工业人工智能机器人介绍(二)-技术圈

怎样从机器人的“手相”看出它是干什么职业的呢？

很简单。瞧，三钩抓钳，那是吊钩大型铸件用的；吸盘，是吸拿玻璃板用的；铲斗，是装散物质用的；钻头、喷漆枪、自动螺帽扳手……器械直接固定在手上，而不是固定在现在已经不需的夹具中。

人类的双手无所不能，机器人“双手”的终端装置同样也是形形色色的。最流行的是像鸟嘴或蟹螫虫一样的“二趾爪”，它可以完成抓取和移送大多数零件。如果要求更牢固地抓住零件，尤其是圆形零件，就要使用三趾爪；如果零件又粗又长，那就改用多爪抓钩——用几个二趾爪或三趾爪从许多地方同时抓住长管子；输送液体使用斗勺，抓取散体物使用三爪小斗勺；如果零件是很大的平板形的，那就使用类似章鱼身上的吸盘；如果抓取钢件或白铁件，还可以用磁性抓具。如果要抓管型的或空心圆柱体件，则可以用张合的抓爪、特殊的梨状充气器、穿进管子去的小棒子。

除了灵巧之外，机器人的“手”大小也不同：有用以抓取好几吨重的轴辊的大爪子，也有用来同微电子产品和钟表齿轮打交道用的小镊子。有些像胡须一样细的手指需要用显微镜来看，才知道它如何同小小的零件打交道。总之，机器人的“手”可能模仿一切动物的手、爪，甚至为了美观，有时可能“发育”得更加优雅。但就目前而言，还是仅以实用为主要目的。

学会走路人们习惯于把机器人所进行的动作分为三类：局部动作、区域动作、总体动作。

局部动作——是我们借助于手而进行的各种操作，如抓、放、翻转、插入、取出。

区域动作——是运用整条手臂的机械能力来进行的。机器人在基座不动的情况下，将零件从一个地方移到另一个地方。

总体动作——是机器人的自身移动。

我们现在来谈谈机器人的整体动作。我们知道，人要整体动作就要有脚，车子要整体动作也要有“脚”——车轮。机器人要完成总体动作，同样要有“脚”。

给机器人制造脚的历史可以追溯到19世纪中叶。俄罗斯数学家切贝绍夫设计出了著名的“百足机器人”。这是由四个希腊字母“λ”形机械结合成的一种机器人。机器人的脚踩到地面时，它就向前平移；脚离开地面，它就在空中沿曲线运动，好像步行者的脚步在空中划出的轨迹。切贝绍夫的后继者使机器人的“脚”模仿人脚或动物蹄爪的动作。前苏联的阿尔托夫斯基在理论上解决了机器人脚的关键性问题。最后，列宁格勒仪表制造研究所的专家们制造出了前苏联最早的步行机器人。这个步行机器人有六只脚，脚上布满了传感器，所以脚在空间的位置以及脚接触平面的情况等数据便能不断地输入机器人的电脑。

“六脚人”走路能快能慢，但始终处于稳定状态。这使四脚机器人保持稳定的问题已变得更加迫切了。美国工程师利斯顿研制的装配着控制器的“四脚马”，在冶金中是能派上用场的，比如，可以将大块的钢坯从热处理车间送到锻压工段和冲压工段。它需要有300公斤的起重力。这个机器人靠自整步电动机驱使脚运动，让脚移动的思维借助于现代化的微机。美国宇宙勘探国家管理局为勘查月球表面积，积极研制八脚和六脚运输机械：四只或三只脚用来保持平衡，其余的四只或三只脚用来移动身体。这些机械的外形好像两个联结在一块儿的立着的手提箱。每一个手提箱里都有一个发动机和一些四只脚的铰链机构，迈步时两条腿膝盖朝前，而另外两条腿膝盖朝后，跟动物走路的动作完全一样。此外，较著名的四脚机器人有以下两种：美国通用电器公司制造的运输机械和模仿马的动作的马格结构。

但也有人将目光转向了两脚机器人。如通用电器公司制造的运输模型；日本早稻田大学伊藤博士正在研制的仿人步行两脚机器人。在这个类人步行机器人身上，采用了专门研制的人造筋肉：这些筋肉是一些柔韧的橡皮软管，这些橡皮软管联结成一些不大的嘟噜，分成三组。处于通常的松驰状态时，这些筋肉无力地下垂着。要让筋肉绷紧，只要向里注放压缩空气，这三组筋肉便鼓成圆球。筋肉收缩时，附在筋肉上的腿、脚骨骼就会举起来迈步。

现在，许多国家制造了各种各样的机器人，特别是会步行的机器人。不过，他们的步姿却千姿百态，大异于人类。人在狂奔时忽然被一个东西拦住，将会被拌倒；而目前的机器人，无论什么时候都处于平衡状态。它们如此稳定，以致于不太灵活。而要让两脚机器人真正成为步行者，却又要帮助它们解决不稳定的问题。

美国麻省理工学院的一批研究者正致力于解决这一问题。他们研制出了独立的能跳跃的自控腿。这条腿还装备了微型电子计算机和电源。它的唯一“关节”是膝盖。“脚掌”是一个十字架，十字架可以使脚不歪倒。这条1.5米的腿能站立、伸直、朝前迈进并重新抬起来。研究者们想使它朝任意方向跳跃移动。目前，独腿机器人正处于训练阶段。它的计算机自己编制程序，用试验和失误的方法编制出最佳的跳跃方式。脚通过不断发生失误并“记住”自己的失误从而取得经验，步子便会越来越稳。有时它的坚韧不拔很令人感动：它开始是躺在地板上，然后站立起来，缓缓前倾，做好准备跳跃的姿势。随后“脚掌”一蹬，跳了起来，落地后站立不稳，受到惯性吸引，又向前倾斜，这时它又做好了朝前跳跃的准备。