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家庭的粉刷这种机器人已经得到了小批量的使用,这是在建筑方面的一些体现。
还有像食品包装,缝纫这也都是说,面向服务家庭也食品这方面的应用,包括对香肠的这种包装,实际上它一方面提高了自动化水平,但另一方面,也提高了卫生程度,不然的话人类参与的话,总会带来一些不卫生的因素,包括服装裁剪,现在我们做衣服,人们越来越追求个性化,那么现在从他们有些大学在研究,包括你希望的样子,包括你站在这块儿给你扫描以后,把你的体型给你扫描出来,机器人能自动地给你设计出适合你这种身材的样子,通过你的选择和修改,然后机械手自动地对它的布料进行裁剪,最后,还有一些生产线能够自动缝纫,在英国,很多国家,也都在开发这样的一些机器人装置。
还包括消防救护机器人,在日本发展的比较多,那么像高楼建筑一旦发生火灾,那么大家知道这是很危险的事情,也是很痛苦的事情,那么通过机器人来辅助来进行救护,把人从高楼救下来,然后进行抢救,包括高楼着火的时候,它可以用这种机械爬到大楼上去,进行喷水,或者是进行切断一些电缆等等这样的工作,都可以用机器人来完成。
那么医疗机器人,是近五年来发展比较迅速的一个新的应用领域,那么这个也可以看到几个方面,包括人是一个非常珍贵的生物,那么包括人的眼球、神经、血管都很精细,那么如果人手术的时候,医生来手术,一个是疲劳,另一个人手操作的精度还是有限的,那么这是在德国,一些大学里面,面向人的脊椎,如腰间盘突出这种病,进行识别以后,能够自动地用机器人来辅助进行定位,进行操作和手术。还有一类叫康复机器人,康复机器人像比方说,现在发病量比较大的是偏瘫和半身不遂这种病患,当他恢复治疗完以后,需要对他的肢体进行锻炼和恢复,那么如果医生是有限的,不可能一个医生,天天给一个病人进行按摩或牵引这样的工作,那么家庭的人员都上班,没有时间照顾,那么用一个机器人,可以对他的手进行牵动,天天强迫他进行锻炼,使人的肌肉的恢复达到最好,更为精细的工作像很多大学和一些医院在开发像人的脑手术,这个是很危险的事情,但是,已经得到了很好的例证,包括北航开发出了对人脑的定位和钻孔这样的工作,还包括像美国已经有一千多例机器人对人眼球进行手术,这样的机器人,还包括通过遥控操作的办法,实现对人的胃肠这种手术,大家在电视里边看到,一个机械手,大概有手指这样粗细的一个机械手,通过插入腹脏以后,人在屏幕上操作这个机器手,同时对它用激光的方法对病灶进行激光的治疗,这样的话,人就不用很大幅度地破坏人的身体,这实际对人的一种解放,是非常好一种机器人,医疗机器人它也很复杂,一方面它完全自动去完成各种工作,是有困难的,一般来说都是人来参与,这是美国开发的一个林白手术这样一个例子,人通过在屏幕上,通过一个遥控操作手来控制另一个机械手,实现通过对人的腹腔进行手术,前几年我们国家展览会上,美国已经成功的实现了对人的心脏瓣膜的手术和搭桥手术,这已经在机器人领域中,引起了很大的轰动,还包括,AESOP的这种外科手术机器人,它实际上通过一些仪器能够对人的一些病变进行检查,通过一个机械手就能够实现对人的某些部位进行手术,还包括遥操作机械手,以及多个医生可以在机器人共同参与下进行手术,包括机器人给大夫医生拿钳子、镊子或刀子来代替护士的工作,同时把照明能够自动的给医生的动作联系起来,医生的手到哪儿,照明就去哪儿,这样非常好的,一个医生的助手。
那么还有几个例子,像人肩关节的手术,还包括脑外科神经手术,那么这个手术应该难度是很大的,风险是很大的,但是人在参与下,实现了准确的定位,对人体的恢复是十分有益的。另一个比较体现机器人应用的一个显示度的一个研究,是水下机器人,首先我们要回答为什么要开发水下机器人,那么人随着人们的对陆地资源的这种不断地消耗,人们也已经认识到,我们怎么样去获得更多的资源,人们把目光已经放到宇宙和水下,那么海洋的资源是非常丰富的,包括矿产资源像铜、锰、镍、钴这些资源是地面资源的上千倍,这个资源是非常大的,包括空间,那么海底探测、海上打捞、海下侦查、排险,包括我们看的电影《泰坦尼克号》,大概我们看到了一个小机器人来进行水下拍摄,还包括俄罗斯的核潜艇,发生事故以后,实际上很多大学希望能够参与,能够用机器人来进行救护等等,那么反过来说水下的应用中,机器人是大显身手的,因为人在海底下的工作,是非常危险的,这个方面,应该说在美国、法国、俄罗斯研究的是水平比较高,那么这是法国的一个水下作业机器人,在日本“海沟号”潜水器已经到了水下几千米,进行了海底的探测和海底的一些矿物的收集这样的工作。
那么我们国家的这个方面也不甘落后,应该说继美国、俄国和法国之后,我们国家这个方面,也是走向了国际的前列,这是中科院沈阳自动化所开发和研制成功,水下六千米无缆自治水下机器人,那么这个机器人到水下六千米,能够无缆进行作业,这是刚被获得2000年我们国家十大科技成果之一,这个标志着我们国家在水下机器人这块,已经达到了国际先进水平,目前我们在863计划,在开发水下七千米的有载人潜器来对海洋进一步的开发和作业,这也是投了很大的财力和物力,那么水下机器人和其他工业机器人以及上述的这种服务机器人有哪些不同呢?
