机器人基础知识 50 讲|机器人的前世今生（一）
发布时间：2019-07-03
来源：中工招商网
1253
01“机器人”名称由来
“机器人”一词源于一个科幻的形象。
1920年，捷克作家Karel Capek发表了一个科幻剧“Rossum’s Universal Robots”（罗萨姆的万能机器人），robot是由捷克文robota（意为农奴、苦力）衍生而来的。
图：作家捷克
剧中描述了一家发明类人机器robot的公司，该公司将robot作为工业产品推向市场，让它们去充当劳动力。它们按照主人的指令工作，没有感觉和感情，以呆板的方式从事繁重的劳动。
——
02“机器人”的历史
————
“机器人”一词虽然出现得较晚，但是这一概念在人类的想象中却早已出现。制造机器人是机器人技术研究者的梦想，代表了人类重塑自身、了解自身的一种强烈愿望。自古以来，就有不少科学家和杰出工匠制造出了具有人类特点或具有模拟动物特征的机器人雏形。
————
|中国关于“机器人”的历史
l 《列子·汤问》记载，西周时期周穆王在位时，能工巧匠偃师制造出一个逼真的机器人，它和人一样能歌善舞，这是我国最早记载的具备机器人概念的文字资料。
l 《墨经》记载，春秋后期，木匠鲁班在机械方面也有所造诣，他曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日而不下”。
l 三国时，又出现了能替人搬东西的“机器人”。它是由蜀汉丞相诸葛亮发明的，能替代人运输物资的机器——“木牛流马”，也就是现代的步行机机器人。它在结构和功能上相当于今天运输用的工业机器人。
图：木牛流马
|日本关于“机器人”的历史
l 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪演出。
图;竹田近江
l 18世纪末，人们通过改进，制造出了端茶玩偶。它是木质的，发条和弹簧是用鲸鱼须制成的，它双手捧着茶盘，如果把茶杯放在茶盘上，它便会向前走，把茶端给客人，客人取茶杯时，它会自动停止行走，客人喝完茶把茶杯放回茶盘上时，它就又转回原来的地方。
l 从江户时代末期到明治时代一直为日本民众所熟悉的「射箭童子」
图：射箭童子
|西方国家关于“机器人”的历史
l 1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭。它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能机械化，以进行医学上的分析。
l 公元1768—1774年间，瑞士钟表名匠德罗斯父子设计出三个像真人一样大小的机器人——写字偶人、绘图偶人和谈风琴偶人。
|历史总结
l 进入20世纪40年代后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心或关注。
l 20世纪50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图所示。
图：操纵机械手
这是一种主从型控制系统，系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主、从机械手之间由防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主、从机械手系统的出现为机器人的产生及近代机器人的设计与制造做了铺垫。
l 针对人类社会对即将问世的机器人的不安，1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。
第一法则机器人不得伤害人类，或袖手旁观坐视人类受到伤害；
第二法则除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命令；
第三法则在不违背第一及第二法则下，机器人必须保护自己。
l 1954年，美国德沃尔（George Devol）最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。
l 1959年，德沃尔的Unimation公司制造出世界上第一台工业机器人——Unimate机器人，现代机器人的历史才真正开始。
图:Unimate机器人
这种机器人外形有点儿像坦克炮塔，基座上有一个大机械臂，大臂可绕轴在基座上转动，大臂上又伸出一个小机械臂，它相对大臂可以伸出或缩回。小臂上有一个腕，可绕小臂转动，进行俯仰和侧摇。腕前端是“手”，即操作器。这个机器人的功能和人的手臂功能相似。现在的Unimate机器人是球坐标机器人，它由5个关节串联的液压驱动，可完成近200种示教再现动作。。
l 随后，美国AMF公司制造出Versatran机器人。Versatran机器人主要用于机器之间的物料运输，机器人手臂可以绕底座回转，沿垂直方向升降，也可以沿半径方向伸缩。
图：Versatran机器人
