摘要: 本文依托我校多年组织大学生参加全国大学机器人大赛的经验，通过对机器人的应用与发展进行研究，期望对大学生就业发展、专业的应用型建设方向有所帮助。
关键词：机器人 发展 应用
我校多年来组织大学生参加“全国大学生机器人大赛”，参赛大学生理论与实践相结合，自主研发出步兵机器人、工程机器人、英雄机器人、空中机器人、哨兵机器人，整合机械、电子、自动控制、视频识别、图像处理、人工智能等领域知识完成机器人的设计，通过多年的经验总结，绝大部分经过大赛的历练的大学生都能成为工程实践能力强、创新能力强、团队协作能力强、具有国际竞争力的高素质复合型人才。本文依托团队经验，对机器人的应用与未来发展进行研究，期望对大学生就业发展、专业的应用型建设方向有所帮助。
1.机器人概述
联合国标准化组织选用了美国机器人协会为机器人定下的概念：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统”。机器人已经成为尖端科技产品中的代表，机器人可以帮助或取代人类进行各种工作，已经在多个行业中有效地解放了人类的双手。机器人一般由感知、机械、控制三大部分组成，见图1。
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图1机器人系统组成框图
(1)感知部分由感知系统和机器人—环境交互系统组成，感知系统由传感器实现，用来获取周围环境的信息。机器人—环境交互系统用来实现机器人与外部环境设备的互相通信。
(2)机械部分由机械结构系统与驱动组成，收到控制系统发出的指令后，通过电机等动力装置使机器人借助机械结构产生动作。
(3)控制部分由计算机等设备构成，控制机器人按照人们的设定完成动作，是机器人的大脑。
2.机器人的应用
(1)工业机器人是目前应用范围最广、技术最成熟的一类机器人。在工业生产中，代替人类从事一些单调、重复的长时间作业或在危险、恶劣环境下的工作，如在焊接、喷涂、塑料制品成型、货物搬运等工作中，对于提高劳动生产率和增加企业的效益，做出了巨大的贡献。
(2)服务机器人种类繁多，包括清洁机器人、监测机器人、除草机器人等，应用范围包括维护保养、修理、运输、救援、监护、信息查询等。
(3)医疗机器人，目前外科手术机器人已广泛的应用在全世界众多医院中，在手术过程中为医生提供帮助，可在一些高精度的手术中，提高控制精度。康复与助力机器人可对老年人和病人提供服务、护理，辅助残疾人行走，帮助病人恢复身体。目前国内和国外已经开发出用于各种病状的康复机器人，多数已投放市场。
(4)农业机器人，可在对农作物生长信息的收集、病虫监测、进行农情信息收集与相关信息分析、灌溉情况监测，无人机的农药的喷洒等工作中发挥重要作用。
(5)水下机器人，可用于石油开采、海底情况监测、打捞作业、海上养殖、电缆铺设和检查、管道铺设等领域。1995年8月，随着“CR-01”6000米无缆自治水下机器人的成功研制，我国正式成为世界上少数拥有潜深6000米自治水下机器人的国家之一。
(6) 消防、侦查安全机器人，可在火灾现场收集各种信息，可在有浓烟、毒气体的环境中为消防人员提供帮助。消防机器人向网络化、智能化、专业化、多样化和团队化发展，将更加便捷、灵活，能够执行更加精细的任务。
在社会安全中，机器人可在巡逻、跟踪、监视、获得情报等工作中发挥作用。
(7)军用机器人，一种高级智能、机动性高、反应灵敏的机器人正在改变传统战争模式，为国防服务，实现精准打击，避免传统战争导致的军队大批伤亡现象。
(8)空间站机器人可用于太空探索和采集信息等工作。
3.机器人的发展
创造一种类似于人的机器代替人类工作的想法可以追溯到我国的三国时期，诸葛亮发明出来的木牛流马，可以在崎岖的山路上运送军粮，支援战争。机器人技术自20世纪60年代初诞生以来，经历50多年的发展，技术更新取得了长足的进步，已经应用到生产、生活、国防等多个领域。
1962年至1963年，人们尝试在机器人上安装各种传感器，有效地提高了机器人的可操作性。1973年美国Unimat-ion公司推出工业通用机器人（PUMA），标志着工业机器人技术已趋于成熟，该机器人到现在仍工作在生产一线。2002年美国iRobot公司设计出吸尘器机器人，可以轻松躲开障碍物，自动设计运动路线，当电量不足时，它可以自己向电源靠近。这是目前全球销量最大、最商业化的家用机器人。
近年来，随着互联网、大数据、物联网、人工智能技术的发展，机器人的发展迎来了前所未有的风口。2015年，在《中国制造2025》战略中，机器人已经被划定为重点领域，国家近两年陆续推出了各种政策支持和规范引导机器人行业的发展。2017年7月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》指出，机器人作为人工智能的外部延展形式，将发挥重要作用。同年，国务院印发国家教育事业发展“十三五”规划，其中提到智能机器人深刻改变着人类的思维、生产、生活和学习方式。
4.结论
综上，随着科技的发展，机器人将在生产、生活、国防等多个领域中发挥越来越重要的作用。机器人技术涵盖了机械、电子、自动控制、视频识别、图像处理、人工智能等领域，大学生可根据专业方向、兴趣爱好，选择自己的发展方向学习机器人技术，抓住新一轮的技术革命机遇，进入机器人行业发展，为经济发展、社会进步做出贡献。
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作者简介:白玉（1979－），男，副教授，籍贯，山东梁山，黑河学院理学院物理系。研究方向：数字信号处理。
联系地址:黑龙江省黑河市学院路1号黑河学院理学院物理系。邮编:164300电话:15561660011电子邮箱:546323561@qq.com