ROS系列一之Robot發展史

2021-07-26 06:28:30 字數 4177 閱讀 1244

一.前言

2023年,捷克作家卡爾·恰彼克寫了乙個劇本《羅素姆萬能機械人》,劇本描寫了乙個依賴機械人的社會,戲劇中有乙個長得像人,動作也像人的機械人——羅伯特(robot,捷克語意為「強迫勞動」)。從此,「robot」以及相對應的中文「機械人」一詞開始在全世界流行。而它現在已從科幻**中走進人們的生活,成為人類社會必不可少的一位伴侶。說起機械人,我們頭腦裡馬上會聯想到那些會唱歌跳舞幹工作而且有頭有手的小東西。其實機械人的完整意義應該是一種可以代替人進行某種工作的自動化裝置。它可以是各種樣子,並不一定長得像人,也不見得以人類的動作方式活動。

二.發展史

機械人一詞的出現以及工業機械人的問世都不過是近幾十年的事,然而人們對機械人的技術探尋的歷史卻有3000多年,以機械人一詞的出現為標誌,將這段歷史的機械人劃分為古代機械人和現代機械人:

1.西周時期,我國的工匠就研發出了一種能歌善舞的機械人,這大概就是人類最早的機械人

圖1 西周機械人

2.春秋後期,據《墨經》記載,我國著名木匠魯班曾製造過乙隻木鳥,能在空中飛行「三日不下」

圖2 魯班木鳥

3.三國時期,蜀國丞相諸葛亮成功地創造出"木牛流馬",並用其運送軍糧,支援前方戰爭

圖3 木牛流馬

4.2023年,瑞士的鐘錶匠傑克道羅斯和他的兒子基於齒輪和發條的原理連續推出了自動書寫玩偶,自動演奏玩偶等

圖4 發條玩偶

5.第一次工業革命之後,人們發明的自動化裝置有了大的進步,開始出現初級機械人裝置。由於蒸汽機的大量使用,人們自然聯想到如何控制蒸汽機的運轉速度:一台蒸汽機在工作時,負荷會使速度慢下來,這時便需要加大進入汽缸內的蒸汽量,而在空轉時,則需要減少。於是產生了調速器。它使蒸汽機的自動化運轉程度大大提高。19世紀末至20世紀初,工人們因自動化裝置的出現,可以不必一手安放零件,一手調整機器。

圖5 古老的蒸汽機

自此之後,嘗到了自動化裝置甜頭的人們開始產生出更多的夢想,希望有機器來代替人們更多的勞動。

6.世界上第一台工業機械人——尤尼梅遜

上世紀60年代,隨著微電子和計算機技術的迅速發展,自動化技術取得了飛躍性的變化,現代普遍意義上的機械人開始出現。2023年,美國人約瑟夫·恩格爾伯格和喬治·德沃爾製造出世界上第一台工業機械人,取名「尤尼梅遜」(unimation),意為「萬能自動」。尤尼梅遜的樣子像乙個坦克炮塔,「炮塔」上伸出一條大機械臂,上又接一條小機械臂,小機械臂上安裝操作器。這三部分都可以相對轉動、伸縮,很像人的手臂。它的發明人專門研究運動機構與控制訊號的關係,可以編制程式讓機器記住並模仿、重複進行某種動作。恩格爾伯格和德沃爾認為汽車製造過程比較固定,適合用這樣的機械人。於是,這台世界上第乙個真正意義上的機械人,就應用在了汽車製造生產中。

圖6 尤尼梅遜原型機

圖7 以尤尼梅遜為基礎裝置的車間

經過近百年來的發展,機械人已經在很多領域中得到了巨大的應用,其種類也不勝列舉,幾乎各個高精尖端的技術領域都少不了它們的身影。

在這期間,機械人的成長經歷了三個階段。第乙個階段類似於「少年」,人們稱它為「示教再現型」,機械人能根據事先編好的程式來工作,但不懂得如何處理外界的資訊。第二個階段類似於「青年」,機械人有了感覺神經,具有了觸覺、視覺、聽覺等功能,這使得它可以根據外界的不同資訊作出相應的反饋。第三個階段,機械人更像「人」了,這時它不僅具有多種技能,能夠感知外面的世界,而且它還能夠不斷自我學習,用自己的思維來決策該做什麼和怎樣去做,成為「智慧型機械人」。

7.當代的智慧型機械人集錦:

圖8 ibm的沃森(超級大腦)

圖9 美國波士頓公司的「大狗」

圖10 日本的**機械人

圖11 達文西外科手術機械人

圖12 太空機械人

圖13 丹麥的娛樂吸塵機械人

人們在開始狂歡自己傑作的同時,不免又害怕起來。人們擔心有一天,聰明能幹的機械人會將人類打翻在地。因為按照技術的發展來看,似乎沒有什麼不可能。在這樣的設想下,人們或許需要嘗試回答這樣的問題:例如人類究竟願意放棄多少控制權,以及這樣做的目的究竟是什麼.

為了規範機械人,人們採用了美國著名科普作家艾薩克·阿西莫夫為機械人制定的三條原則,它們是:

第一,機械人不得傷害人,或任人受到傷害而無所作為;

第二,機械人應服從人的一切命令,但命令與第一條相牴觸時例外;

第三,機械人必須保護自身的安全,但不得與第

一、第二定律相牴觸。

機械人已經無處不在。它們和我們共享社會,陪伴我們,能夠完成很多困難和危險的任務。我們已經無法想像沒有它們存在的世界會是什麼樣子。

由於它們的存在,最終我們會不會失去最後一點人性還不得而知,但是時間或許會證明,這樣的損失在我們的進化過程中是值得的。

最後,機械人對於人類來說或許有更大的意義。畢竟,它們是機器,而人類才是它們的造物主。

美能達SRT系列膠片相機發展史

1966年第一款應有ttl全開光圈測光技術srt101誕生了。srt101相機是minolta締造的第乙個神話,將minolta帶入了現代相機的時代。作為乙個市場神話,srt101的演化版本極為龐雜,包括簡化版本,增強版本及其各自的變種機型。構成了minolta單鏡反光機產品中系統最龐雜的srt系列...

硬碟發展史之機械硬碟

據說,要充分了解乙個行業 一款產品 一種文化最好的方式就是了解它的歷史。ssdfans們如此熱衷於ssd,自然會對它的前世今生非常感興趣。ssd逐漸取代了傳統的機械硬碟,占領市場,或許可以說機械硬碟就是它的前世吧。不如今天就借歷史的眼光,來挖掘一下硬碟的發展史。在ssd出現之前,所有的計算機都是安裝...

linux學習筆記一(linux發展史及基本命令)

linux學習日記第一天 一 linux發展史介紹 由於剛接觸linux,對linux的了解不夠深入,原來是想在電腦上裝個雙系統,可是後來覺得還是在虛擬機器上執行一段時間再說吧,等對linux了解更深入的時候再真正的裝個linux。不過其中參與這個計畫的ken thompson和dennis rit...