什么是微型机器人？未来智能机器人的发展方向主要有哪些

1、什么是微型机器人？

微机械学应运而生——20世纪末微型机器人的诞生科学家预言，20世纪最伟大的科学领域是微世界，比针尖还小的微型机械开创了崭新的科学领域。微型机器人，已成为人类骄子。多大的机器人算微型机器人?在20世纪80年代，日本东京大学教授林辉的定义是：1毫米至10毫米为小型机械，10微米至1毫米为微型机械，10纳米至10微米为超微型机械，统称为微型机械。微型机器人的体积，可以做到微米级甚至亚微米级，重量轻至纳克，加工精度达微米、纳米级。日本1差宽哪家公司，已经用微型0件安装了1辆能开动的微型汽车，它的大小相当于1颗米粒，静电马达的直径只有1-2个微米。这家公司，还制造了1种能开动的微型车床，大小只有普通车床的万分之1；公司制造的人工智能尺蠖，直径只有5.5毫米。据称，不久的将来，这种人工智能尺蠖，将有可能在核电站的弯弯曲曲的管道中爬行，去寻找管道的裂缝。德国微型技术研究所的物理学家沃尔夫冈·埃菲尔德，已研制出1架双引擎直升机，重量不到0.5克，能向空中升起130毫米。它的高性能微型马达，功率为1瓦，每分钟转速可达10万转，个头却只有削尖的铅笔尖那么大。这种尺寸只有黄蜂大小的直升机，虽然离实用还有很大距离，但是它令人信服地表明，极其微小的微型马达，最终将能用来驱动电子显示器、手表、微型计算机、激光扫描器和微型外科手术器械等。要做成微型机器人，原先的工业技术已完全不适用。构成微型机械必须有非常小的0件，制造那样的0件，要求材料、加工方法和组装，都必须开发全新的技术。美国得克萨斯仪器公司利用制造硅片的蚀刻工艺，来制造尺寸极小的微电子机械系统——MEMS。MEMS技术是集成电路微细加工技术，它将驱动器、传动装置、传感器、控制器、电源集成于几虚码立方毫米的多晶硅片上，因而能获得机电1体化的微型机械。1些MEMS的雏形已在美国、日本、德国获得广泛应用。例如，1种直径只有头发丝粗细的自动检测传感器，已经安装在数百万辆小汽车里，当它感到冲击来临时，就会让空气包自动张开，保护司机和乘客。科学家发现，微型机械的可靠性和结实程度非常惊人。美国的贝尔实验室将1辆微型机械震动了20亿次，根本没有损坏它1丝1毫，因为它实在太轻，就像把纸屑往地上摔1样不会受损。微型机器神奇的前景，引起了科学家的高度重视和浓厚兴趣，于是1门新兴学科——微机械学也就应运而生。1991年10月，日本投资1.7亿美元研制出1种微型潜艇状胶囊，内装袖珍机器人。胶囊的直径仅8.5毫米，像艘小潜艇，若被吞进胃中，它能观察和分析胃部情况，医务人员便可通过遥控指挥，操纵胶囊内的电脑程序进行工作，遇到病灶还可以进行治疗，完成治疗任务后，便随粪便排出，对人体丝毫无损。日本生产的另外1种微型导管，直径仅5毫米，尾部有摄影机和激光机，管内装有机器人。管子可以从皮肤插进血管，也可以插入胆囊或胰脏。机器人进入人体后，可以通过它的摄影机，把人体内的状况清晰地显示在电视屏幕上，供医生作出正确诊断；体内的机器人也可以直接用于治疗。日本东京大学工学部的肥健纯教授等人，研究出可以进入人脑进行手术的机器人。实际上这是1支小小的针，针上装有小型激光手术刀和能吸收组织的装置。手术时，通过观看X线和CT成像的合成立体头部图像，确定手术的部位以及进针的角度和深度，针进到合适位置，就在计算机的控制下开始手术。这台设备1994年已开始临床应用。为了确保手术安全，美国眼外科医生查尔斯与1实验室合作，于1996年研制出1个防止手术时手颤抖的机械系统，设计出代替人手动作的机器人。当医生移动操纵杆1厘米时，机械手术刀则只移动1毫米，使得手术动作细微精确，还可避免意外事故的发生。查尔巧陪斯当时预计，这种手术刀在两年内可望投放市场。美国明尼苏达大学的波拉研制的1个装置，能在血管中行走，能在人体血液中输液，还可以连续地在血液中监视糖尿病人的葡萄糖浓度，并将胰岛素输送给患者。在匹兹堡的卡内塞基梅隆大学，有人发明了1个微叶轮，它可应用于动脉粥样硬化患者体内。它的叶轮刀片比头发丝还细，被放置在人体血液中时，血液1流动，叶轮就旋转。能进入人体的各种袖珍机器人，已经微小到匪夷所思的程度；它们在医学上所起的作用，是半个世纪以前的人所无法想象的。

