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机器人有哪些类型(新手必看)

按照智能机器人的应用功能、智能级别以及行动方式进行分类,有多种不同类别的智能机器人。

按应用功能分类

1) 传感型机器人

传感型机器人是外部受控机器人,机器人的本体上没有智能单元,只有执行机构和感应机构,它具有利用传感信息,包括视觉、听觉、触觉、接近觉、力觉和红外、超声、激光等,进行传感信息处理、实现控制与操作的能力。

受控于外部计算机,目前机器人世界杯的小型组比赛使用的机器人属于该类型。

iRobot 公司在 2002 年 9 月推出旗舰扫地机器人 Roomba 系列后一举成名,仅 2004 一年的销售额就高达 100 万台,其 Roomba980 产品是一个典型的传感型机器人,它配备了视觉传感器、接近感应器、碰撞传感器、地毯传感器等多种传感装置,以侦测障碍物、地形的变化和清洁的需求。

Roomba980 还使用红外传感器来检测房间的轮廓,以确保它可以有效地穿越房间并避开障碍物。这些传感器通过实时收集数据,然后将数据传输到内置的控制单元或外部的计算机,以便机器人能够在房间中自主导航并清扫地面。

2) 自主型机器人

自主型机器人在设计制作之后,不需要人的干预,能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。自主型机器人的本体上具有感知、处理、决策、执行等模块,可以像一个自主的人一样独立地活动和处理问题。

许多国家都非常重视全自主移动机器人的研究。智能机器人的研究从 20 世纪 60 年代初开始,经过几十年的发展,目前,基于感觉控制的智能机器人,又称第二代机器人,已达到实际应用阶段,基于知识控制的智能机器人也取得较大进展,已研制出多种样机。

波士顿动力公司的机器狗 Spot 系列是典型的自主型机器人。Spot 机器人具备多种传感器,包括视觉、激光雷达和红外传感器,以便在各种环境中感知周围的情况,搭载了内置的计算机和决策系统,可以在不同的任务中做出自主决策,如巡逻、执行搜索和救援操作、执行建筑工作等。Spot 机器人还具备移动能力,可以自主导航并穿越各种地形,从楼梯爬升到不同的地点;还可以执行多样的任务,如检查设备、巡逻建筑物或协助在危险环境中工作。

波士顿动力的 Spot 机器人代表了自主型机器人的新一代,它能够在各种环境下独立工作,并且具备感知、决策和执行能力,类似于一个自主的生物体。这个机器人展示了自主型机器人在实际应用中的潜力,可以应对多样的任务和环境,而不需要人的干预。

3) 交互型机器人

交互型机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人机对话,实现对机器人的控制与操作。这类机器人虽然具有部分处理和决策功能,能够独立地实现一些如轨迹规划、简单的避障等功能,但是还要受到外部的控制。

由软银公司(SoftBank)开发的交互型机器人 Pepper 是一个具有高度人机交互能力的机器人,能够通过计算机系统与操作员或程序员进行对话,实现对机器人的控制与操作。Pepper 具备自然语言处理和语音识别技术,可以与人进行对话、回答问题、识别情感和情绪。它还具有视觉传感器和摄像头,可以识别人类面部表情和动作。

虽然 Pepper 具备一定的自主功能,如轨迹规划和简单的避障,但它仍然需要受到外部的控制,以执行更复杂的任务和指令。Pepper 通常用于零售、服务业和教育领域,作为客户服务代表、教育助手或社交伴侣。它的交互性使其能够有效地与人类进行互动,提供信息、娱乐和支持,同时还能够接受来自操作员或程序员的指令,以执行特定任务。Pepper 结合了自主性和人机互动,所以能更好地满足不同应用领域的需求。

小米的 CyberOne 是一款全新的智能机器人项目,旨在推动机器人技术在中国及全球的发展。CyberOne 足运动姿态平衡,四肢强健、动力峰值转矩 300N·m 等领先能力。CyberOne 以人工智能为内核,标准人形为载体,搭载小米自研 Mi-Sense 深度视觉模组,结合 AI 算法,具有完整的三维空间感知能力,能够实现人物身份识别、手势识别、表情识别的功能。

按智能级别分类

随着机器人技术的发展,根据功能不同,机器人又被分为一般机器人和智能机器人。其中,一般机器人是指只具有一般编程能力和操作功能的机器人,目前我国生产的机器人大多数属于这一类。

智能机器人并没有统一的定义,大多数专家认为智能机器人至少要具备以下几大功能特征:
无论是现代的工业机器人还是服务机器人,最终都将发展为具有学习能力的智慧型机器人。智能机器人又称为下一代机器人。随着 3D 视觉感知、力觉传感器等技术的不断进步和与工业互联网、云计算、大数据等新一代信息技术的深度融合,下一代机器人的智能化程度将进一步提高,对外界的感知能力将进一步增强,可以完成动态、复杂的作业使命,实现多机协同,并与人类协同作业。

1) 原型机器人

原型机器人只能死板地按照人给它规定的程序工作,不管外界条件有何变化,自己都不能对程序也就是对所做的工作进行相应的调整。如果要改变机器人所做的工作,必须由人对程序做相应的改变,因此它几乎是毫无智能的。

2) 弱智能机器人

这类机器人的智能为弱人工智能,是指擅长单个方面的人工智能。例如,战胜世界围棋冠军的人工智能 AlphaGo,只会下围棋,而无法辨识一下猫狗等动物。现在实现的几乎全为弱人工智能。

它们具有像人那样的感受,识别、推理和判断能力,在给定修改程序的原则前提下,可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序,即能适应外界条件变化并自身做相应调整。

3) 强智能机器人

这类机器人是智能类似人类级别的人工智能,即在各方面都能和人类比肩。创造强人工智能比创造弱人工智能难得多,现在还基本做不到。

美国特拉华大学心理学教授 Linda Gottfredson 把智能定义为“一种宽泛的心理能力,能够进行思考、计划、解决问题、抽象思维、理解复杂理念、快速学习和从经验中学习等操作”。强人工智能在进行这些操作时应该和人类一样得心应手。

目前入门级别的强智能机器人具有感觉、识别、推理和判断能力,同样可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序。所不同的是,修改程序的原则不是由人规定的,而是机器人自己通过学习、总结经验来获得修改程序的原则。这种机器人已拥有一定的自动规划能力,能够自己安排自己的工作。因为这种机器人可以不要人的照料,完全独立的工作,故称为高级自律机器人。

按行动方式分类

一般而言,移动机器人的移动机构主要有轮式移动机构、履带式移动机构及足式移动机构,此外还有步进式移动机构、蠕动式移动机构、蛇行式移动机构、混合式移动机构和飞行式移动机构,以适应不同的工作环境和场合。

一般室内移动机器人通常采用轮式移动机构,室外移动机器人为了适应野外环境的需要,多采用履带式移动机构。

一些仿生机器人,通常模仿某种生物运动方式而采用相应的移动机构,如机器蛇采用蛇行式移动机构,机器鱼则采用尾鳍推进式移动机构。其中,轮式的效率最高,但适应性能力相对较差;足式的移动适应能力最强,但效率最低。

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