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機(jī)器人感知與傳感器技術(shù)的未來發(fā)展

2016年02月01日 11:45 Ofweek 作者:佚名 用戶評論(0

   傳感技術(shù)同計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱。從仿生學(xué)觀點,如果把計算機(jī)看成處理和識別信息的“大腦”,把通信系統(tǒng)看成傳遞信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”的話,那么傳感器就是“感覺器官”。傳感技術(shù)是關(guān)于從自然信源獲取信息,并對之進(jìn)行處理(變換)和識別的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù),它涉及傳感器(又稱換能器)、信息處理和識別的規(guī)劃設(shè)計、開發(fā)、制/建造、測試、應(yīng)用及評價改進(jìn)等活動。

  獲取信息靠各類傳感器,它們有各種物理量、化學(xué)量或生物量的傳感器。按照信息論的凸性定理,傳感器的功能與品質(zhì)決定了傳感系統(tǒng)獲取自然信息的信息量和信息質(zhì)量,是高品質(zhì)傳感技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)造第一個關(guān)鍵。信息處理包括信號的預(yù)處理、后置處理、特征提取與選擇等。識別的主要任務(wù)是對經(jīng)過處理信息進(jìn)行辨識與分類。它利用被識別(或診斷)對象與特征信息間的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型對輸入的特征信息集進(jìn)行辨識、比較、分類和判斷。因此,傳感技術(shù)是遵循信息論和系統(tǒng)論的。它包含了眾多的高新技術(shù)、被眾多的產(chǎn)業(yè)廣泛采用。它也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件,應(yīng)該受到足夠地重視。

  為了提高制造企業(yè)的生產(chǎn)率(或降低運行時間)和產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本,工業(yè)界對傳感技術(shù)的基本要求,是能可靠地應(yīng)用于現(xiàn)場,完成規(guī)定的功能。

  現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢

  1.現(xiàn)狀

  無論是國內(nèi)還是國外,與計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)相比,傳感技術(shù)的發(fā)展都落后于它們。從80年代起才開始重視和投資傳感技術(shù)的研究開發(fā)或列為重點攻關(guān)項目,不少先進(jìn)的成果仍停留在研究實驗階段,轉(zhuǎn)化率比較低。

  我國從60年代開始傳感技術(shù)的研究與開發(fā),經(jīng)過從“六五”到“九五”的國家攻關(guān),在傳感器研究開發(fā)、設(shè)計、制造、可靠性改進(jìn)等方面獲得長足的進(jìn)步,初步形成了傳感器研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的體系,并在數(shù)控機(jī)床攻關(guān)中取得了一批可喜的、為世界矚目的發(fā)明專利與工況監(jiān)控系統(tǒng)或儀器的成果。但從總體上講,它還不能適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)與科技的迅速發(fā)展,我國不少傳感器、信號處理和識別系統(tǒng)仍然依賴進(jìn)口。同時,我國傳感技術(shù)產(chǎn)品的市場競爭力優(yōu)勢尚未形成,產(chǎn)品的改進(jìn)與革新速度慢,生產(chǎn)與應(yīng)用系統(tǒng)的創(chuàng)新與改進(jìn)少。

  機(jī)器人技術(shù)

  機(jī)器人的研究從一開始就是擬人化的,所以才有機(jī)械手、機(jī)械臂的開發(fā)與制 作,也是為了以機(jī)械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險。但近十幾年來,機(jī)器人的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化,而且涵蓋了許多領(lǐng)域,應(yīng)用的范疇十分廣闊。大而言之,用之于太空開發(fā),月球車,深海探測器,海洋石油開采,航天飛機(jī)機(jī)械臂等,小至微型手術(shù)機(jī)械,生命監(jiān)測儀等。軍事上的用途更是日新月異,從拆彈器、清除地雷器到無人駕駛飛機(jī)、戰(zhàn)車,有人甚至預(yù)測未來戰(zhàn)爭可能如星球大戰(zhàn)一樣,是機(jī)器人的戰(zhàn)爭。至于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、遺傳生物產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)、文化產(chǎn)業(yè)、電訊業(yè)、能源開發(fā),都將因機(jī)器人的大量登場而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國電訊公司未來學(xué)部門研究員曾因準(zhǔn)確預(yù)測手機(jī)短訊、垃圾電郵及網(wǎng)上搜尋引擎的出現(xiàn)而聞名,在最近公布的科技展望五十年的預(yù)測中,其中就有數(shù)條是關(guān)于機(jī)器人的。

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( 發(fā)表人:林錦翔 )

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