2、未来智能机器人的发展方向主要有哪些

机器人的发展特点如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为1个新方向，可以小到像1个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明。　机器人行业发展前景“中国制造2025”其中1个积极重要的部分就是机器人产业。预计到2025年，机器人工业产值预期可以达到4.5万亿美元，其中2.6万亿来自提高并延长人类寿命，1.4万亿可能来自工业自动化和商业服务任务；在工业和服务领域使用先进机器人承担的工作量相当于7500万全职职工。最终，节约时间的家用服务机器人创造效益可达5000亿美元。谈到机器人和人工智能的关系，机器人并不是只需要人工智能技术，还需要传感器等更多的东西，是1个更大的系统。机器人产业的发展中，中国引进机器人有很早的历史，汽车行业自动生产线上的机器人多数都是从国外进口。2014年，全世界生产机器人中间有40%是中国消费。同时，中国正在发展机器人产业，且南北方风格不同：北方生“硬”机器人，就是我们常见的生产线上的机器臂，这种机器人发展的比较早；而南方提倡的是做“软”机器人，即医疗、老人看护等服务机器人。　　机器人未来发展趋势机器人的发展史犹如人类的文明和进化史在不断地向着更高级发展。从原则上说，意识化机器人已是机器人的高级形态，不过意识又可划分为简单意识和复杂意识之类。对于人类来说，是具有非常完美的复杂意识，而现代所谓的意识机器人，最多只是简单化意识，对于未来意识化智能机器人很可能的几大发展趋势，在这里概括性地分析如下：　　

1、语言交流功能越来越完美智能机器人，既然已经被赋予“人”的特殊称义，那当然需要有比较完美的语言功能，这样就能与人类进行1定的，甚至完美的语言交流，所以机器人语言功能的完善是1个非常重要的环节。主要是依赖于其内部存储器内预先储存大量的语音语句和文字词汇语句，其语言的能力取决于，数据库内储存语句量的大小，以其储存的语言范围。对于未来智能机器人的语言交流功能会越来越完美化，是1个必然性趋势，在人类的完美设计程序下，它们能轻松地掌握多个国家的语言，远高于人类的学习能力。另外，机器人还能进行自我的语言词汇重组能力，就是当人类与之交流时，若遇到语言包程序中没有的语句或词汇时，可以自动地用相关的或相近意思词组，按句子的结构重组成1句新句子来回答，这也相当于类似人类的学习能力和逻辑能力，是1种意识化的表现。　　

2、各种动作的完美化机器人的动作是相对于模仿人类动作来说的，我们知道人类能做的动作是极至多样化的，招手、握手、走、跑、跳、等各种手势，都是人类的惯用动作。不过现代智能机器人虽也能模仿人的部分动作，不过相对是有点僵化的感觉，或者动作是比较缓慢的。未来机器人将以更灵活的类似人类的关节和仿真人造肌肉，使其动作更像人类，模仿人的所有动作，甚至做得更有形将成为可能。还有可能做出1些普通人很难做出的动作，如平地翻跟斗，倒立等。

3、外形越来越酷似人类科学家研制越来越高级的智能机器人，是主要以人类自身形体为参照对象的。自然先需有1个很仿真的人型外表是首要前提，在这1方面日本应该是相对领先的，国内也是非常优秀的。对于未来机器人，仿真程度很有可能达到即使你近在咫尺细看它的外在，你也只会把它当成人类，很难分辩是机器人，这种状况就如美国科幻大片《终结者》中的机器人物造型具有极至完美的人类外表。　　

