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5.第一架喷气式飞机首飞(1939.8.27)
亨克尔对26岁的欧海因说:从今天起,你被雇用了。我给你5万马克,你要在6个月内搞出一台喷气发动机来 。1939年8月27日,德国飞机设计师亨克尔设计的he178单翼机装有欧海因设计的世界首台涡轮喷气发动机hes3b,在德国著名飞行员瓦西茨的驾驶下升空,这架he178采用硬壳式铝机身,木质机翼,飞行速度达到每小时700千米。
从世界上第一架飞机诞生之日起,提高飞行速度、飞行高度和载重量就一直是人们研制新飞机所追逐的目标,但是到了20世纪30年代,飞机的速度一直徘徊在每小时700千米左右,这差不多装有活塞式发动机和螺旋桨的飞机的极限,用苏联著名飞机设计师雅科夫列夫的话说,已经到了“山穷水尽”的地步了。
喷气时代的来临,使飞机的发展“柳暗花明”。
喷气时代的标志,便是涡轮喷气式发动机作为新型动力装置的诞生。
涡轮喷气发动机的原理是:空气从飞机进气道进入发动机,先经压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧;膨胀的燃气进入涡轮并推动其旋转,使与涡轮同轴的压气机正常工作;从涡轮流出的燃气经尾喷管膨胀后向后高速喷出,从而产生巨大的反作用力推动飞机前进。
凑巧的是,如此重大的航空发动机推进的变革,竟是德国人欧海因和英国人惠特尔在互不通信息的情况下,各自独立并几乎在同一时期完成的。这一点,恰恰证明了新技术出现的必然性。
欧海因生于1911年,当他一次坐飞机时,活塞式飞机震动很大,噪音很响,他感到与飞机优美的气动外形极不相称,便考虑发明一种喷气发动机。1934年,欧海因开始进行初步工程设计,并把方案呈送给自己的指导教师波尔教授审阅。波尔教授慧眼识珠,认为这很有前途,尽管喷气发动机还不为人所知,而且与学校的科研项目没有关系,波尔仍愿意尽最大力量支持欧海因,允许他使用学校的设备进行试验。
1936年4月,德国著名飞机设计师亨克尔与欧海因签订研制合同,欧海因立即试制喷气发动机。于1937年9月,他研制第一台喷气发动机运转了。两年之后,装有欧海因喷气发动机的飞机上了天。
惠特尔1907年生于英国的考文垂。少年时代就对航空产生浓厚的兴趣。1928年,在空军学院学习的惠特尔在其毕业论文《飞机设计的未来发展》中就第一次提出了喷气发动机的原理,这是一个非凡的大胆的科学预见。尽管他此时还不过是21岁的学生。1930年,惠特尔申请了专利。几年中,惠特尔研制喷气发动机的想法无人理睬,几乎他自己也认为走投无路之时,新的机遇终于向惠特尔招手。1935年,在一位校友的帮助下,一家财团决定资助新成立的动力喷气有限公司试制惠特尔的喷气发动机,并取名为wu,即惠特尔样机。1937年4月12日,他研制的单转子涡轮喷气发动机首次运转成功。1939年,政府介入了,决定出资研制喷气发动机。惠特尔的新型喷气发动机w1b装于格罗斯特公司e.28/39战斗机上。
1941年5月14日,试飞员赛耶驾驶e.28/39升空,飞行17分钟。英国喷气式飞机虽然问世了,却晚于德国两年上天。对比德英两国、欧海因和惠特尔发明喷气式发动机的历程,可以引起人们深深的思索。如果不是英国上层保守思想当道、技术权威作怪,惠特尔的发明不至于在12年后才得到政府的资助,那么,英国航空技术发展史可能会改写,惠特尔的喷气式发动机也许早若干年,至少是在德国之前研制成功,喷气时代会早些降临,人类会早些受益。
而比惠特尔小4岁的欧海因,晚于惠特尔6年才提出喷气式发动机的方案,但是他遇到两位重要的伯乐:一是哥廷根大学的波尔教授,不但赏识欧海因,而且给予大力支持;二是亨克乐飞机公司的老板、飞机设计师亨克尔。1936年3月这位老板与26岁的欧海因谈了一次话,便拍板决定说:“从今天起,你被雇用了。我给你5万马克,你要在6个月内搞出一台喷气发动机来!”
当人们赞扬欧海因为喷气式发动机所做出的重要贡献时,他却说:“我很幸运,如果不是亨克尔,我可能什么也不是。”对于科学发明家而言,“伯乐”何其重要!
二战结束后,喷气式发动机的发展异常迅速,带动航空技术发生了质的飞跃,使飞机速度、高度及载重量直线上升,不仅军用飞机面貌一新,在民用飞机领域,由于喷气式客机的出现,使现代民航运输业出现了重大转折,人们惊呼:喷气时代真的到来了。
6.耶格尔突破音障(1947.10.14)
他说,冒险是人生一大乐趣,它是每一个试飞员都梦寐以求的。1947年10月14日清晨,22岁的妙龄女郎格伦尼丝驾车送她24岁的丈夫、美国飞行员耶格尔上尉到加利福尼亚州缪罗克空军基地,耶格尔将驾驶被他命名为“迷人的格伦尼丝”的x1火箭研究机进行第9次动力飞行。上午8时,母机b29携带x1飞机起飞。计划要求x1飞行速度达到马赫数0.97(即音速的0.97倍)但耶格尔想的却是如何突破音障。因为毕竟他已飞过8次x1了,对飞机的里里外外都了如指掌;更重要是,突破音障对他有着巨大的诱惑力和吸引力,因为飞机发明以来44年间,人类还未能突破这一重大障碍,在英国,已有人为突破音障失去了生命。
音速,即声音在空气中传播的速度,在海平面约为每小时1 227.6千米。
为什么人们又把音速称为音障呢?这是因为,飞机速度接近音速时,空气阻力会急剧增大,这种阻力是实现超音速飞行的重大障碍。
这时,b29母机携带x1飞机升至6 000米高空,即投下x1飞机,耶格尔驾驶x1飞机飞行,按程序点着了4个燃烧室,飞机马赫数达到0.88,飞机开始颤振,耶格尔随即关掉2个燃烧室,后来飞到2 800米高空时,耶格尔使飞机平飞,又打开第3个燃烧室,飞机又加速,马赫数表的指针已超过了1,但表的刻度只到1为止。这时空中传来了像打雷一样的巨响,这就是音爆!
