人工智能在机器人领域的应用

上传者：靳肖闪
|
上传时间：2015-04-26
|
密次下载

人工智能在机器人领域的应用

人工智能在智能机器人领域中的应用

在现代的工业制造，航空航天，交通矿业等领域，机器人越来越发挥着重要
的作用。一些日本的专家预测，到2010 年，只有5%的体力劳动需要由人来完成，
其余大量的体力劳动要由机器人来承担。随着机器人的普及，机器人安全，规划，
控制等领域也日益承受着巨大的挑战。
当今大多数机器人被看作是笨拙的、缓慢的、缺乏智能的。它们只是用来完
成一些非常特定的任务。教机器人像人类一样完成一些任务也是非常困难的。按
NitzenllJ 的说法，这是机器人以下的一些特点决定的:(l)操作器的能力有限。机器
人的末端操作器灵活性有限，不能像人的手那样灵活操作，因此只能操作特定形
状及大小的器件。(2)开环控制。如今的机器人多数都是开环控制，如搬运、焊
接等操作，开环操作导致精确性很难保证。(3)无法进行错误诊断。绝大多数机
器人无法对非预期的故障进行诊断并修复。机器人系统经常无法确认机器人是否
按原计划工作。(4)有限的可移动性。今天的机器人常常会被引导方式所限制。
这些机器人无法自由运动，避障能力也很有限。他们常常只能在确定的环境中运
动。
在过去的几十年，机器人控制理论得到了极大的发展。国内外专家学者做出
了许多有益的尝试，取得了丰硕的成果。然而，大多数控制方法需要合适的数学
模型。但由于机器人动力学的非线性、时变性、多关节强藕合及变惯量等复杂性，
不仅其数学模型的参数，就连数学模型的类型都很难准确确定。由在线进行系统
辨识的方法确定的动态数学模型将随着负载和机器人型位的变化而不断变化。其
巨大的计算量使这种方法根本无法应用到实际中去。因此在实际应用中，我们看
到最多的应用还是Pl，PD 和PID 控制。另一方面，人类的操作员在执行相似任
务的时候，并不需要知道什么数学模型，却能够执行得很好。因此，采用一种方
式模拟人类的行为而不需要大量的数计算的控制方法自然而然地被提出来，这就
是所谓的智能控制。智能控制涉及到人工智能的多个领域，包括专家系统、神经
元网络以及模糊控制等。除了“专家系统”之外,还可列举出其他许多聪明的智
能软件系统。如:机器博突的智能软件、智能控制、智能管理、智能通信??的
软件等。例如:IBM 的“深蓝”系统战胜了国际象棋大师卡斯帕诺夫,就是计算机
的机器智能水平的一次荣誉记录,也是聪明的人工智能软件的一个成功范例。
那何谓人工智能呢？
“人工智能”(Artificial Intelligence)简称AI 它是研究、开发用于模拟、延伸和
扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人们认为“人
工智能”是计算机科学技术的前沿科技领域。因此,“人工智能”与计算机软件有密
切的关系。人工智能是“类人”机器人所需要的算法和技术，也就是说我们研究的
主题是高级智能的本质，而不是其外在表现和辅助部件。一方面,各种人工智能
应用系统都要用计算机软件去实现,另一方面,许多聪明的计算机软件也应用了人
工智能的理论方法和技术。例如,专家系统软件,机器博奕软件等。但是,“人工智
能”不等于“软件”,除了软件以外,还有硬件及其他自动化的通信设备。人工智

教育资源为主的文档平台

文档分类