機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術(shù)，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。

機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務性設備，也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設備。

按照通常的方法，機器人按發(fā)展進程一般可分為三代：第一代的機器人是一種“遙控操作器”；第二代的機器人是一種按人事先編好的程序?qū)C器人進行控制，使其自動重復完成某種操作的方式；第三代機器人是智能機器人，它是利用通過各種傳感器、測量器等來獲取環(huán)境的信息，然后利用智能技術(shù)進行識別、理解、推理并最后作出規(guī)劃決策，能自主行動實現(xiàn)預定目標的高級機器人。

這種粗括的概述根本無法說明機器人技術(shù)發(fā)展的艱辛歷程，而要想具體說明其歷程就必須從各個國家的機器人發(fā)展說起，因為從整體角度看各個國家的機器人發(fā)展過程雖然相互聯(lián)系但又是相互區(qū)別的，不同的歷史背景、社會背景引發(fā)了不同的人們對機器人技術(shù)不同的看法，導致了不同的政策和結(jié)果，此結(jié)果又反過來影響人們的思想和社會歷史的發(fā)展。

機器人的誕生地在美國，1962年美國研制出世界上第一臺工業(yè)機器人，經(jīng)過30多年的發(fā)展，美國現(xiàn)已成為世界上的機器人強國之一，基礎(chǔ)雄厚，技術(shù)先進。綜觀它的發(fā)展史，道路是曲折不平坦的。

由于美國政府從60年代到70年代中的十幾年期間，并沒有把工業(yè)機器人列入重點發(fā)展項目，只是在幾所大學和少數(shù)公司開展了一些研究工作。對于企業(yè)來說，在只看到眼前利益，政府又無財政支持的情況下，寧愿錯過良機，固守在使用剛性自動化裝置上，也不愿冒著風險，去應用或制造機器人。加上當時美國失業(yè)率高達6．65％，政府擔心發(fā)展機器人會造成更多人失業(yè)，因此不予投資，也不組織研制機器人，這不能不說是美國政府的戰(zhàn)略決策錯誤。70年代后期，美國政府和企業(yè)界雖有所重視，但在技術(shù)路線上仍把重點放在研究機器人軟件及軍事、宇宙、海洋、核工程等特殊領(lǐng)域的高級機器人的開發(fā)上，致使日本的工業(yè)機器人后來居上，并在工業(yè)生產(chǎn)的應用上及機器人制造業(yè)上很快超過了美國，產(chǎn)品在國際市場上形成了較強的競爭力。

進入80年代之后，美國才感到形勢緊迫，政府和企業(yè)界才對機器人真正重視起來，政策上也有所體現(xiàn)，一方面鼓勵工業(yè)界發(fā)展和應用機器人，另一方面制訂計劃、提高投資，增加機器人的研究經(jīng)費，把機器人看成美國再次工業(yè)化的特征，使美國的機器人迅速發(fā)展。

80年代中后期，隨著各大廠家應用機器人的技術(shù)日臻成熟，第一代機器人的技術(shù)性能越來越滿足不了實際需要，美國開始生產(chǎn)帶有視覺、力覺的第二代機器人，并很快占領(lǐng)了美國60％的機器人市場。

盡管美國在機器人發(fā)展史上走過一條重視理論研究，忽視應用開發(fā)研究的曲折道路，但是美國的機器人技術(shù)在國際上仍一直處于領(lǐng)先地位。其技術(shù)全面、先進，適應性也很強。

一直與美國相提并論的英國則發(fā)展迥然不同。雖然1967年英國 Hall Automation公司研制出自己的機器人RAMP。但70年代初期，由于英國政府科學研究委員會頒布了否定人工智能和機器人的Lighthall報告，對工業(yè)機器人實行了限制發(fā)展的嚴厲措施，因而機器人工業(yè)一蹶不振，在西歐差不多居于末位。

但是，國際上機器人蓬勃發(fā)展的形勢很快使英政府意識到：機器人技術(shù)的落后，導致其商品在國際市場上的競爭力大為下降。于是，從70年代末開始，英國政府轉(zhuǎn)而采取支持態(tài)度，推行并實施了一系列支持機器人發(fā)展的政策和措施，如廣泛宣傳使用機器人的重要性、在財政上給購買機器人企業(yè)以補貼、積極促進機器人研究單位與企業(yè)聯(lián)合等，使英國機器人開始了在生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛應用及大力研制的興盛時期。