这是人类有史第一次听到音爆的巨大声音。音爆是在超音速飞行产生的强压力波,传到地面上形成如同雷鸣的爆炸声。常常会使居民受惊,甚至震坏房屋的玻璃。因此,在城市上空,低于1万米高度常禁止作超音速飞行。
格伦尼丝在基地目睹了丈夫的这次飞行,她所能看到的只是飞机在空中划过的尾迹,但她没有听到音爆,因为那发生在65千米之外的高空。她也不知道这次飞行会有什么特别的事情发生。当耶格尔乘着消防车来到自己的车前对她说:“我太累了,我们回家吧”。格伦尼丝正要起动汽车,几个人跑了过来,大喊大叫,这时耶格尔和格伦尼丝才知道:今天突破了音障。耶格尔驾机的马赫数达到1.07,即每小时1120千米。
耶格尔1923年出生,是美国著名试飞员、飞行员。二战中,他曾击落德国飞机11架。这次他因突破音障而载入史册:他获得了杜鲁门总统颁发的美国科技成就最高奖——科利尔奖,获得了国际航空联合会颁发的纯金奖章。
x1飞机是以火箭发动机为动力的飞机,它的翼型很薄,没有后掠角。由于火箭发动机燃料有限,工作时间短,因而不能自己从跑道上起飞,必须借助于母机b29飞机携带到空中投放。
人类在突破音障的探索中,也付出过沉重的代价。
英国在向音障进军的道路很坎坷。1946年9月27日,德·哈维兰公司首席试飞员小杰弗里·德·哈维兰驾驶d.h.108型研究机飞行时,从高空向下俯冲,希望在短时间里超过音速,飞机达到0.94马赫时,不幸飞机空中解体,小杰弗里,这位德·哈维兰公司总裁杰弗里·德·哈维兰爵士的长子不幸遇难。德·哈维兰虽然有巨大的丧子之痛,但却丝毫未动摇突破音障的决心,1948年9月6日,哈维兰公司另一试飞员德里驾驶经过改进的d.h.108型飞机在向下俯冲的瞬间马赫数达到1.04。世界上第一种投入使用的超音速飞机分别是苏美于1953年研制成功的。其型号分别是米格19和f100。米格19飞机是米高扬设计局于1951年开始研制,1953年9月底在试飞中达到音速的1.4倍,该机于1955年装备部队。米格19飞机中国也曾仿制,型号为歼6。f100是美国于1949年2月开始研制,1953年5月首飞的喷气式战斗机,1954年装备部队,是美国在越南战争中使用的主力机型之一。
回顾人类突破音障的过程,耶格尔的一段话特别发人深省。他说,真正的音障不在天空,而在于我们对超音速飞行的认识与经验。
7.喷气客机首航伦敦至罗马(1952.5.2)
36座的喷气客机第一次在云层上面飞行,使旅客可以更加心旷神怡地鸟瞰白云下的美丽大地。世界上第一种民用喷气客机“彗星”号的首创者是英国著名飞机设计师、飞行员和企业家德·哈维兰。以他的名字命名的公司于1949年研制成功中程喷气客机“彗星”号。1952年5月2日,“彗星”号客机正式投入航线首航,“彗星”从伦敦起飞,两小时后抵达罗马,引起巨大轰动,纷纷预订机票。甚至连皇室成员也想尝尝乘坐喷气式客机的滋味。这条航线是从伦敦到南非的约翰内斯堡的,中间经停罗马、贝鲁特、喀士穆、恩德培和利文斯敦,全程10 821千米,总飞行时间(包括中间经停的时间)为23小时34分,极大地提高了客运的效率。在此之间,民航客机清一色是安装活塞式发动机的螺旋桨式飞机,飞行速度已达极限,即每小时700千米左右,而“彗星”号客机的巡航速度是每小时788千米。这就明显的缩短了飞行时间。如从伦敦到新加坡的航线,以前的螺旋桨式客机要飞36小时,而“彗星”号只需25小时。“彗星”号还有一个优势,它采用了密封座舱,在云上飞行,不仅可以鸟瞰美丽的景色,其平稳舒适也是前所未有。
人类首先在军用飞机上跨进喷气时代之后,德·哈维兰敏锐地觉察到喷气技术对民用航空的巨大推动力,因此他在世界上率先进行民用喷气客机的研制。
“彗星”揭开了人类民航喷气客运的新时代。继“彗星”之后,苏联,法国和美国也前后推出了自己的喷气客机。苏联图波列夫设计局于1955年6月首次试飞了图104客机,该机是在图16轰炸机的基础上改进而成的,1956年9月投入航线使用,成为苏联20世纪50年代主力民航客机。真正使喷气客机得到广泛应用的是美国波音707客机,它的技术优势在于每个细节都很成功,从而形成了综合技术优势。
“彗星”号客机投入航线使用颇不顺利,从第二年开始便有空难发生。几年间,最严重的是3架“彗星”号客机相继在空中解体。最后查明,除第一次可能是遭遇季风而导致紊流发生事故外,后两次在地中海上空发生空难的原因是飞机密封座舱结构发生疲劳所致。这是世界航空史上首次发生的因金属疲劳而导致飞机失事的事件。
疲劳是指飞机结构在交变载荷的作用下,裂纹的形成与扩展过程,裂纹扩展的后期就会产生断裂。在飞机发展的早期,疲劳问题并不十分突出。至20世纪30年代,飞机设计师开始对疲劳问题提出简单的要求,直至“彗星”号飞机发生空中解体导致机毁人亡重大事件,疲劳问题才被人们重视起来。
就“彗星”号飞机来说,机身疲劳是飞机在多次起降过程中,其增压座舱壳体经反复增压与减压引起的。针对这个问题,德·哈维兰公司对“彗星”号飞机进行了改进设计,加固了机身,采用了椭圆形航窗,使疲劳问题得到很好的解决。
从此,在飞机设计上将飞机结构的疲劳强度正式列入了强度规范而加以要求。
“彗星”号飞机几经改进,1958年推出了最新型别——“彗星”4号,该机承受了相当于飞行80年的疲劳强度试验。该机用6小时27分跨越了大西洋。
8.阿普特突破热障(1956.9.27)
他创造世界飞行速度纪录之日,也是他为航空献身之时。1956年9月27日,美国空军飞行员阿普特上尉驾驶贝尔x2火箭研究机,飞行速度达到马赫数3.2,即每小时3 380千米。与9年前他的同胞耶格尔相比,后者突破了“音障”,成为当时世界上飞得最快的人;而前者突破了“热障”,把飞行速度提高到从来没有过的3.2倍音速。然而阿普特没有耶格尔幸运。他在这次创纪录的飞行中献出了自己宝贵的生命。
阿普特在这次飞行中,高度达到了38 465.8米。当他降低高度准备返场时,飞机操纵突然出现问题,阿普特不得不关闭发动机,但此时又出现了滚动失控,飞机急剧下坠,阿普特意欲跳伞救生,但为时已晚,结果是机毁人亡,阿普特驾驶的x2是仅有两架中的第二架,第一架于1953年5月12日在试飞中爆炸而坠毁,飞行员也未能幸免。飞机设计人员从坠毁的x2飞机残骸分析中得出结论:飞机失控是尾翼面积太小而造成的。这个认识的得来是靠牺牲两名高水平飞行员和两架飞机的巨大代价得来的。
而热障是怎么回事呢?