4、复原功能越来越强大凡是人类都会有生老病死，而对于机器人来说，虽无此生物的常规死亡现象，但也有1系列的故障发生时刻，如内部原件故障、线路故障、机械故障、干扰性故障等。这些故障也相当于人类的病理现象。未来智能机器人将具备越来越强大的自行复原功能，对于自身内部0件等运行情况，机器人会随时自行检索1切状况，并做到及时排除。它和检索功能就像我们人类感觉身体哪里不舒服1样是智能意识的表现。　　

5、体内能量储存越来越大智能机器人的1切活动都需要体内持续的能量支持，这就像人类需要吃饭是同1道理，不吃会没力气，会饿死。机器人动力源多数使用电能，供应电能就需要大容量的蓄电池，对于机器人的电能消耗应该说是较大的。现代蓄电池的蓄电量都是较有限的，可能满足不了机器人的长久动力需求，而且蓄电池容量越大充电时间也往往需越长，这样就显得较为麻烦。针对能量储存供应问题，未来应该会有多种解决方式，最理想的能源应该就是可控核聚变能，微不足道的质量就能持续释放非常巨大的能量，机器人若以聚变能为动力，永久性运行将得以实现。不过这种技术对人类来说，简直太困难了，现在人类连热核聚变装置的稳定运行都还有许多难点要攻克，冷聚变能否实现还是1个谜，所以核聚变动力实现是遥遥无期的。另外，未来还很可能制造出1种超级能量储量器，也是充电的，但有别于蓄电池在多次充电放电后，蓄电能力会逐步下降的缺点，能量储存器基本可永久保持储能效率。且充电快速而高效，单位体积储存能量相当于传统大容量蓄电池的百倍以上，也许这将成为智能机器人的理想动力供应源。　

6、逻辑分析能力越来越强人类的大部分行为能力是需要借助于逻辑分析，例如思考问题需要非常明确的逻辑推理分析能力，而相对平常化的走路，说话之类看似不需要多想的事，其实也是种简单逻辑，因为走路需要的是平衡性，大脑在根据路状不断地分析判断该怎么走才不至于摔倒，而机器人走路则是要通过复杂的计算来进行。对于智能机器人为了完美化模仿人类，科学家未来会不断地赋予它许多逻辑分析程序功能，这也相当于是智能的表现。如自行重组相应词汇成新的句子是逻辑能力的完美表现形式，还有若自身能量不足，可以自行充电，而不需要主人帮助，那是1种意识表现。总之逻辑分析有助人机器人自身完成许多工作，在不需要人类帮助的同时，还可以尽量地帮助人类完成1些任务，甚至是比较复杂化的任务。 　

7、具备越来越多样化功能人类制造机器人的目的是为人类所服务的，所以就会尽可能地把它变成多功能化，比如在家庭中，可以成为机器人保姆。会你扫地、吸尘、还可以做你的谈天朋友，还可以为你看护小孩。到外面时，机器人可以帮你搬1些重物，或提1些东西，甚至还能当你的私人保镖。另外，未来高级智能机器人还会具备多样化的变形功能，比方从人形状态，变成1辆豪华的汽车也是有可能的，这似乎是真正意义上的变形金刚了，它载着你到处驶驰于你想去的任何地方，这种比较理想的设想，在未来都是有可能实现的。我们目前还不能预料未来机器人新的用途。因为世界上很多机器人的形式跟大家脑子里想到的机器人是很不1样的。包括现在很多汽车里面的智能软件，它能帮你自动导航，这实际上也是机器人的功能之1。而且，机器人的价格越来越便宜，目前有精确灵敏度的机器人价格大概在10万美金左右，预计到2025年，价格可以降到5万多美金，每年价格下降10%。这个速度可能会比预想的更快，因为整个芯片产业发展非常快，如果机器人生产规模能够有很大的发展的话，相信这个价格肯定会比这个便宜得多。机器人会产生巨大的经济价值，能够代替很多人的工作，以后人们不需要从事这类体力劳动。最后是人比机器人聪明还是机器人比人聪明？人发明了机器人，机器人也不断在学习，能够增加自己的知识，我们1天要睡8个小时、工作12个小时、玩4个小时，而机器人1天24个小时，只要有电源就会不断学习，它积累知识的过程可能比人类更快。这或将是我们日后发展人工智能必须要考虑的1点。