這說明新技術(shù)的發(fā)展是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，誰順應它努力發(fā)展它誰就能獲得發(fā)展，而誰一味的閉關(guān)鎖國排斥它限制它就會因為跟不上時代的發(fā)展而落后。

相對英國的教訓而言，法國由于很早就接受了人工智能技術(shù)并努力發(fā)展它，從而獲得了很大的發(fā)展。法國不僅在機器人擁有量上居于世界前列，而且在機器人應用水平和應用范圍上處于世界先進水平。這主要歸功于法國政府一開始就比較重視機器人技術(shù)，特別是把重點放在開展機器人的應用研究上。法國機器人的發(fā)展比較順利，主要原因是通過政府大力支持的研究計劃，建立起一個完整的科學技術(shù)體系。即由政府組織一些機器人基礎(chǔ)技術(shù)方面的研究項目，而由工業(yè)界支持開展應用和開發(fā)方面的工作，兩者相輔相成，使機器人在法國企業(yè)界很快發(fā)展和普及。

法國的鄰國德國，其工業(yè)機器人的總數(shù)占世界第三位，僅次于日本和美國。但它比英國和瑞典引進機器人大約晚了五六年，其所以如此，是因為德國的機器人工業(yè)一起步，就遇到了國內(nèi)經(jīng)濟不景氣。但是德國的社會環(huán)境卻是有利于機器人工業(yè)發(fā)展的。因為戰(zhàn)爭，導致勞動力短缺，以及國民技術(shù)水平高等因素都是實現(xiàn)使用機器人的有利條件。

到了70年代中后期，政府采用行政手段為機器人的推廣開辟道路；在"改善勞動條件計劃"中規(guī)定，對于一些有危險、有毒、有害的工作崗位，必須以機器人來代替普通人的勞動。這個計劃為機器人的應用開拓了廣泛的市場，并推動了工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展。

日爾曼民族是一個重實際的民族，他們始終堅持技術(shù)應用和社會需求相結(jié)合的原則。除了像大多數(shù)國家一樣，將機器人主要應用在汽車工業(yè)之外，突出的一點是德國在紡織工業(yè)中用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)改造原有企業(yè)，報廢了舊機器，購買了現(xiàn)代化自動設備、電子計算機和機器人，使紡織工業(yè)成本下降、質(zhì)量提高，產(chǎn)品的花色品種更加適銷對路。到1984年終于使這一被喻為"快完蛋的行業(yè)"重新振興起來。與此同時，德國看到了機器人等先進自動化技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)的作用，提出了1985年以后要向高級的、帶感覺的智能型機器人轉(zhuǎn)移的目標。經(jīng)過近十年的努力，其智能機器人的研究和應用方面在世界上處于公認的領(lǐng)先地位。

與西方對立的前蘇聯(lián)（主要是在俄羅斯）在機器人技術(shù)上也是很先進的。前蘇聯(lián)從理論和實踐上探討機器人技術(shù)是從50年代后半期開始的。到了50年代后期開始了機器人樣機的研究工作。1968年成功地試制出一臺深水作業(yè)機器人。1971年研制出工廠用的萬能機器人。

早在前蘇聯(lián)第九個五年計劃（1970年一1975年）開始時，就把發(fā)展機器人列入國家科學技術(shù)發(fā)展綱領(lǐng)之中。到1975年，已研制出30個型號的120臺機器人，經(jīng)過20年的努力，前蘇聯(lián)的機器人在數(shù)量、質(zhì)量水乎上均處于世界前列地位。國家有目的地把提高科學技術(shù)進步當作推動社會生產(chǎn)發(fā)展的手段，來安排機器人的研究制造；有關(guān)機器人的研究生產(chǎn)、應用、推廣和提高工作，都由政府安排，有計劃、按步驟地進行。

前蘇聯(lián)的技術(shù)雖然先進，但其實行的是計劃經(jīng)濟。計劃經(jīng)濟的一個通病是脫離市場，從而使其技術(shù)應用沒有像其他西方資本主義國家那樣出現(xiàn)飛躍。而與此相對取得了巨大成功的則是我們近鄰——日本。

