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未来科技发展趋势:人工智能首当其冲

来源:www.phb123.com 时间:2014-08-17 14:32 编辑:phbcms 手机版

  智能机器人作为一种包含相当多学科知识的技术,几乎是伴随着人工智能所产生的,我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人,它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的“活物”。其实,这个自控“活物”的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂,智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,听觉、触觉、嗅觉。

  除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段,这就是筋肉,或称自整步电动机,它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。智能机器人之所以叫智能机器人,这是因为它有相当发达的“大脑”。在脑中起作用的是中央计算机,这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是,这样的计算机可以进行按目的安排的动作。通过计算机操作,智能机器人可以执行一些以前无法完成的命令,还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。

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  智能机器人的未来发展

  智能机器人的开发研究取得了举世瞩目的成果。一些科学家认为,正如宇宙学上存在着一个让所有物理定律都失效的“奇点”一样,信息技术也正朝着“超人类智能”的奇点迈进。计算机科学家雷蒙德·库兹韦尔相信,这个信息奇点即将到来,那时,人工智能将超越人脑,人类的意义将彻底改变;那时人将“不人”,而是与机器融合,成为“超级人类”。那么,未来智能机器人技术将如何发展呢?

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  (1)人工智能技术在机器人中的应用

  一般的工业机器人的控制器,本质是一个数值计算系统。如若把人工智能系统(如专家系统)直接加到机器人控制器的顶层,能否得到一个很好的智能控制器?其实并不那么容易。因为符号处理与数值计算,在知识表示的抽象层次以及时间尺度上的重大差距,把两个系统直接结合起来,相互之间将存在通信和交互的问题,这就是组织智能控制系统的困难所在。

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  由于这些困难,要把人工智能系统与传统机器人控制器直接结合起来就很难建立实时性和适应性很好的系统,为了解决机器人的智能化,组成智能机器人系统,研究者们将面临许多困难且需要做长期努力。

  (2)操作器

  工业机器人手臂的设计制造已趋于成熟,因此在智能机器人操作器方面的研究,人们的兴趣主要集中在各种具有柔性和灵巧性的手爪和手臂上。机器人手臂结构要适应智能机器人高速、重载、高精度和轻质的发展趋势。目前,要让机器人作业一个小时,其软件编制需要60个小时,费时又费工。改善这种状况,需要从软件和硬件两方面着手,如多指多关节灵巧手是一种模拟人的通用手,它能比较逼真地记录和再现人手的熟练动作,受到研究者的青睐。由于它涉及到操作力学、结构学、基于传感器的控制、传感器融和等方面的问题,研制的难度很大,因此到目前为止,还没有一种成熟的产品投放市场。

  (3)移动技术

  移动功能是智能机器人与工业机器人显著的区别之一。附加了移动功能之后,机器人的作业范围大幅度增加,从而使移动机器人的概念也从陆地拓展到水下和空中。近几年来,在欧美国家的机器人研究计划中,移动技术占有重要的位置。另一个倾向则是移动的运动控制与视觉的结合日益密切。这种倾向在美国ALV项目中已初见端倪,最近则越过了静态图像识别的框框,进入主动视觉和主动传感的阶段。显然,智能机器人在非结构环境中自主移动或在遥控条件下移动,视觉-传感器-驱动器的协调控制不可缺少。

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  (4)动力源和驱动器

  智能机器人的机动性要求动力源轻、小、出力大。而现有的移动机器人无一例外地拖着“辫子”。智能机器人性能指标的改进是无止境的,对驱动器的要求也越来越高。什么是客观的衡量标准呢?一个容易接受的办法就是把它与人的体能加以比较。从这个角度来看,智能机器人驱动技术目前差距还相当大,有待改进。

  (5)仿生机构

  智能机器人的生命在创新,开展仿生机构的研究,可以从生体机构、移动模式、运动机理、能量分配、信息处理与综合,以及感知和认知等方面多层次得到启发。目前,以驱体为构件的蛇形移动机构、人工肌肉、象鼻柔性臂、人造关节、假肢、多肢体动物的运动协调等等受到人们的关注。仿生机构的自由度往往比较多,建立数学模型以及基于数学模型的控制比较复杂,借助传感器获取信息加以简化可能是一条出路。

  智能机器人在当今社会变得越来越重要,越来越多的领域和岗位都需要智能机器人参与、这使得智能机器人的研究也越来越频繁。虽然我们现在仍很难在生活中见到智能机器人的影子。但在不久的将来,随着智能机器人技术的不断发展和成熟。随着众多科研人员的不懈努力,智能机器人必将走进千家万户。

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  人工智能先驱、未来学家雷·科兹威尔预言:到了2020年,我们将成功通过逆向工程制造出人脑。2030年末,计算机智能将赶上人类。2045年,人工智能会掌管全球科技发展。至此之后,人工智能的摩尔定律被打破,科技将呈现爆炸式发展。人类文明已经被人工智能所掌握,2045年以后的科技发展,已经无法被精确预测了。

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