3、纳米机器人有哪些应用价值？

纳米机器人可以与军事领域和医学领域相结合，发挥作用。

1、军事领域 军用纳米机器人，俗称为“蚂蚁士兵”，是1种比蚂蚁还要小的靠太阳能电波驱动的具有惊人破坏力的机器人。它们可以通过多种途径潜入敌方的军事要害部门(司令部、兵工厂、元首办公室和秘密基地等)开展侦察活动，甚至直接攻击目标。 比如，用特种炸药引爆目标，破坏敌方的电子设备与电脑网络(如使其短路毁坏)，施放各种化学制剂(如使金属变脆、油料凝固，或使敌方人员神经麻痹失去战斗力)，甚至埋设微型地雷和充当爆破手。 这种纳米机器人还可以充当潜伏特务，平时相安无事，无声无息，1旦战事爆发，通过微型遥控装置可以诱发它们群起而攻之，迅速破坏敌方作战系统。

2、医学领域 (1)高灵敏度、精确的生物纳米结构与特性的探测技术，如疾病早期诊断的纳米传感器系统。 (2)治疗药物的纳米化以及新型药剂学的发展。 (3)结合微创医疗的精细治疗手术，如血管内的纳米机器人手术等。 扩展资料： 历史 沿革：

1、纳米技术的灵感，来自于已故物理学家理查德·费曼1959年所作的1次题为《在底部还有很大空间》的演讲。

2、1981年，科学家发明研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜，为我们揭示1个可见的原子、分子世界，对纳米 科技 发展产生了积极促进作用。

3、1991年，碳纳米管被人类发现，它的质量是相同体积钢的6分之1，强度却是钢的10倍，成为纳米技术研究的热点，诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最佳纤维的首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。

4、2001年，1些国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地 。日本设立纳米材料研究中心，把纳米技术列入新5年 科技 基本计划的研发重点。

5、2010年5月，美国哥伦比亚大学的科学家成功研制出1种由脱氧核糖核酸（DNA）分子构成的纳米蜘蛛机器人，这种机器人能够跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止，并且他们能够自由地在2维物体的表面行走。这种纳米蜘蛛机器人只有4纳米长，比人类头发直径的十万分之1还小。

4、未来智能机器人的发展方向主要有哪些

机器人的发展特点如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为1个新方向，可以小到像1个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明。　机器人行业发展前景“中国制造2025”其中1个积极重要的部分就是机器人产业。预计到2025年，机器人工业产值预期可以达到4.5万亿美元，其中2.6万亿来自提高并延长人类寿命，1.4万亿可能来自工业自动化和商业服务任务；在工业和服务领域使用先进机器人承担的工作量相当于7500万全职职工。最终，节约时间的家用服务机器人创造效益可达5000亿美元。谈到机器人和人工智能的关系，机器人并不是只需要人工智能技术，还需要传感器等更多的东西，是1个更大的系统。机器人产业的发展中，中国引进机器人有很早的历史，汽车行业自动生产线上的机器人多数都是从国外进口。2014年，全世界生产机器人中间有40%是中国消费。同时，中国正在发展机器人产业，且南北方风格不同：北方生“硬”机器人，就是我们常见的生产线上的机器臂，这种机器人发展的比较早；而南方提倡的是做“软”机器人，即医疗、老人看护等服务机器人。　　机器人未来发展趋势机器人的发展史犹如人类的文明和进化史在不断地向着更高级发展。从原则上说，意识化机器人已是机器人的高级形态，不过意识又可划分为简单意识和复杂意识之类。对于人类来说，是具有非常完美的复杂意识，而现代所谓的意识机器人，最多只是简单化意识，对于未来意识化智能机器人很可能的几大发展趋势，在这里概括性地分析如下：　　