因此，一般认为Unimate机器人和Versatran机器人是世界上最早的工业机器人。
——
03 “机器人”的现状
————
美国机器人从诞生起，在相当长的一段时期内，主要停留在大学和研究所的实验室里，虽然做出了一系列研究成果，但是没有形成生产能力，且应用较少，因而也很难得到充裕的经费支持。与此同时，工业生产和应用部门对机器人技术的效益持观望态度，因此研究开发、生产和应用脱节的现象延缓了这一新技术在美国的发展。
直到20世纪70年代中期，鉴于机器人技术的发展和日本在工业机器人方面所取得的成就，美国才意识到问题的紧迫性并采取多方面措施。
———
|日本“机器人”技术的发展
日本开始进行机器人研究并不算早，日本的机器人技术人员首先引进了美国机器人技术，经过技术消化并在日本迅速将其实用化。
l 1967年，日本东京机械贸易公司首次从美国引进Versatran机器人。
l 1968年，日本川崎重工业公司从美国引进Unimate机器人，并对它进行改进，增加了视觉功能，使其成为一种具有智能的机器人。这一成就引起了日本产业界和政府的高度重视，为了推广应用这一新技术，日本政府在技术政策和经济上都采取措施加以扶植，
因此，日本的工业机器人迅速走出了从试验应用到成熟产品应用的阶段，工业机器人得以大量生产和应用。
l 20世纪70年代是日本机器人的迅速发展时期，日本在机器人的产品开发和应用两个方面超过美国，成为当今世界第一的“机器人王国”。
l 1979年，Unimate公司又推出PUMA系列工业机器人，它是一种全电动驱动，关节式结构，多CPU二级微处理器控制，采用VAL专用语言，可配置视觉、触觉和力传感器的较为先进的机器人。
l 同年，日本山梨大学的牧野洋研制出了具有平面关节的SCARA型机器人。
l 1985年，发那科公司又推出了交流伺服驱动的工业机器人产品。
这一时期，各种装配机器人的产量增长较快，与机器人配套使用的装置和视觉技术也在迅速发展。
|西方国家“机器人”技术的发展
近十几年来，欧洲的德国、瑞典、法国及英国的机器人产业发展较快。目前，世界上的机器人无论是从技术水平上，还是从已装备的数量上，其优势集中在以欧、美为代表的少数几个发达的工业化国家和地区。
|我国“机器人”技术的发展
l 我国于1972年开始研制工业机器人，数十家研究单位和院校分别开发了固定程序、组合式、液压伺服型通用机器人，并开始了机构学、计算机控制和应用技术的研究。
l 20世纪80年代，我国机器人技术的发展得到政府的重视和支持，机器人步入了跨越式发展时期。
l 1986年，我国开展了“七五”机器人攻关计划。
l 1987年，我国的863高技术计划将机器人方面的研究开发列入其中，进行了工业机器人基础技术、基础元器件、工业机器人整机及应用工程的开发研究。
在完成了示教再现式工业机器人及其成套技术的开发后，我国研制出了喷涂、弧焊、点焊和搬运等工业机器人整机，多类专用和通用控制系统及关键元器件，并在生产中经过实际应用考核，其性能指标达到20世纪80年代初国外同类产品的水平。
l 为了跟踪国外高技术，在国家高技术计划中安排了智能机器人的研究开发，包括水下无缆机器人、多功能装配机器人和各类特种机器人等，并进行了智能机器人体系结构、机构、控制、人工智能、机器视觉、高性能传感器及新材料等的应用研究。
l 20世纪90年代，由于市场竞争加剧，一些企业认识到必须用机器人等自动化设备来改造传统产业，从而使机器人进一步走向产业化。
l 在喷涂机器人、点焊机器人、弧焊机器人、搬运机器人、装配机器人和矿山、建筑、管道作业的特种工业机器人技术和系统应用的成套技术方面继续开发与完善，进一步开拓市场，扩大应用领域，从汽车制造业逐步扩展到其他制造业，并渗透到非制造业领域。
例如，机器人化柔性装配系统的研究充分发挥工业机器人在未来计算机集成制造系统(CIMS)中的核心技术作用。
图：现代喷涂机器人
l 2017年全球机器人产业市场规模232亿美元，中国机器人市场规模62.8亿美元。
l 自2013年开始,中国连续五年成为全球工业机器人第一大市场。
虽然我国的机器人技术起步时间较晚，但是随着国家经济的发展，以及技术的成熟，我国的机器人相关技术以及需求已经引领全球。
同时，在人工智能不断提出，发展，再发展的基础上，我国对于机器人技术以及行业，已经步入全面上升期。此时，可以说，这是一个很好地，进入机器人行业的时期。
进入机器人行业，接触以及发展机器人事业，已经成为我们的朝阳产业。进入机器人朝阳产业只需入驻帝豪智造科技园
帝豪智造科技园位于中德（蒲江）中小企业合作区，总占地面积为约69.13亩，总建筑面积约36946.78平米，未来将以研发总部为中心，打造汽机车配套、智慧机械制造、机器人制造单元为集群的产业园区。
帝豪智造科技园现正火热招商中， 招商热线：400-1620-628
图：园区概况
全国各地产业园区招商信息可咨询：
为你推荐：
更多机器人资讯可扫描下方二维码关注“机器人前沿”：更多更全最好玩的机器人资讯尽在“机器人前沿”
