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关于智能控制在机器人领域中的应用

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  摘要:近年来,随着科学技术不断发展,智能机器人已经在诸多领域得到了广泛应用,不仅提高了社会工作效率,也解决了各种复杂环境下的智能化作业问题,加快了社会发展进程。
  关键词:智能控制;机器人;应用
  中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2020)03-0092-02
  科学技术的快速发展让智能控制技术逐渐走向成熟,智能控制在机器人领域中的应用,让机器人具备了思维能力、感知能力和学习、记忆等能力,提高了机器人对周边环境的适应性,拓宽了机器人应用领域,加速了现代化工业发展。
  1 智能控制基本概述
  智能控制是指在无人参与的条件下让智能化机器实现自动控制的相关技术,智能控制将人工智能、信息通信以及计算机技术等多学科有效结合起来,是一种高度集成的控制系统,能够有效对外界信息进行采集、识别、记忆和分析,提高了数据信息应用的有效性。智能控制技术能够让智能机器在无人干预的条件下实现自动控制,在现代化工业生产中应用十分广泛,也推动了智能机器人行业的发展[1]。
  2 智能机器人主要应用领域
  2.1 家庭机器人
  科学技术的发展提高了人们生活质量,当前,随着物联网的广泛应用,百姓生活中可以将各种电子设备在电脑的协调控制下实现各种操作。智能开启系统,室内空气自动调节系统等标志着智能控制已经深入到了日常生活。近年来,能够从事清洁工作的机器人、炒菜的机器人以及为酒店提供日常服务的机器人已经相继问世,这些机器人在传统智能化基础上又有了长足的进步,能够对多种语言进行识别,对获取的语音信息加以判断,与人类进行语言交流。
  2.2 医学机器人
  2020年美国首例新冠肺炎感染者采用的是医学机器人负责患者的全程治疗和护理,这也是机器人在医学领域中得到应用的典型案例。截止目前,具有辅助功能的机器人在医学领域中应用已经非常广泛,在微创外科手术中能够充分发挥出智能控制的精准性,为患者减轻手术痛苦。此外,具有智能化的纳米机器人也在进一步研发阶段,一旦获得成功,在临床治疗中能够利用纳米机器人进入到人体循环系统,解决缓和心脑血管阻塞等问题,从而提高心脑血管病临床治疗效果。
  2.3 军事机器人
  近年来,由于国际形势不断变化以及恐怖活动的复杂化,世界各国加大了智能机器人在军事领域中的应用研究,智能机器人不仅能够在军事活动中发挥出侦查的作用,还能够利用智能控制实现精准有效的打击。例如:2019年10月美国在对巴格达迪实施精准打击军事行动中,就应用了具有智能控制性能的军事机器人。军事机器人在这次军事行动中主要执行搜索和战斗任务,体现出智能控制下的机器人行动快捷性和准确性,而且军事机器人能够有效弥补夜战和消耗战中人类精力和体力上表现出的不足。对智能机器人加以规范应用,具有维护世界和平的重要意义。
  2.4 太空机器人
  随着科技不断发展,人类加大了对宇宙太空奥秘的探索,太空机器人在这样背景下应运而生。这是一种能够在航天器和宇宙空间站内进行智能操作的机械设备,通常由灵活的机械臂和中央处理系统构成,具有较强的感知和数据采集、处理、分析能力。宇宙太空环境较为复杂,具有辐射强度大、高真空以及超低温的特征,普通的工业机器人无法完成这样复杂环境下的工作,更是人类宇航员太空工作的短板,智能太空机器人的应用,能够利用三维视觉系统在恶劣环境下准确判断目标位置,利用机械臂进行精准操作[2]。
  3 机器人领域中智能控制常用技术
  3.1 模糊控制
  模糊控制是在模糊数学和思想理念基础上而形成的控制方法,在传统的智能控制中发挥了关键性作用。在对机械设备进行智能控制中,不确定因素存在较多,系统获取的信息较为复杂,通常很难做出正确的判断和描述。模糊控制将模糊语言、模糊逻辑以及模糊集合论作为基础实现计算机数字控制,被广泛应用在家庭智能机器人领域,例如:汽车自动驾驶、智能家电、智能泊车系统等。
  3.2 专家系统
  专家系统通常指智能化电脑程序系统,系统中包含了智能机器人所要应用领域具有专家水平的经验和知识,智能控制系统对机器人进行有效控制,让机器人利用这些具有较高专业性的知识解决客观存在的问题。因此,专家系统是人工智能与计算机技术的完美结合。利用专家系统控制的机器人具有较高的工作效率,能够实现操作的准确性,解决了环境因素给特殊领域工作带来的干扰。专家系统控制的机器人大多被应用于医疗、科研以及军事国防领域。
  3.3 人工神经网络控制
  人工神经网络控制模仿了动物大脑神经网络结构,对数字化信息进行处理的智能控制技术。更确切地说,人工神经网络是一种特殊的运算模型,能够模仿人类的大脑,实现模糊控制,根據所获得的数据信息进行推理,能够表现出人类思维的容错性。因此,人工神经网络通常与模糊控制系统相结合,应用到机器人领域中。
  4 智能控制在机器人领域的应用
  4.1 机器人行进线路控制
  当前,机器人研发技术不断提高,机器人外形和行动都具有模仿人类的主要特征,具备行走功能的机器人腿部结构通常由连杆和动轮构成,通过智能控制对滚轮的角度进行监测和调整,从而实现人类直立行走的动作。在行动路线设定的基础上,能够让机器人按照特定的行动路线完成一些列动作。在集群行动线路控制中,主要采用模糊控制,将机器人行动误差控制在有效范围内,提高机器人行动线路的精确性。
  4.2 机器人行动计划控制
  智能机器人在行动中往往需要结合实际工作环境对所处位置进行判断,在智能控制设计中,对每个智能机器人的行动线路进行设定,在行动路线保持恒定的基础上进行分布式行动控制,这样能够让机器人在按照行动路线执行操作的同时,实现避让和行动计划能力,从而让机器人行为更加协调。
  4.3 机器人思考功能实现
  据有关报道称,谷歌与牛津大学的研究机构正在针对能够独立思考的机器人进行研究,希望能够研究出一种能够在亚原子状态下运行的芯片,通过这种芯片高速运算能力,解决当前处理器运算速度上的不足,模仿人类大脑能够在智能控制下,对各类数据进行快速搜索和判断,进而得出最佳处理方案,让智能机器人具备与人类相同的思维能力[3]。
  5 结语
  机器人是现代科技和工业自动化发展的必然结果产物,机器人智能化的实现离不开智能控制技术。随着智能研究的不断深入,智能控制技术也将不断提高,势必将推动智能机器人在更多领域中得到应用,促进社会不断发展和进步。
  参考文献
  [1] 刘丰年.智能控制在机器人领域中的应用[J].信息与电脑(理论版),2018,404(10):130-131.
  [2] 王敏.智能控制在机器人领域中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(20):162.
  [3] 余毕超.智能控制及其在机器人领域的应用[J].内燃机与配件,2018,265(13):253-254.
  Abstract:In recent years, with the continuous development of science and technology, intelligent robots have been widely used in many fields, which not only improves the efficiency of social work, but also solves the problem of intelligent operations in various complex environments and accelerates the process of social development.
  Key words:intelligent control; robot; application
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