1、语言交流功能越来越完美智能机器人，既然已经被赋予“人”的特殊称义，那当然需要有比较完美的语言功能，这样就能与人类进行1定的，甚至完美的语言交流，所以机器人语言功能的完善是1个非常重要的环节。主要是依赖于其内部存储器内预先储存大量的语音语句和文字词汇语句，其语言的能力取决于，数据库内储存语句量的大小，以其储存的语言范围。对于未来智能机器人的语言交流功能会越来越完美化，是1个必然性趋势，在人类的完美设计程序下，它们能轻松地掌握多个国家的语言，远高于人类的学习能力。另外，机器人还能进行自我的语言词汇重组能力，就是当人类与之交流时，若遇到语言包程序中没有的语句或词汇时，可以自动地用相关的或相近意思词组，按句子的结构重组成1句新句子来回答，这也相当于类似人类的学习能力和逻辑能力，是1种意识化的表现。　　

2、各种动作的完美化机器人的动作是相对于模仿人类动作来说的，我们知道人类能做的动作是极至多样化的，招手、握手、走、跑、跳、等各种手势，都是人类的惯用动作。不过现代智能机器人虽也能模仿人的部分动作，不过相对是有点僵化的感觉，或者动作是比较缓慢的。未来机器人将以更灵活的类似人类的关节和仿真人造肌肉，使其动作更像人类，模仿人的所有动作，甚至做得更有形将成为可能。还有可能做出1些普通人很难做出的动作，如平地翻跟斗，倒立等。

3、外形越来越酷似人类科学家研制越来越高级的智能机器人，是主要以人类自身形体为参照对象的。自然先需有1个很仿真的人型外表是首要前提，在这1方面日本应该是相对领先的，国内也是非常优秀的。对于未来机器人，仿真程度很有可能达到即使你近在咫尺细看它的外在，你也只会把它当成人类，很难分辩是机器人，这种状况就如美国科幻大片《终结者》中的机器人物造型具有极至完美的人类外表。　　

4、复原功能越来越强大凡是人类都会有生老病死，而对于机器人来说，虽无此生物的常规死亡现象，但也有1系列的故障发生时刻，如内部原件故障、线路故障、机械故障、干扰性故障等。这些故障也相当于人类的病理现象。未来智能机器人将具备越来越强大的自行复原功能，对于自身内部0件等运行情况，机器人会随时自行检索1切状况，并做到及时排除。它和检索功能就像我们人类感觉身体哪里不舒服1样是智能意识的表现。　　

5、体内能量储存越来越大智能机器人的1切活动都需要体内持续的能量支持，这就像人类需要吃饭是同1道理，不吃会没力气，会饿死。机器人动力源多数使用电能，供应电能就需要大容量的蓄电池，对于机器人的电能消耗应该说是较大的。现代蓄电池的蓄电量都是较有限的，可能满足不了机器人的长久动力需求，而且蓄电池容量越大充电时间也往往需越长，这样就显得较为麻烦。针对能量储存供应问题，未来应该会有多种解决方式，最理想的能源应该就是可控核聚变能，微不足道的质量就能持续释放非常巨大的能量，机器人若以聚变能为动力，永久性运行将得以实现。不过这种技术对人类来说，简直太困难了，现在人类连热核聚变装置的稳定运行都还有许多难点要攻克，冷聚变能否实现还是1个谜，所以核聚变动力实现是遥遥无期的。另外，未来还很可能制造出1种超级能量储量器，也是充电的，但有别于蓄电池在多次充电放电后，蓄电能力会逐步下降的缺点，能量储存器基本可永久保持储能效率。且充电快速而高效，单位体积储存能量相当于传统大容量蓄电池的百倍以上，也许这将成为智能机器人的理想动力供应源。　