日本在60年代末正處于經(jīng)濟高度發(fā)展時期，年增長率達11％。第二次世界大戰(zhàn)后，日本的勞動力本來就緊張，而高速度的經(jīng)濟發(fā)展更加劇了勞動力嚴重不足的困難。為此，日本在1967年由川崎重工業(yè)公司從美國Unimation公司引進機器人及其技術(shù)，建立起生產(chǎn)車間，并于1968年試制出第一臺川崎的“尤尼曼特”機器人。

正是由于日本當時勞動力顯著不足，機器人在企業(yè)里受到了“救世主”般的歡迎。日本政府一方面在經(jīng)濟上采取了積極的扶植政策，鼓勵發(fā)展和推廣應用機器人，從而更進一步激發(fā)了企業(yè)家從事機器人產(chǎn)業(yè)的積極性。尤其是政府對中、小企業(yè)的一系列經(jīng)濟優(yōu)惠政策，如由政府銀行提供優(yōu)惠的低息資金，鼓勵集資成立“機器人長期租賃公司”，公司出資購入機器人后長期租給用戶，使用者每月只需付較低廉的租金，大大減輕了企業(yè)購入機器人所需的資金負擔；政府把由計算機控制的示教再現(xiàn)型機器人作為特別折扣優(yōu)待產(chǎn)品，企業(yè)除享受新設備通常的40%折扣優(yōu)待外，還可再享受 13％的價格補貼。另一方面，國家出資對小企業(yè)進行應用機器人的專門知識和技術(shù)指導等等。這一系列扶植政策，使日本機器人產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展起來，經(jīng)過短短的十幾年，到80年代中期，已一躍而為“機器人王國”，其機器人的產(chǎn)量和安裝的臺數(shù)在國際上躍居首位。

按照日本產(chǎn)業(yè)機器人工業(yè)會常務理事米本完二的說法：“日本機器人的發(fā)展經(jīng)過了60年代的搖籃期，70年代的實用期，到80年代進人普及提高期。”并正式把1980年定為“產(chǎn)業(yè)機器人的普及元年”，開始在各個領(lǐng)域內(nèi)廣泛推廣使用機器人。

日本政府和企業(yè)充分信任機器人，大膽使用機器人。機器人也沒有辜負人們的期望，它在解決勞動力不足、提高生產(chǎn)率、改進產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本方面，發(fā)揮著越來越顯著的作用，成為日本保持經(jīng)濟增長速度和產(chǎn)品競爭能力的一支不可缺少的隊伍。

日本在汽車、電子行業(yè)大量使用機器人生產(chǎn)，使日本汽車及電子產(chǎn)品產(chǎn)量猛增，質(zhì)量日益提高，而制造成本則大為降低。從而使日本生產(chǎn)的汽車能夠以價廉的絕對優(yōu)勢進軍號稱“汽車王國”的美國市場，并且向機器人誕生國出口日本產(chǎn)的實用型機器人。此時，日本價廉物美的家用電器產(chǎn)品也充斥了美國市場……這使“山姆大叔”后悔不已。日本由于制造、使用機器人，增大了國力，獲得了巨大的好處，迫使美、英、法等許多國家不得不采取措施，奮起直追。日本在八、九十年代被稱為世界工廠，其中機器人技術(shù)功不可沒。

隨著改革開放我國也進入了經(jīng)濟高速發(fā)展的時代，但我們必須清楚現(xiàn)在我國的產(chǎn)品之所以能有競爭力是因為我國廉價的勞動力，但廉價的勞動力并不能解決一切，人民生活水平的提高必然帶來工資的提高，這是一個必然的趨勢，如果我們一味只知道“剝削”工人而不是發(fā)展新科技新技術(shù)以提高勞動能力，則不久的將來我國的勞動力資源就會枯竭，經(jīng)濟就會停滯，還有可能像日本今天那樣經(jīng)濟倒退。所以我國必須著眼于未來重視機器人技術(shù)的發(fā)展。

現(xiàn)在國內(nèi)外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢：

1．工業(yè)機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），單機價格不斷下降。

2．機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機。

3．工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。

4．機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。

5．虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。

6．當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應用的最著名實例。

我國的智能機器人和特種機器人在“863”計劃的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機器人，6000米水下無纜機器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種；在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發(fā)應用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術(shù)和產(chǎn)品。

審核編輯：黃飛

?