热障是因飞行速度增高而引起飞机表面加热造成的障碍。这时飞机材料性能会下降,从而使飞机结构强度与刚度降低,飞机的气动外形发生破坏,甚至引起灾难性的颤振。通常,飞机速度超过2.2倍音速时必须采取防热措施,如采用耐热合金、不锈钢等材料制造飞机机体,加装隔热装置、冷却系统等。
喷气式飞机出现之后,飞行速度大幅度提高,特别是超音速飞行之后,机体温度也迅速提高,原来的铝合金就力不胜任了。因为,高速飞行的飞机所要求的不仅仅是强度,而且应当有良好的抗蚀性、韧性和耐热性,这就呼唤新的耐热合金的出现。
钛合金的出现给飞机克服热障带来了曙光。以金属钛为基,加入适量的其他元素组成了钛合金。其在300~600 ℃时的比强度优于钢和铝合金,钛的熔点为1 690 ℃。美国于1954年研制出性能优良的钛合金。在这之后,钛合金在航空上的应用日益广泛,通常用钛合金来制造飞机结构的隔框、蒙皮、翼梁、航空发动机的风扇叶片和盘等。美国最早使用钛合金的f86飞机,后来在f111、f14、f15a战斗机上都有广泛应用。使用最多的当属“全钛飞机”sr71,因为该机的飞行速度高达三倍音速,已突破热障。该机钛合金使用重占全机结构重量的93%。
9.超音速客机首飞(1968.12.31;1969.3.2)
世界航空史上的巧合:图144与“协和”号一前一后,相距3个月首飞成功,外形性能又极为相似。20世纪60年代末期,有两个日子曾被载入世界航空史的史册:即1968年12月31日和1969年3月2日,超音速客机图144和“协和”号分别进行了首飞并取得成功。
超音速飞行在战斗机上早已不是新闻。20世纪50年代初期,以苏联的米格19和美国的f100为代表的超音速飞机相继问世。至60年代,种类繁多的超音速战斗机大行其道。
从20世纪60年代初开始,喷气式民航客机经过10年的发展已日渐成熟,人们开始关注超音速客机,如果将民航客机的速度提高到两倍音速以上,将会大大缩短人们旅行所需要的飞行时间。
1962年11月29日,英法两国政府签署协议,决定合作研制“协和”号超音速客机。
“协和”号的设计方案是:飞机巡航速度为音速的2~2.2倍,机身为细长形,机头是活动的且可以下垂,下单翼机翼是具有复杂弯度和扭转的三角翼,前缘为s形,动力装置为4台加力式涡轮喷气发动机。由于把飞机速度限制在2.2倍音速之下,机体的主要材料仍为铝合金,仅在某些承受高温的部位采用耐热的钛合金和不锈钢,即飞机只过“音障”而不过“热障”,这种设计显然是十分聪明之举。
英法研制超音速客机的举动惊动了美苏两个航空大国。美国先是提出了指标更为先进的超音速客机计划,最后胎死腹中——美国政府终止了该项计划,而苏联则捷足先登,率先推出了图144超音速客机。
图144与“协和”号外形惊人的相似。该机是一种无尾双三角翼飞机,机身细长,机头可以向下偏转,机头两侧有可伸缩的前翼。其巡航速度为音速的2.35倍,航程6500千米。飞机装有4台涡轮风扇发动机。
图144虽然先于“协和”号3个月首飞上天,但以后灾难接踵而至:1973年6月3日,在法国巴黎举办的航空博览会上,“协和”号和图144世界仅有的两种超音速客机同台进行飞行表演,现场观众有35万人之多。“协和”号飞完之后,图144登场。它在飞行3次通场而过向上爬升时突然在空中解体,造成机毁人亡的惨剧,不但6名机组人员无一生还,还砸死了地面上的几个农民。后来,图144只在苏联国内航线上使用。1978年5月28日,一架图144在飞行中坠毁,从此苏联停止了图144飞机的飞行。
“协和”号在最初设计研制阶段十分谨慎。由于设计技术基础扎实,“协和”号首飞后于1974年获得适航证,1976年1月在英法两国各自投入运营。“协和”号投入航线运营引起了轰动。它那令人赏心悦目的细长机身,它那活动的尖尖的似鸟嘴一样的机头,它那曲线圆滑的三角翼,整体上看则像是一只在蓝天舒展疾飞的美丽圣洁的白天鹅。其设计被称为是力量与美学的完美结合。
“协和”号使欧洲到美国的飞行时间缩短了一半:从巴黎到纽约,波音747要飞7小时30分,而“协和”号只需3小时49分。难怪王公贵族、商务巨贾、大牌明星、政要大员对它情有独钟。但是“协和”号所付出的代价也是沉重的。它的研制费高达32亿美元,耗油率高因而票价昂贵,其票价要比大型客机的头等舱高出15%。更为甚者,超音速飞行噪音很大,再加上超音速飞行时所产生的音爆,对地面居民正常生活有很大影响。因此,美国只允许它在纽约一家机场降落。
在图144退出历史舞台,“协和”号唱“独脚戏”惨淡经营20余年之际,一场突发的巨大空难使“协和”号蒙受严重打击。
2000年7月25日,一架法航“协和”号飞机从巴黎戴高乐机场起飞2分钟后,坠毁于机场附近,造成机上及地面113人丧生的惨剧。经事故调查委员会调查,酿成这一空难的“罪魁祸首”并不是飞机自身的故障,而是飞机跑道上一块来历不明的金属片。这块金属片划破了“协和”号飞机轮胎,轮胎在起飞时爆裂,其碎片击破油箱导致其失火,最终造成飞机失事。“协和”号空难已经过去,“协和”号飞机已经复航,人们对于飞行速度的追求远未停止。现在世界第二代超音速客机的方案已显端倪,到不远的将来,飞得更快、更远的“白天鹅”将翱翔在万里蓝天之中。
10.世界最大宽体客机首航(1970.1.21)
说来有趣,波音747飞机竟然是波音公司竞争落选的产物。1970年1月22日,泛美航空公司首次使用宽体客机波音747,载客324名,从纽约首航伦敦,飞行时间只用了6小时10分,而14年前,美国好莱坞著名女影星格蕾丝凯利从纽约乘轮船赴欧洲小国摩纳哥,举行举世瞩目的世纪婚礼时,在大西洋上足足航行了8天。