6、逻辑分析能力越来越强人类的大部分行为能力是需要借助于逻辑分析，例如思考问题需要非常明确的逻辑推理分析能力，而相对平常化的走路，说话之类看似不需要多想的事，其实也是种简单逻辑，因为走路需要的是平衡性，大脑在根据路状不断地分析判断该怎么走才不至于摔倒，而机器人走路则是要通过复杂的计算来进行。对于智能机器人为了完美化模仿人类，科学家未来会不断地赋予它许多逻辑分析程序功能，这也相当于是智能的表现。如自行重组相应词汇成新的句子是逻辑能力的完美表现形式，还有若自身能量不足，可以自行充电，而不需要主人帮助，那是1种意识表现。总之逻辑分析有助人机器人自身完成许多工作，在不需要人类帮助的同时，还可以尽量地帮助人类完成1些任务，甚至是比较复杂化的任务。 　

7、具备越来越多样化功能人类制造机器人的目的是为人类所服务的，所以就会尽可能地把它变成多功能化，比如在家庭中，可以成为机器人保姆。会你扫地、吸尘、还可以做你的谈天朋友，还可以为你看护小孩。到外面时，机器人可以帮你搬1些重物，或提1些东西，甚至还能当你的私人保镖。另外，未来高级智能机器人还会具备多样化的变形功能，比方从人形状态，变成1辆豪华的汽车也是有可能的，这似乎是真正意义上的变形金刚了，它载着你到处驶驰于你想去的任何地方，这种比较理想的设想，在未来都是有可能实现的。我们目前还不能预料未来机器人新的用途。因为世界上很多机器人的形式跟大家脑子里想到的机器人是很不1样的。包括现在很多汽车里面的智能软件，它能帮你自动导航，这实际上也是机器人的功能之1。而且，机器人的价格越来越便宜，目前有精确灵敏度的机器人价格大概在10万美金左右，预计到2025年，价格可以降到5万多美金，每年价格下降10%。这个速度可能会比预想的更快，因为整个芯片产业发展非常快，如果机器人生产规模能够有很大的发展的话，相信这个价格肯定会比这个便宜得多。机器人会产生巨大的经济价值，能够代替很多人的工作，以后人们不需要从事这类体力劳动。最后是人比机器人聪明还是机器人比人聪明？人发明了机器人，机器人也不断在学习，能够增加自己的知识，我们1天要睡8个小时、工作12个小时、玩4个小时，而机器人1天24个小时，只要有电源就会不断学习，它积累知识的过程可能比人类更快。这或将是我们日后发展人工智能必须要考虑的1点。

