移动机器人国内外发展现状(2)
早在60年代，科学家们就已经开始了关于移动机器人的研究。关于移动机器人的研究涉及到许多方面。首先，要考虑移动方式，可以是轮式的、履带式、腿式的,对于水下机器人,则是推进器。其次,必须考虑驱动器的控制,以使机器人达到期望的行为。再次，必须考虑导航或路径规划,对于后者,有更多的方面要考虑,如传感融合,特征提取,避碰及环境映射。因此,移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。对移动机器人的研究,提出了许多新的或挑战性的理论与工程技术课题,引起越来越多的专家学者和工程技术人员的兴趣,更由于它在军事侦察、扫雷排险、防核化污染等危险与恶劣环境以及民用中的物料搬运上具有广阔的应用前景,使得对它的研究在世界各国受到普遍关注。
国外还研制了一种独轮机器人,它与具有静态稳定性的多轮移动机器人相比,具有很好的动态稳定性,对姿态干扰的不敏感性,高可操作性,低的滚动阻力,跌倒的恢复能力和水陆两用性。这是运动性的一种新概念。
高完整性机器人没有一个系统能够做到100%可靠。一个可靠机器人是指它一直正常地工作。一个高完整性机器人是指它能时刻监视自己的行为,一旦发现异常,立即停止运转。因此,一个高完整性机器人并不一定要连续工作,但工作时,一定是正确的。
机器自主性对遥控移动机器人的挑战主要来自要求完成的任务和高度非结构化和变化的环境。在多数室外环境中,要求机器可以完全自主地完成任务,目前仍有一定的困难。远程操作的半自主机器人，毫无疑问，是一个必然的发展方向。所以先进的远程操作技术在将来必需的。完全遥现是实现远程操作一个或几个移动机器人的最佳可能方案，但缺点是太贵。研制一套适用于远程操作的、使用起来既自然又容易的人机交互方案也是必需的。在未知和变化的环境中,头部跟踪系统很有帮助并且可行的。
H.Ishiguro通过对以前机器人研究工作的总结和回顾，发现过去智能机器人的工作主要集中在自主性上。因此,他提出了一个全新概念即感知信息基础设施。就好像人需要道路、交通信号灯等一样，机器人想要在一个动态变化的环境中行动，也同样需要基础设施。他将一个用于移动机器人导航的分布式视觉系统作为例子，进行了解释和说明。实验在一个缩小了12倍的城镇模型中进行，内有阴影、树的结构、草地和房屋，完全能够代表室外环境的真实情况，并安装了用于机器人导航用的16个摄像机智能体，实现了移动机器人与环境的融合。
多机器人系统在美国DARPA的战术移动机器人计划，是一个需要进行4年的研究计划，从1998年开始，分两阶段进行:技术开发和系统设计。技术开发包括三个方面：机器感知、半自主操作以及机器人运动。目的是研究和开发由很多小的、低价的、半自主的移动机器人组成的整体机器人团队的协调与控制技术并将其应用到战略重要情况。如正在发生军事冲突的市区的侦察任务，在这种情况下，市区中人口稠密、建筑物多、涉及的人员分布在其里里外外、上上下下，因而使作战部队处于十分危险和不可预测的境地。因此，该项目的一个长期目标,就是在发生战斗的条件下，使用机器人团队，在现场的内外，为部队提供支持。附带的另一个长期目标是建立并发展一个自制的工业标准基础，为了满足将来国防对军用机器人的需求。美国的MDARS项目是在著名的保安机器人ROBART的基础上建立的一个多移动机器人平台,用来在指定地点执行随机的巡逻任务。第一期任务是用于国防部仓库和储蓄场自动化闯入探测和库存量的查定。关于第一期的任务，在经历了实验室到模拟实验场地之后，已经在一个作战用的真实仓库环境内，完成了成功的演示。第二期的任务，主要强调在国防部的室外仓储地的应用。美国的FETCH计划是在BUGS计划的基础上，研究使用一群小的、坚固的自主的移动机器人去清除地表上某些未爆炸的M42炮弹。首先是建立一个实验床，由四个机器人和一个陪同的操作员控制单元构成，研究怎样确定任务要求以及一个有效的机器人解决方案的参数。在这些参数中，要考虑自主与半自主机器人控制的比较，用来确定弹药位置的随机与直接搜索策略的比较，整个场地与有限移动驱动系统的比较。决定性的因子来自于任务的进一步细化和实际的性能。整个计划的最终目的是用一到两个得到过基本训练的爆炸物处理专家，监控多达50个机器人，在一个足球场大小的现场里，并行地工作，清除军用品。任务完成的标准是，在规定的时间内，搜集尽可能多的手榴弹。对机器人的要求：一是小而轻，便于搬运到现场，能在铺满自然障碍物和冲突后的残骸的现场中导航,能在现场的边界上停留，提高操作速度；二是成本不高，便于意外损坏是可以容忍的，装有适应的和可重用的部件。机器人正在从工厂的结构化环境进入人们每天的生活环境——医院、办公室、家庭、建筑工地和其它杂乱及不可控环境。要求机器人不仅能自主完成工作,而且能在与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务。这就需要机器人具有以下能力：移动和操作集于一体的能力，在多机器人之间的协作能力，与人的交互能力和无碰路径的实时修改能力。Khatib等已经讨论过这个问题，并给出了有关的模型、策略和算法的开发,并在斯坦福大学的两个完整性移动平台上进行过演示。自从1996年成功地举行了第一次世界机器人足球赛以来，如今一年一度的世界机器人足球赛已经吸引了越来越多的团体参加，非常大地推进了多移动机器人技术的研究，成为研究和验证人工智能成果的实验床。关于多移动机器人的一些新的提法，比如认知机器人学、生态机器人学、协作机器人学、社会机器人学以及广义社会学等,这里不再说明。
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