1964年,美国空军招标,发展大型军用运输机c5a, 波音、道格拉斯、洛克希德三大公司竞标,结果是波音失败,洛克希德中标。波音的飞机方案是无懈可击的,只是要价过高。波音从失败中奋起,决定这一技术转为民用,发展大型宽体客机,并得到了泛美航空公司的支持。波音747项目无论是当时还是现在看来都是一场冒险,宽体客机是飞机设计上的一次革命,其基本型波音747-100机身22英尺宽,一排10座位,双通道;波音最显著的特征是上舱突起,这一突起就增加载客100人,最大载客量达490人。波音为投产波音747,花费2亿美元建设目前仍是世界上最大的厂房,该厂房占地43亩,室内面积有40个足球场那么大。波音747最初发展并不顺利,问世不久就遭到两个打击:一是发动机技术不过关,迫使30多架飞机趴窝,使波音成了“养鸡场”。二是赶上席卷全球的石油危机,油价暴涨,使航空公司考虑成本而不敢购买波音747,竞争对手乘机推出250座左右的中型客机l-1011和dc-10波音为了适应这一形势,不得不把机身截去14.2米,变成300座的747sp,以保住747飞机的市场。自至首航8年后的1978年,世界民航市场回升,发动机也过了关,波音747才改变被动局面成为市场新宠。很快,波音747的市场就超过了l-1011和dc-10的总和。1988年交付使用的波音747-400是本系列中最先进的,可载客524名。1990年,美国政府决定用波音747-400改装为新的总统专机“空军一号”。 截至2002年,共有1261架波音747飞机在世界各大航空公司运营,乘坐过它的人次超过世界总人口的四分之一。 波音宽体客机垄断世界民航已有30多年,现在,欧洲空中客车工业公司已发起了挑战,开始研制新一代巨型客机a380,预计2006年面世。
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机器人技术发展状况 -孙立宁
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主讲人简介
孙立宁,哈尔滨工业大学机器人研究所所长,博士生导师。机电工程学院副院长,1981年考入哈尔滨工业大学机械工程系,1993年获得博士学位。主要从事微 操作机器人、工业机器人技术等方面的研究工作。取得过多项重要的研究成果。
内容简介
首先我介绍一下机器人产生的背景,机器人技术的发展,它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果,也同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。
那么什么是机器人呢?人们一般的理解来看,机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置,或者叫自动化装置,它仍然是个机器,它有三个特点,一个是有类人的功能,比如说作业功能,感知功能,行走功能,还能完成各种动作,它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是它可以编程,改变它的工作、动作、工作的对象,和工作的一些要求,它是人造的机器或机械电子装置。但从完整的更为深远的机器人定义来看,应该更强调机器人智能,所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求,展望21世纪,机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样,会深入地应用到各个领域,在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期,也是智能机器人发展的一个关键时期。
刚才我们用了短暂的时间,讲了机器人的发展以及我们对机器人的看法,进行了简单地介绍,相信大家在今后的学习中,能够加入到我们研究机器人这个行列中。
全文
首先我介绍一下机器人产生的背景,机器人技术的发展,它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果,同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。比如说日本,战后以后开始进行汽车的工业,那么这时候由于它人力的缺乏,它迫切需要一种机器人来进行大批量的制造,提高生产效率降低人的劳动强度,这是从社会发展需求本身的一个需求。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们逐渐的这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,来需求能够解放人的一种奴隶。那么这种奴隶就是代替人们去能够从事复杂和繁重的体力劳动,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。但另一方面,尽管人们有各种各样的好的想法,但是它也归功于电子技术,计算机技术以及制造技术等相关技术的发展而产生了提供了强大的技术保证。
那么下面我谈一下就人们很关心的问题,为什么要发展机器人?那么简单说,机器人有三个方面是我们必要去发展的理由:一个是机器人干人不愿意干的事,把人从有毒的、有害的、高温的或危险的,这样的环境中解放出来,同时机器人可以干不好干的活,比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点,就重复性的劳动,一方面他很累,但是产品的质量仍然很低;另一方面机器人干人干不了的活,这也是非常重要的机器人发展的一个理由,比方说人们对太空的认识,人上不去的时候,叫机器人上天,上月球,以及到海洋,进入到人体的小机器人,以及在微观环境下,对原子分子进行搬迁的机器人,都是人们不可达的工作。上述方面的三个问题,也就是说机器人发展的三个理由。