5、什么是微型机器人？

微机械学应运而生——20世纪末微型机器人的诞生科学家预言，20世纪最伟大的科学领域是微世界，比针尖还小的微型机械开创了崭新的科学领域。微型机器人，已成为人类骄子。多大的机器人算微型机器人?在20世纪80年代，日本东京大学教授林辉的定义是：1毫米至10毫米为小型机械，10微米至1毫米为微型机械，10纳米至10微米为超微型机械，统称为微型机械。微型机器人的体积，可以做到微米级甚至亚微米级，重量轻至纳克，加工精度达微米、纳米级。日本1家公司，已经用微型0件安装了1辆能开动的微型汽车，它的大小相当于1颗米粒，静电马达的直径只有1-2个微米。这家公司，还制造了1种能开动的微型车床，大小只有普通车床的万分之1；公司制造的人工智能尺蠖，直径只有5.5毫米。据称，不久的将来，这种人工智能尺蠖，将有可能在核电站的弯弯曲曲的管道中爬行，去寻找管道的裂缝。德国微型技术研究所的物理学家沃尔夫冈·埃菲尔德，已研制出1架双引擎直升机，重量不到0.5克，能向空中升起130毫米。它的高性能微型马达，功率为1瓦，每分钟转速可达10万转，个头却只有削尖的铅笔尖那么大。这种尺寸只有黄蜂大小的直升机，虽然离实用还有很大距离，但是它令人信服地表明，极其微小的微型马达，最终将能用来驱动电子显示器、手表、微型计算机、激光扫描器和微型外科手术器械等。要做成微型机器人，原先的工业技术已完全不适用。构成微型机械必须有非常小的0件，制造那样的0件，要求材料、加工方法和组装，都必须开发全新的技术。美国得克萨斯仪器公司利用制造硅片的蚀刻工艺，来制造尺寸极小的微电子机械系统——MEMS。MEMS技术是集成电路微细加工技术，它将驱动器、传动装置、传感器、控制器、电源集成于几立方毫米的多晶硅片上，因而能获得机电1体化的微型机械。1些MEMS的雏形已在美国、日本、德国获得广泛应用。例如，1种直径只有头发丝粗细的自动检测传感器，已经安装在数百万辆小汽车里，当它感到冲击来临时，就会让空气包自动张开，保护司机和乘客。科学家发现，微型机械的可靠性和结实程度非常惊人。美国的贝尔实验室将1辆微型机械震动了20亿次，根本没有损坏它1丝1毫，因为它实在太轻，就像把纸屑往地上摔1样不会受损。微型机器神奇的前景，引起了科学家的高度重视和浓厚兴趣，于是1门新兴学科——微机械学也就应运而生。1991年10月，日本投资1.7亿美元研制出1种微型潜艇状胶囊，内装袖珍机器人。胶囊的直径仅8.5毫米，像艘小潜艇，若被吞进胃中，它能观察和分析胃部情况，医务人员便可通过遥控指挥，操纵胶囊内的电脑程序进行工作，遇到病灶还可以进行治疗，完成治疗任务后，便随粪便排出，对人体丝毫无损。日本生产的另外1种微型导管，直径仅5毫米，尾部有摄影机和激光机，管内装有机器人。管子可以从皮肤插进血管，也可以插入胆囊或胰脏。机器人进入人体后，可以通过它的摄影机，把人体内的状况清晰地显示在电视屏幕上，供医生作出正确诊断；体内的机器人也可以直接用于治疗。日本东京大学工学部的肥健纯教授等人，研究出可以进入人脑进行手术的机器人。实际上这是1支小小的针，针上装有小型激光手术刀和能吸收组织的装置。手术时，通过观看X线和CT成像的合成立体头部图像，确定手术的部位以及进针的角度和深度，针进到合适位置，就在计算机的控制下开始手术。这台设备1994年已开始临床应用。为了确保手术安全，美国眼外科医生查尔斯与1实验室合作，于1996年研制出1个防止手术时手颤抖的机械系统，设计出代替人手动作的机器人。当医生移动操纵杆1厘米时，机械手术刀则只移动1毫米，使得手术动作细微精确，还可避免意外事故的发生。查尔斯当时预计，这种手术刀在两年内可望投放市场。美国明尼苏达大学的波拉研制的1个装置，能在血管中行走，能在人体血液中输液，还可以连续地在血液中监视糖尿病人的葡萄糖浓度，并将胰岛素输送给患者。在匹兹堡的卡内塞基梅隆大学，有人发明了1个微叶轮，它可应用于动脉粥样硬化患者体内。它的叶轮刀片比头发丝还细，被放置在人体血液中时，血液1流动，叶轮就旋转。能进入人体的各种袖珍机器人，已经微小到匪夷所思的程度；它们在医学上所起的作用，是半个世纪以前的人所无法想象的。

