夠強(qiáng)大，可以進(jìn)行更復(fù)雜的項(xiàng)目。像這樣的網(wǎng)站 可指導(dǎo)材料 和 Thingiverse 讓制作者彼此共享計(jì)劃。學(xué)校、大學(xué)、圖書館甚至 在社區(qū) 讓人們在創(chuàng)作自己的作品時(shí)借用工具并相互學(xué)習(xí)。許多都有3D打印機(jī)可用于根據(jù)您的自定義規(guī)格打印機(jī)器人零件。

　　自制機(jī)器人與專業(yè)機(jī)器人一樣多種多樣。一些周末機(jī)器人專家修補(bǔ)精心設(shè)計(jì)的步行機(jī)器，一些設(shè)計(jì)自己的服務(wù)機(jī)器人，另一些人創(chuàng)造有競爭力的機(jī)器人。最熟悉的競技機(jī)器人是遙控戰(zhàn)斗機(jī)，就像你可能在”戰(zhàn)斗機(jī)器人有些人可能不認(rèn)為戰(zhàn)斗機(jī)器人是“真正的機(jī)器人”，因?yàn)樗鼈儧]有可重新編程的計(jì)算機(jī)大腦。他們基本上是加了 遙控車.

　　更先進(jìn)的競技機(jī)器人由計(jì)算機(jī)控制。例如，足球機(jī)器人， 踢足球 完全沒有人工輸入。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的足球機(jī)器人團(tuán)隊(duì)包括幾個(gè)與中央計(jì)算機(jī)通信的單獨(dú)機(jī)器人。計(jì)算機(jī)“看到”整個(gè)足球場 攝像機(jī) 并根據(jù)自己的顏色識(shí)別自己的團(tuán)隊(duì)成員、對手的成員、球和球門。計(jì)算機(jī)使用此信息來決定如何指導(dǎo)其團(tuán)隊(duì)。

　　日常生活，就像計(jì)算機(jī)在1980年代傳播到家庭一樣。

　　機(jī)器人和人工智能

　　人形機(jī)器人Ameca (使用人工智能)于 2022 年 1 月 5 日在拉斯維加斯舉行的 CES 上進(jìn)行了演示。Ameca 被設(shè)計(jì)為人機(jī)交互的研究平臺(tái)。 伊桑·米勒/蓋蒂圖片社

　　人工智能 (AI)可以說是機(jī)器人技術(shù)中最令人興奮的領(lǐng)域。這當(dāng)然是最有爭議的：每個(gè)人都同意機(jī)器人可以在裝配線上工作，但對于機(jī)器人是否可以智能還沒有達(dá)成共識(shí)。

　　就像“機(jī)器人”一詞本身一樣，人工智能很難定義。最終 .AI 將是人類思維過程的再現(xiàn)——一臺(tái)具有我們智力的人造機(jī)器。這將包括學(xué)習(xí)任何東西的能力，推理能力，使用語言的能力以及形成原創(chuàng)想法的能力。機(jī)器人專家遠(yuǎn)未達(dá)到這種人工智能水平，但他們在更有限的人工智能方面取得了很大進(jìn)展。今天的人工智能機(jī)器可以復(fù)制智力的一些特定元素。

　　計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以在有限的領(lǐng)域解決問題。人工智能解決問題的基本思想很簡單，盡管它的執(zhí)行很復(fù)雜。首先，人工智能機(jī)器人或計(jì)算機(jī)通過傳感器或人工輸入收集有關(guān)情況的事實(shí)。計(jì)算機(jī)將此信息與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并決定信息的含義。計(jì)算機(jī)運(yùn)行各種可能的操作，并根據(jù)收集的信息預(yù)測哪個(gè)操作最成功。在大多數(shù)情況下，計(jì)算機(jī)只能解決它被編程解決的問題——它沒有任何通用的分析能力。 國際象棋計(jì)算機(jī) 是這種機(jī)器的一個(gè)例子。

　　一些現(xiàn)代機(jī)器人也可以在有限的能力下學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)機(jī)器人識(shí)別某個(gè)動(dòng)作(例如以某種方式移動(dòng)它的腿)是否達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果(導(dǎo)航障礙物)。機(jī)器人存儲(chǔ)此信息，并在下次遇到相同情況時(shí)嘗試成功操作。機(jī)器人吸塵器學(xué)習(xí)房間的布局，但它們是為吸塵而建造的，沒有別的。

　　一些機(jī)器人可以 社交互動(dòng). 命運(yùn)，1998年創(chuàng)建的機(jī)器人 麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室 (CSAIL)，識(shí)別人類肢體語言和語音變化并做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。從那時(shí)起，交互式機(jī)器人已經(jīng)商業(yè)化，有些被用作老年人的伴侶。雖然機(jī)器人有助于清潔和移動(dòng)輔助，但增加交互性會(huì)有所幫助 減少老年人的社會(huì)孤立.

　　人工智能的真正挑戰(zhàn)是了解自然程度 情報(bào) 工程。開發(fā)人工智能并不像建造人造心臟——科學(xué)家沒有一個(gè)簡單、具體的模型可供使用。我們確實(shí)知道 腦 包含數(shù)十億個(gè)神經(jīng)元，我們通過在不同神經(jīng)元之間建立電連接來思考和學(xué)習(xí)。但我們并不確切知道所有這些聯(lián)系是如何加起來的，甚至是低層次的推理。復(fù)雜的電路似乎難以理解。

　　正因?yàn)槿绱耍斯ぶ悄苎芯吭诤艽蟪潭壬鲜抢碚撔缘摹？茖W(xué)家們假設(shè)我們?nèi)绾我约盀槭裁磳W(xué)習(xí)和思考，他們用機(jī)器人來試驗(yàn)他們的想法。麻省理工學(xué)院CSAIL的研究人員專注于人形機(jī)器人，因?yàn)樗麄冇X得能夠像人類一樣體驗(yàn)世界 是必不可少的 發(fā)展類似人類的智能。它還使人們更容易與機(jī)器人互動(dòng)，這可能會(huì)使機(jī)器人更容易學(xué)習(xí)。

　　正如物理機(jī)器人設(shè)計(jì)是理解動(dòng)物和人體解剖學(xué)的便捷工具一樣，人工智能研究對于理解自然智能的工作原理也很有用。對于一些機(jī)器人專家來說，這種洞察力是設(shè)計(jì)機(jī)器人的最終目標(biāo)。其他人則設(shè)想了一個(gè)世界，我們與智能機(jī)器并肩生活，并使用各種較小的機(jī)器人進(jìn)行體力勞動(dòng)，醫(yī)療保健和通信。一些 機(jī)器人專家預(yù)測 機(jī)器人的進(jìn)化最終將把我們變成半機(jī)械人——人類與機(jī)器的整合。可以想象，未來的人們可以將他們的思想裝入一個(gè)堅(jiān)固的機(jī)器人中，并活上數(shù)千年!

　　無論如何，機(jī)器人在未來的日常生活中肯定會(huì)發(fā)揮更大的作用。在接下來的幾十年里，機(jī)器人將逐漸走出工業(yè)和科學(xué)世界，進(jìn)入日常生活，就像計(jì)算機(jī)在1980年代傳播到家庭一樣。