那么什么是机器人呢?这个问题是一个非常有意思的一个问题。但人们一般的理解,机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置或者叫自动化装置,它仍然是个机器。它有三个特点:一个是有类人的功能,比如说作业功能;感知功能;行走功能;还能完成各种动作,它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是它可以编程,改变它的工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。它是人造的机器或机械电子装置,所以这个机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义,一般来说我们认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械,这是美国工程师协会定的一个定义,但日本和其他国家也对机器人有不同的看法,他们认为从完整的更为深远的机器人定义来看,应该更强调机器人智能,所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求,那么比方说机器人在这里边可以代替人进行焊接,焊接的环境是非常复杂的,可以搬运,它在生产线中搬运玻璃和各种各样的一些零件的搬运的工作,还可以在生产线中码垛等等,这都是把人从繁重的体力劳动中解放出来的一个例子。
那么机器人怎么产生的呢?这是在1920年,有一个捷克斯洛伐克的一个作家叫卡佩克,他写了一本科幻小说,叫《罗萨姆的机器人万能公司》。这本小说中他构思了一个和幻想了一个机器人,它的名字叫罗伯特,也就是我们英文中的robot,它可以不吃饭,它能够不知疲劳的,不知疲倦地进行工作。在1920年前后,大家也知道是在第一次世界大战以后,是各国工业发展比较迅速的时期,我们看到电影《摩登时代》,卓别林主演的人变成了机器人,在生产线中天天的进行劳动。人们在这种烦躁的体力劳动中就幻想有一种能代替人完成这样工作的想像、一种需要,这个小说在1924年和1927年的时候被纷纷传到了日本、法国和欧洲国家,还变成了一种当时的木偶剧和一些话剧,所以这样的一个机器人的名词就向全世界铺展开来,当时人们还认为是一个科幻小说,还没有把它跟我们日常的学习工作和生产结合起来。
但通过这样一个小说,一个罗伯特这样一个名词,它体现了人类长期的一种愿望,这种愿望就是创造出一种机器,能够代替人进行各种工作。这种想法是机器人产生的一种客观的要求,那么真正机器人的发展是在1947年,美国橡树岭国家实验室在研究核燃料的时候,大家知道核燃料,它有x射线对人体是有伤害的,必须有一台机器来完成像搬运和核燃料的处理这样的工作。在1947年产生了世界上第一台主从遥控的机器人,那么1947年以后大家知道,是计算机电子技术发展比较迅速的时期,因此各国已经开始利用当时的一些现代的技术,进行了机器人研究。那么在1962年美国研制成功puma通用示教再现型机器人,那么这就标志着机器人走向成熟,应该说第一台可用的机器人在1947年产生,真正意义的机器人在1962年产生。那么相继不久,在英国等国家,也相继研究出一些机器人,那么到了20世纪60年代末,日本人将它的国民经济的汽车工业与机器人进行结合,它购买了美国的专利,在日本进行了再次开发和生产机器人。到20世纪70年代的时候,日本已经将这种示教再现型的机器人进行了工业化,出现了很多公司,现在的像abb,motoman,还有安川公司,还有很多机器人公司像otc等等公司。它们都是已经将机器人进行了工业化,进行了批量生产,而且成功的用于了汽车工业,使机器人正式的走向应用。
在20世纪70年代到20世纪80年代初期,工业机器人变成产品以后,得到全世界的普遍应用以后,那么很多研究机构开始研究第二代具有感知功能的机器人,出现了瑞典的abb公司,德国的kuka机器人公司,日本几家公司和日本的funac公司,都在工业机器人方面都有很大的作为,同时我们也看到机器人的应用在不断拓宽,它已经从工业上的一些应用,扩展到了服务行业,扩展了它的作业空间,向海洋空间和服务医疗等等行业的使用。所以从这张图可以看出机器人发展的几个过程。
那么总结一下,我们认为,机器人有三个发展阶段,那么也就是说,我们习惯于把机器人分成三类,一种是第一代机器人,那么也叫示教再现型机器人,它是通过一个计算机,来控制一个多自由度的一个机械,通过示教存储程序和信息,工作时把信息读取出来,然后发出指令,这样的话机器人可以重复的根据人当时示教的结果,再现出这种动作,比方说汽车的点焊机器人,它只要把这个点焊的过程示教完以后,它总是重复这样一种工作,它对于外界的环境没有感知,这个力操作力的大小,这个工件存在不存在,焊的好与坏,它并不知道,那么实际上这种从第一代机器人,也就存在它这种缺陷,因此,在20世纪70年代后期,人们开始研究第二代机器人,叫带感觉的机器人,这种带感觉的机器人是类似人在某种功能的感觉,比如说力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉和人进行相类比,有了各种各样的感觉,比方说在机器人抓一个物体的时候,它实际上力的大小能感觉出来,它能够通过视觉,能够去感受和识别它的形状、大小、颜色。抓一个鸡蛋,它能通过一个触觉,知道它的力的大小和滑动的情况。
那么第三代机器人,也是我们机器人学中一个理想的所追求的最高级的阶段,叫智能机器人,那么只要告诉它做什么,不用告诉它怎么去做,它就能完成运动,感知思维和人机通讯的这种功能和机能,那么这个目前的发展还是相对的只是在局部有这种智能的概念和含义,但真正完整意义的这种智能机器人实际上并没有存在,而只是随着我们不断的科学技术的发展,智能的概念越来越丰富,它内涵越来越宽。
