自动化导论学位论文
自动化导论论文
论文题目：人形机器人的国内外研究现状及发展趋势
学生姓名：阿百川
学号：2115
专业：自动化
导师姓名： 职称：
2016年11月22日
自动化导论学位论文
目录
摘要……………………………………………………………………………………… ⅰ
1.概述…………………………………………………………………………………… .1
1.1 人形机器人简介…………………………………………………………………………...1
1.2 人形机器人的构成及特点. ……………………………………………………………….1
1..3 人形机器人的发展 ……………………………………………………………………….1
2.研究现状………………………………………………………………………………… 2
2.1 人形机器人在国外的发展………………………………………………………………….2
2.2 人形机器人在国内的发展…………………………………………………………………..3
3.发展趋势………………………………………………………………………………… 4
4.参考文献………………………………………………………………………………… 5
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摘要
随着人类科技不断发展，机器人技术逐渐走入大家的视线，人形机器人的开发与普及更是人们当下关心的热点。人形机器人的研究目前共有几大方向，例如人行走时的步态分析，人工智能以及机器人的定位和环境地图（SLAM技术）等。日本在仿人步行机器人方面的研究已经相对成熟，美国一直侧重于人工智能方面的研究，机器人“科戈”就是其研究硕果。我国虽然对机器人研究起步较晚，但在SLAM方面的研究已取得了不错的成果。随着人形机器人研究范围逐渐扩宽，日后机器人的应用领域越来越广泛。
关键词：步态分析；人工智能；SLAM技术；仿人步行机器人；科戈
With the continuous development of science and technology, human robot
Abstract
technology gradually into the line of sight of people, the development and popularity of the humanoid robot is people care about the present hot spots. Humanoid robot research at present there are a few general direction, for example, the pedestrian walking gait analysis, artificial intelligence and the robot's location and environment map (SLAM technology), etc. Japan's humanoid walking robot research has been relatively mature, the United States has been focused on research in artificial intelligence, robot \\\its research fruits. Although the research on robot starts late in our country, but in the research of SLAM has achieved good results. As the humanoid robot research scope expanding gradually, application field of robot is more and more widely in the future.
Key word: gait analysis; Artificial intelligence; SLAM technology; Humanoid walking robot; Secco's
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1 概述
1.1 人形机器人的简介
人形机器人又称仿人机器人，是一类具备人类的外形特征和行动能力的智能机器人，可以采用双腿行走方式，通过手臂和身体的协调完成一些简单的功能，以及通过简单的语言和人类交流，因而相比起传统机器人具有明显优势。“robot”一词最早出现于1886年利尔亚当在的小说《未来夏娃》中，这位法国作家把一种类人机器命名为\安德罗丁\，这就是历史上出现最早的人形机器人。按照利尔亚描述，人形机器人由4部分组成:生命系统(平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等);造型解质(关节能自由运动的金属覆盖体，一种盔甲);肌肉(在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态);人造皮肤(含有肤色、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等)。
1.2 人形机器人的构成及特点
现代的人形机器人一种智能化机器人，例如 ROBOT·X人形机器人，在机器的各
活动关节配置有多达17个伺服器，具有17个自由度，特显灵活，更能完成诸如手臂后摆90度的高难度动作。它还配以设计优良的控制系统，通过自身智能编程软件便能自动地完成整套动作。人形机器人随音乐起舞、行走、起卧、武术表演、翻跟斗等杂技以及各种奥运竞赛动作，。ROBOT·X人形机器人采用世界著名的日本FUTABA伺服器，具有高扭力、高转速、高稳定 、反应灵敏、无抖动、转动角度大等优点，超快速高精度金属齿轮，耐冲击。
1.3 人形机器人的发展
人形机器人包含多门高科技应用学科于一体，已成为判断一个国家高科技实力和发展水平的重要标准，因此，世界上许多发达国家都不惜斥巨资对其性能进行开发研究。日本、英国，美国等国都在人形机器人方面进行了大量长时间段的研究工作，并已取得显著的进展和一定成果。人形机器人的出现离不开机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等学科的技术发展推进，随着机器人研究领域越来越宽，机器人范围的扩大和人类日常生活需要的产物。人形机器人形态与人类相似，容易给人造成亲近感，并且不会产生排斥心理，相比较传统机器人被能更快人类所接受，所以人形机器人在未来的日常应用中的人工智能会是将来研究的一大课题。
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2 研究现状
2.1 人形机器人在国外的研究现状
人形机器人的研究起步于上世纪60年代后期，目标是解决人形机器人的双足行走问题。如日本早稻田大学加藤一郎教授在1969年研制出WAP一1平面自由度步行机。1973年，加藤等人在WL- 5的基础上配置机械手及人工视觉、听觉装置组成自主式机器人WAROT- 1。此后，人形机器人研究也逐步扩展到人工智能方面在此后很长的一段时间里，人形机器人的研究重点是行走机构的研究，如采取新的驱动方式和步行方式的控制方法，提高人形机器人的行走速度，近期的技术发展使得人形机器人具备奔跑能力(索尼的SDR-3X）。 日本在人形机器人方面做出了重要尝试，而其他技术强国也在机器人上做了大量的工作，但侧重点和运用环境和日本有较大的不同。以美国为例，由于美国的机器人运用偏重于军事应用，重点强调智能军用的是机器人的功能，所以美国的机器人在外形上趋向于机器结构，而在外形上并不做过多的研究这也是美国的机器人研究区别于日本的主要特点。美国一直注重智能机器人和军用机器人的研究，研发出多种功能强大的智能机器人和军用机器人，虽然这些智能机器人功能很强大，智能化程度也更高，以美国最新的智能军用机器人“大狗”为例，图6这个形似机械狗的四足机器人由波士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计。长度为lm，高0.7m，重量为75kg，从外形上看，它基本上相当于一条真正的大狗。它不仅仅可以爬山涉水，还可以帮助士兵承载较重负荷。“大狗”的四条腿完全模仿动物的四肢设计，内部安装有特制的减震装置，行进速度可达到7kg/h。“大狗”机器人的内部安装有一台计算机，可根据环境的变化调整行进姿态。而大量的传感器则能够保障操作人员实时地跟踪”大狗”的位置并监测其系统状况。“大狗”既可以自行沿着预先设定的简单路线行进，也可以进行远程控制。最近，美国计划将这种“大狗”军用机器人，作为美国增兵计划的一部分将被派往阿富汗，和美军作战人员一同参加军事任务。
瑞士苏黎世大学的人工智能实验室在9月内成功打造出一款先进的人形机器人Roloy据悉，Roloy是一款依靠徒来进行驱动的机器人，拥有人造肌肉研究人员表示，在不久的将来，Roloy将会被“披上”一层柔软的皮肤Roloy被定位成一款“协助性机器人”，将帮助一些年迈的老人们在没有家人的照看下正常地生活。
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