第一个要承受深水高压而不变形,六千米这个气压是很高,几十个大气压,你要求它密封要好,而且强度要高,还不变形,另一个方面,耐高水压的动态密封结构和技术以及远距离水上通讯和处理技术,这方面很重要,在水下怎么样实现无线的这种通讯,这也是在水下机器人遇到的一个技术难点,还有航行控制技术,水下机器人进行方位控制的时候,通过卫星来进行导向,这里边不像在陆地上进行导航,不然没有一个很好的导航,水下机器人就偏了,或者走出我们要求的水域,还有环境的识别,比方说在海底的形貌是十分复杂的,如何能自动的识别海底的形貌,这也是非常重要的,包括安全和能源技术,这都是在水下机器人中一个方面,比较重要的技术。
再一个我们在空间机器人研究这块,国际上也很热,包括像欧洲十六国在联合空间计划,面向未来太空的这种太空舱这样一个整个计划,其中有一点就是空间机器人,它的主要意义在于开发宇宙,造福人类,创造人类新的家园,它主要的功能是在于科学考察,像空间生产和科学实验,卫星和航天器的维修和修理,以及空间建筑的装配,这几个应用,确实是必要的,比方说科学考察,如果对像地面的模拟一些物理和化学实验,不一定非得人在太空舱里边,因为人在太空舱里生存一天的费用,将近是一百万美金,而且也很危险,那么其实有些动作是很简单的,人通过在地面上,通过卫星进行控制机器人,再定期的完成某种预定的动作,实际是很简单的,还有包括像太空舱进行控制一些实验,一些开关、按钮、法兰简单的维修维护,都可以用机器人来完成,因为机器人有太阳能电池的话,那么机器人就能够生存,就能工作,通过上次我们刚才介绍机器人发展的应用,在不同领域的应用,也确实看到了机器人在工业、医疗、水下、空间、采掘、建筑、服务、娱乐、军事方面的应用,也的的确确看到,是由于应用带动了关键技术的发展,没有需求,机器人就不能发展,正是因为人们在认识自然改造自然过程中,需要各种各样的机器人,所以才促进了这项关键技术的发展,促进了机器人本身问题的发展,从另一个方面,由于关键技术的解决,以及应用的需求,就促进了机器人学本身的一个主题的发展,智能化,由原来的示教再现,发展成目前局部感知功能的第二代机器人,最终的目标,是不断地随着其它学科和先进技术的发展,使机器人内涵不断丰富,最终实现智能机器人这样一个主流,最终,我们得到这样一个结论。
那么机器人是人类的得力助手,能友好相处的可靠朋友,将来我们会看到人和机器人会存在一个空间里边,成为一个互相的助手和朋友。机器人会不会产生饭碗的问题。我们相信不会出现“机器人上岗,工人下岗”的局面,因为人们随着社会的发展,实际上把人们从繁重的体力和危险的环境中解放出来,使人们有更好的岗位去工作,去创造更好的精神财富和文化财富,机器人来做这些危险环境的工作,展望21世纪机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样,会深入地应用到各个领域,所以很多专家预测,在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期,也是智能机器人发展的一个关键时期,目前国际上很多国家,也对机器人对人类社会的影响的估计提出了新的认识,同时,我们也可以看到机器人技术,涉及到多个学科,机械、电工、自动控制、计算机测量、人工智能、传感技术等等,它是一个国家高技术实力的一个重要标准。
刚才我们用了短暂的时间,讲了机器人的发展以及我们对机器人的看法,进行了简单地介绍,相信大家在今后的学习中,能够加入到我们研究机器人这个行列中,我也相信在不久的将来,在这里边,会产生很多机器人专家,会创造出更多、更好、更丰富、更智能的机器人。