那么从三代机器人发展过程中,从另一个方面,我们对机器人从应用的角度进行了分类,比如说工业机器人,它包括点焊、弧焊、喷漆、搬运、码垛,在工业现场中工作的这种机器人,我们统称为工业机器人,那么从不同的应用中,到水下去作业的叫水下机器人,到空间作业的叫空间机器人,同时又存在农业、林业、牧业,对医疗机器人叫医用机器人,还包括娱乐机器人,建筑和居室上用的机器人,所以从应用分类,它包括从行业、应用角度,也可以进行这样简单的分类。
下面我简单介绍一下我国机器人发展的基本概况。刚才谈到了日本在20世纪60年代和美国都在开始进行机器人的研究,由于我们国家存在很多其他的各种因素、问题。我们国家在机器人的研究,在20世纪70年代后期,当时我们在国家北京举办一个日本的工业自动化产品展览会,在这个会上有两个产品,一个是数控机床,一个是工业机器人,这个时候,我们国家的许多学者,看到了这样一个方向,开始进行了机器人的研究,但是这时候研究,基本上还局限于理论的探讨阶段,那么真正进行机器人研究的时候,是在七五、八五、九五、十五将近这二十年的发展,发展最迅速的时候,是在1986年我们国家成立了863计划是高技术发展计划,就将机器人技术作为一个重要的发展的主题,国家投入将近几个亿的资金开始进行了机器人研究,使得我们国家在机器人这一领域得到很快地、迅速地发展。
目前主要单位像中科院沈阳自动化所,原机械部的北京自动化所,像哈尔滨工业大学,北京航空航天大学,清华大学,还包括中科院北京自动化所等等的一些单位都做了非常重要的研究工作,也取得了很多的成果,而且目前这几年来看,我们国家在高校里边,有很多单位从事机器人研究,很多研究生和博士生都在从事机器人方面的研究,目前我们国家比较有代表性的研究,有工业机器人,水下机器人,空间机器人,核工业的机器人,都在国际上应该处于领先水平,总体上我们国家与发达国家相比,还存在很大的差距,主要表现在,我们国家在机器人的产业化方面,目前还没有固定的成熟的产品,但是在上述这些水下、空间、核工业,一些特殊机器人方面,我们取得了很多有特色的研究成就。
下边我简单介绍一下工业机器人的一些情况,到目前为止,工业机器人是最成熟,应用最广泛的一类机器人,世界总量目前已经销售110万台,这是1999年的统计,但这110万台在已经进行装备使用的是75万台,这个量也是不小的。总体情况看,日本在工业机器人这一块,是首位的,成为机器人的王国,美国发展也很迅速,目前在新安装的台数方面,已经超过了日本,中国刚开始进入产业化的阶段,已经研制出多种工业机器人样机,而有小批量在生产中使用,这也是整个在日本、美国以及我们国家在工业机器人情况的一些比较。
这是点焊机器人,点焊机器人刚才讲的,主要是针对汽车生产线,提高生产效率,提高汽车焊接的质量,降低工人的劳动强度的一种机器人。它的特点是通过机器人对两个钢板进行点焊的时候,需要承载一个很大的焊钳,一般在几十公斤以上,那么它的速度要求在每秒钟一米五到两米这样的高速运动,所以它一般来说有五到六个自由度,负载三十到一百二十公斤,工作的空间很大,大概有两米,这样一个球形的工作空间,运动速度也很高,那么自由度的概念,就是说,是相对独立运动的部件的个数,就相当于我们人体,腰是一个回转的自由度,我们大臂可以抬起来,小臂可以弯曲,那么这就三个自由度,同时腕部还有一个调整姿态来使用的三个自由度,所以一般的机器人有六个自由度,就能把空间的三个位置,三个姿态,机器人完全实现,当然也有小于六个自由度的,也有多于六个自由度的机器人,只是在不同的需要场合来配置。
弧焊机器人也是工业机器人中一个最重要的方面,像我们汽车的后桥,进行焊接的时候,它连续焊接,所以它的特点是连续轨迹控制,所以它要求的轨迹精度要求非常高,一般来说也是五到六个自由度,由于它焊枪比较小,所以在五到十公斤就可以了,这个方面是在国际和国内应用非常大的一类机器人,在另一方面像搬运和铆接,这些工作场合下,像搬运,主要是要求机器人有很高的速度,承载能力很多、很强,像日本的大库机器人,它可以承载三百公斤,抓取、来进行搬运和码垛。
第二类是服务机器人,随着工业化的发展,尤其近十年以来,机器人的发展的应用领域在不断拓宽,目前一个很重要的特征,大家都知道,机器人已经从制造业逐渐转向了非制造业和服务行业,刚才谈的汽车制造属于是制造业,但服务行业包括清洁、加油、救护、抢险、救灾这些等等,都属于非制造行业和服务行业,那么这里边跟工业机器人相比,它有一个很重要的不同,它主要是一个移动平台,它能够移动、去运动,上面有一些手臂进行操作,同时还装有一些像力觉传感器和视觉传感器、超声测距传感器等等。它对周边的环境进行识别,来判断它的运动,完成某种工作,这是服务机器人的基本的一个特点。
比方说这里边有几张图片,这是在美国,他们研制的像大型客机这种清洗工作,如果人来做的话十分繁重,那么大一个机体来清洗的话,工作量是很大,而且也很不方便,那么他们采用这种机器人来实现像飞机的这些清洗的工作,包括一些国家开发像高层建筑的清洗机器人,这也都是服务行业的机器人,还包括像家庭使用的,还有一些宾馆和一些公共场合使用的这种清洁机器人,对地面来进行清扫,还包括网球场上能够自动地把撒下的球,集中收集起来,这种机器人也都是存在的。
另一个方面的服务机器人应用,在汽车加油机器人这块也很有意思,包括我们现在的一些加油站,都是用自动的计量装置,实现了有的这种自动计量,但是还仍然用人去操作,但可以看到在一些美国的高速公路上,汽车流量很大,包括夜间都要对汽车进行加油,工作也很烦琐,所以现在很多国家在开发这种自动的加油机器人,它可以自动的计量,自动的把汽车油嘴放到汽车油箱里边去,这也都是服务机器人的一种体现。
导盲机器人它针对盲人这种安全性考虑,类似于一个小狗的形状,它能够对道路的一些障碍,运动的车辆和行人进行判断,来引导这个盲人进行安全的行走,这个确实对提高盲人的安全,是非常必要的。
再有导游礼仪机器人,这也是服务机器人,体现出一种智能的,一个体现的代表,在很多大的公司它需要对产品进行宣传,它制作出一些各种卡通形状的机器人,能够跟人进行简单的对话,介绍产品等等,这在一些宾馆能够接待一些客人等等增加企业或者宾馆的这种对社会的影响。