6、自动扫地机器人的定位方式有哪几种？

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的1种，能凭借1定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。1般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。但是你了解它是如何移动，进行清扫的吗？今天就和大家说说扫地机器人的定位方法。　　定位是包括扫地机器人在内的移动机器人自主导航中最基本的环节，也是完成任务必须解决的问题。说到定位，大家首先想到的可能是GPS定位、基站定位等常用的室外定位。与之不同，扫地机器人的定位都是室内定位，其要求定位精度高（最少在亚米级），实时性好，GPS、基站定位等方法无法满足。扫地机器人定位总体上可以分为相对定位和绝对定位，下面我们分别来看。　　相对定位法　　航位推算法（Dead-ReckoningMethod）是1种经典的相对定位法，也是扫地机器人目前最为广泛使用的1种定位方法。它利用机器人装备的各种传感器获取机器人的运动动态信息，通过递推累计公式获得机器人相对初试状态的估计位置。航位推算较常使用的传感器1般有：码盘，惯性传感器（如陀螺仪、加速度计）等。　　码盘法1般使用安装在车轮上的光电码盘记录车轮的转数，进而获得机器人相对于上1采样时刻位置和姿态的改变量，通过这些位移量的累积就可以估计机器人的位置。码盘法优点是方法简单、价格低廉，但其容易受标定误差、车轮打滑、颠簸等因素影响，误差较大。但是由于码盘价格便宜，简单易用，可用于机器人较短时间距离内的位置估计。　　惯性传感器使用陀螺仪和加速度计得到机器人的角加速度和线加速度信息，通过积分获得机器人的位置信息。1般情况下，使用惯性传感器的定位精度高于码盘，但是其精度也要受陀螺仪漂移、标定误差、敏感度等问题影响。无论是使用码盘还是惯性传感器，它们都存在1个共同的缺点：有累积误差，随着行驶时间、距离的不断增加，误差也不断增大。因此相对定位法不适合于长时间、长距离的精确定位。　　|绝对定位法　　绝对定位法是指机器人通过获得外界1些位置等己知的参照信息，通过计算自己与参照信息之间的相互关系，进而解算出自己的位置。绝对定位主要采用基于信标的定位、环境地图模型匹配定位、视觉定位等方法。　　a基于信标的定位　　信标定位原指在航海或航空中利用无线电基站发出的无线电波实现定位与导航的技术。对机器人室内定位而言是指，机器人通过各种传感器接收或观测环境中已知位置的信标，经过计算得出机器人与信标的相对位置，再代入已知的信标位置坐标，解出机器人的绝对坐标来实现定位。用于定位的信标需满足3个条件：　　（1）信标的位置固定且信标的绝对坐标已知；　　（2）信标具有主被动特征，易于辨识；　　（3）信标位置便于从各方向观测。　　信标定位方式主要有3边测量和3角测量。3边测量是根据测量得到的机器人与信标的距离来确定移动机器人位置的方法。3边测量定位系统至少需要3个已知位置的发射器(或接收器)，而接收器(或发射器)安装在移动机器人上。3角测量和3边测量的思路大体1致，通过测量移动机器人与信标之间的角度来进行定位。　　基于信标的定位系统依赖于1系列环境中已知特征的信标，并需要在移动机器人上安装传感器对信标进行观测。用于信标观测的传感器有很多种，比如超声波传感器、激光雷达、视觉传感器等。可以实时测量，没有累进误差，精度相对较高、稳定性好，提供快速、稳定、精确的绝对位置信息，但安装和维护信标花费很高。市场上已经出现较为成熟的基于信标定位的信标定位扫地机器人，如Proscenic的模拟GPS卫星3点定位技术，iRobot的Northstar导航定位技术，但由于其价格较为昂贵，它们都用于相对高端的产品中。　　b环境地图模型匹配定位　　是机器人通过自身的各种传感器探测周围环境，利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造，并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置，从而确定自身的位置。该方法由于有严格的条件限制，只适于1些结构相对简单的环境。　　c基于视觉的定位　　科学研究统计表明，人类从外界获得信息量约有75%来自视觉，视觉系统是机器人与人类感知环境最接近的探测方式。基于视觉的定位主要分为单目视觉、双目视觉。　　单目视觉无法直接得到目标的3维信息，只能通过移动获得环境中特征点的深度信息，适用于工作任务比较简单且深度信息要求不高的情况，如果利用目标物体的几何形状模型，在目标上取3个以上的特征点也能够获取目标的位置等信息，但定位精度不高。　　双目立体视觉3维测量是基于视差原理的,即左相机像面上的任意1点只要能在右相机像面，上找到对应的匹配点,就可以确定出该点的3维信息，从而获取其对应点的3维坐标。目前，基于视觉定位的扫地机器人也已有产品推出，iRobot和Dyson分别于2015年及2014年推出了基于视觉定位的高端扫地机器人RoomBa980和360Eye。　　定位是扫地机器人自主路径规划的基础。经过多年的研究，虽然受成本、生产等因素的制约，航位推算法仍然是目前采用最广泛的定位方法，但通过算法优化，利用混合定位，可以减小其误差带来的影响。而且，随着视觉定位等较高定位精度的定位方法的进1步成熟，其成本也将逐步下降，并将从高端市场逐渐推向大众市场，到时候扫地机器人的定位精度，智能化水平都将有普遍的提升。想选择合适的扫地机器人给你推荐中国机器人信息网，上面会有你想要的。