家务机器人主要体现在像一些对地毯和地板定期的它能够进行清扫和吸尘,它这个机器人很有意思,它有传感器,它能够把家具和人能识别出来,它自动的按照一种规律,能根据路径把地面全部的清扫干净,这也是家务中一些机器人的表现。
那么表演娱乐机器人,现在很多国家在开发这种像动物园、还有娱乐中心、还有迪斯尼这样的一个大型的游园,它为了增加趣味性,把研究出像模仿人,包装成各种人的样子,它能够说话唱歌和表演,这样还能跟人进行交流,这样的机器人,还包括把机器人包装成各种有趣的动物,像恐龙、大象、狮子,还有一些小的卡通式的这种动物,它已经完成像动物的一些动作的模仿,模仿它的声音,同时还跟人进行交流,尤其是比较有趣的是一个弹钢琴机器人,早期在日本的时候,弹了一首世界著名的名曲,在当时,在机器人界引起了很大的轰动,那么这个机器人特点,它要求手指非常灵活,自由度也特别多,而且在弹的过程中,还要有力控制和感觉的控制,所以它相对来说是对机器人机构和控制方面提高更高的要求。
还有像这种机器人的演奏家,包括它的拉小提琴,这个小提琴在乐器里边最复杂的,难度最高的一种乐器,它能通过乐曲拉小提琴,力的控制、协调、速度等等,都要进行选择或者自动的判断,还包括这也是一个机器人在做一个表演,等等就是在服务机器人方面,它很宽的一个应用领域,它跟人的需求越来越接近,那么总结一下它有几个关键技术,从技术上的方面有四个,一个是移动机构,前面看过几种机器人它跟工业机器人不一样,大多数的服务机器人,它是移动的,有轮式、履带式、还有步行式的,包括还有组合式的,这种移动机构,对环境感知功能,这也是服务机器人最重要的特点,因为它所处的环境,不像工业机器人对一个固定的环境,固定的机座,固定样子来实现的,那么这个环境也许是未知的,也许是变化的,包括清扫机器人,屋子的形状,一家一个样子,家具的摆放不一样,甚至,还有一些人在走动,这些非结构环境使得它能够准确的描述和感知和判断,这一点来讲,就表现出服务机器人具有一定的人的智能的这种功能。
另一个方面是能源技术,大家知道,早期做仿人形机器人,都带一个“辫子”,因为它能量提供不足,那么电池能量很小,所以现在的这种服务机器人,理想的这种能源它要求是密度高,输出电压比较恒定,内阻小、耐高温,还可以充电,成本低,尤其在密度高这个方面是十分重要的,所以能源技术是未来移动机器人发展中的一个十分关键的一个问题,还有控制技术,控制技术在感知环境的过程中,它也需要跟人进行交互,它既然是服务,人总要跟它接触,那么如何跟人进行交互,那么就需要一个开放式的友好的连接接口,包括语音功能,图形编程方式等等。
另一个方面的体现在农林畜产机器人这方面,国际上也有些很大的进展,可能对我们国家农业机器人,林业机器人是否需要,我们也在探讨,那么对于一些发达国家农业人口十分有限,包括在一些农副产品,松籽的采集,量很大,非常麻烦的一件事情,这样的话,一个机器人能够对像西红柿,苹果等水果,它通过形状和颜色,来判断它的成熟度,然后摘取,这个确实提高了农业自动化的一个方面的研究,包括我们国家已经研制成功嫁接机器人,对一些像嫁接,机器人采摘以后,能够对两个树枝进行自动的对接,然后将树枝缠起来,这个在中国农业大学已经研制成功,还包括林业机器人,林业机器人主要对于农林产品,像松籽进行采摘,还包括像树根,进行采伐的时候,要【创建和谐家园】,和植树这方面也都有开发,更有意思的是在牧业的机器人,包括澳大利亚,绵羊和羊是非常多的一种,他们国家产量最大的一个产业,那么绵羊,剪羊毛这个量很大,那么它人力又有限,所以它在致力于开发剪羊毛机器人,它首先通过机械手,把一个羊给固定住,通过摄影机把羊的形状识别出来,然后,用这种所谓的剪子,然后根据它的形状,自动地把羊毛剔出来,同时呢,还不破坏它的皮肤,因为一个羊一个模样所以它操作的难度是很大的,对环境的感知要求很高的,所以这个技术也是非常复杂的。
建筑机器人在国外,用量、需求在逐渐增加,建筑机器人它主要解决,像我们筑路机器人,也都需要建筑机器人,包括喷涂,挖掘机,包括像一些建筑的模块化的预制板来进行拼接,都需要一些自动化的装置,还包括家庭装修的时候,像墙壁的粉刷这个量也很大,而且也很脏,对人体有害,现在国外一些公司,在开发面向家庭的粉刷这种机器人已经得到了小批量的使用,这是在建筑方面的一些体现。
还有像食品包装,缝纫这也都是说,面向服务家庭也食品这方面的应用,包括对香肠的这种包装,实际上它一方面提高了自动化水平,但另一方面,也提高了卫生程度,不然的话人类参与的话,总会带来一些不卫生的因素,包括服装裁剪,现在我们做衣服,人们越来越追求个性化,那么现在从他们有些大学在研究,包括你希望的样子,包括你站在这块儿给你扫描以后,把你的体型给你扫描出来,机器人能自动地给你设计出适合你这种身材的样子,通过你的选择和修改,然后机械手自动地对它的布料进行裁剪,最后,还有一些生产线能够自动缝纫,在英国,很多国家,也都在开发这样的一些机器人装置。
还包括消防救护机器人,在日本发展的比较多,那么像高楼建筑一旦发生火灾,那么大家知道这是很危险的事情,也是很痛苦的事情,那么通过机器人来辅助来进行救护,把人从高楼救下来,然后进行抢救,包括高楼着火的时候,它可以用这种机械爬到大楼上去,进行喷水,或者是进行切断一些电缆等等这样的工作,都可以用机器人来完成。
那么医疗机器人,是近五年来发展比较迅速的一个新的应用领域,那么这个也可以看到几个方面,包括人是一个非常珍贵的生物,那么包括人的眼球、神经、血管都很精细,那么如果人手术的时候,医生来手术,一个是疲劳,另一个人手操作的精度还是有限的,那么这是在德国,一些大学里面,面向人的脊椎,如腰间盘突出这种病,进行识别以后,能够自动地用机器人来辅助进行定位,进行操作和手术。还有一类叫康复机器人,康复机器人像比方说,现在发病量比较大的是偏瘫和半身不遂这种病患,当他恢复治疗完以后,需要对他的肢体进行锻炼和恢复,那么如果医生是有限的,不可能一个医生,天天给一个病人进行【创建和谐家园】或牵引这样的工作,那么家庭的人员都上班,没有时间照顾,那么用一个机器人,可以对他的手进行牵动,天天强迫他进行锻炼,使人的肌肉的恢复达到最好,更为精细的工作像很多大学和一些医院在开发像人的脑手术,这个是很危险的事情,但是,已经得到了很好的例证,包括北航开发出了对人脑的定位和钻孔这样的工作,还包括像美国已经有一千多例机器人对人眼球进行手术,这样的机器人,还包括通过遥控操作的办法,实现对人的胃肠这种手术,大家在电视里边看到,一个机械手,大概有手指这样粗细的一个机械手,通过插入腹脏以后,人在屏幕上操作这个机器手,同时对它用激光的方法对病灶进行激光的治疗,这样的话,人就不用很大幅度地破坏人的身体,这实际对人的一种解放,是非常好一种机器人,医疗机器人它也很复杂,一方面它完全自动去完成各种工作,是有困难的,一般来说都是人来参与,这是美国开发的一个林白手术这样一个例子,人通过在屏幕上,通过一个遥控操作手来控制另一个机械手,实现通过对人的腹腔进行手术,前几年我们国家展览会上,美国已经成功的实现了对人的心脏瓣膜的手术和搭桥手术,这已经在机器人领域中,引起了很大的轰动,还包括,aesop的这种外科手术机器人,它实际上通过一些仪器能够对人的一些病变进行检查,通过一个机械手就能够实现对人的某些部位进行手术,还包括遥操作机械手,以及多个医生可以在机器人共同参与下进行手术,包括机器人给大夫医生拿钳子、镊子或刀子来代替护士的工作,同时把照明能够自动的给医生的动作联系起来,医生的手到哪儿,照明就去哪儿,这样非常好的,一个医生的助手。
那么还有几个例子,像人肩关节的手术,还包括脑外科神经手术,那么这个手术应该难度是很大的,风险是很大的,但是人在参与下,实现了准确的定位,对人体的恢复是十分有益的。另一个比较体现机器人应用的一个显示度的一个研究,是水下机器人,首先我们要回答为什么要开发水下机器人,那么人随着人们的对陆地资源的这种不断地消耗,人们也已经认识到,我们怎么样去获得更多的资源,人们把目光已经放到宇宙和水下,那么海洋的资源是非常丰富的,包括矿产资源像铜、锰、镍、钴这些资源是地面资源的上千倍,这个资源是非常大的,包括空间,那么海底探测、海上打捞、海下侦查、排险,包括我们看的电影《泰坦尼克号》,大概我们看到了一个小机器人来进行水下拍摄,还包括俄罗斯的核潜艇,发生事故以后,实际上很多大学希望能够参与,能够用机器人来进行救护等等,那么反过来说水下的应用中,机器人是大显身手的,因为人在海底下的工作,是非常危险的,这个方面,应该说在美国、法国、俄罗斯研究的是水平比较高,那么这是法国的一个水下作业机器人,在日本“海沟号”潜水器已经到了水下几千米,进行了海底的探测和海底的一些矿物的收集这样的工作。
那么我们国家的这个方面也不甘落后,应该说继美国、俄国和法国之后,我们国家这个方面,也是走向了国际的前列,这是中科院沈阳自动化所开发和研制成功,水下六千米无缆自治水下机器人,那么这个机器人到水下六千米,能够无缆进行作业,这是刚被获得2000年我们国家十大科技成果之一,这个标志着我们国家在水下机器人这块,已经达到了国际先进水平,目前我们在863计划,在开发水下七千米的有载人潜器来对海洋进一步的开发和作业,这也是投了很大的财力和物力,那么水下机器人和其他工业机器人以及上述的这种服务机器人有哪些不同呢?
第一个要承受深水高压而不变形,六千米这个气压是很高,几十个大气压,你要求它密封要好,而且强度要高,还不变形,另一个方面,耐高水压的动态密封结构和技术以及远距离水上通讯和处理技术,这方面很重要,在水下怎么样实现无线的这种通讯,这也是在水下机器人遇到的一个技术难点,还有航行控制技术,水下机器人进行方位控制的时候,通过卫星来进行导向,这里边不像在陆地上进行导航,不然没有一个很好的导航,水下机器人就偏了,或者走出我们要求的水域,还有环境的识别,比方说在海底的形貌是十分复杂的,如何能自动的识别海底的形貌,这也是非常重要的,包括安全和能源技术,这都是在水下机器人中一个方面,比较重要的技术。
再一个我们在空间机器人研究这块,国际上也很热,包括像欧洲十六国在联合空间计划,面向未来太空的这种太空舱这样一个整个计划,其中有一点就是空间机器人,它的主要意义在于开发宇宙,造福人类,创造人类新的家园,它主要的功能是在于科学考察,像空间生产和科学实验,卫星和航天器的维修和修理,以及空间建筑的装配,这几个应用,确实是必要的,比方说科学考察,如果对像地面的模拟一些物理和化学实验,不一定非得人在太空舱里边,因为人在太空舱里生存一天的费用,将近是一百万美金,而且也很危险,那么其实有些动作是很简单的,人通过在地面上,通过卫星进行控制机器人,再定期的完成某种预定的动作,实际是很简单的,还有包括像太空舱进行控制一些实验,一些开关、按钮、法兰简单的维修维护,都可以用机器人来完成,因为机器人有太阳能电池的话,那么机器人就能够生存,就能工作,通过上次我们刚才介绍机器人发展的应用,在不同领域的应用,也确实看到了机器人在工业、医疗、水下、空间、采掘、建筑、服务、娱乐、军事方面的应用,也的的确确看到,是由于应用带动了关键技术的发展,没有需求,机器人就不能发展,正是因为人们在认识自然改造自然过程中,需要各种各样的机器人,所以才促进了这项关键技术的发展,促进了机器人本身问题的发展,从另一个方面,由于关键技术的解决,以及应用的需求,就促进了机器人学本身的一个主题的发展,智能化,由原来的示教再现,发展成目前局部感知功能的第二代机器人,最终的目标,是不断地随着其它学科和先进技术的发展,使机器人内涵不断丰富,最终实现智能机器人这样一个主流,最终,我们得到这样一个结论。