隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在制造業(yè)中誕生的工業(yè)機(jī)器人是繼動(dòng)力機(jī)、計(jì)算機(jī)之后而出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具。機(jī)器人的應(yīng)用是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。 縱觀目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，我國機(jī)器人市場增長異常迅猛；從銷售量上更是充分說明了這個(gè)不爭的事實(shí)。

　　目前的增長并非僅僅是短期的狂熱。許多枯燥、骯臟和危險(xiǎn)的工作終將由機(jī)器人來完成，但技術(shù)將如何發(fā)展才能滿足這個(gè)未來需求呢？

　　要使機(jī)器人真正成為我們生活中無處不在的東西，必須在下列方面取得技術(shù)進(jìn)步：

　?、?縮短實(shí)時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)的總時(shí)間（從傳感器到執(zhí)行器）以增強(qiáng)機(jī)器人的性能；

　?、?具有先進(jìn)的人工智能以增強(qiáng)自主決策能力；

　?、?傳感器和執(zhí)行器更為小巧和輕便以減小機(jī)器人的體積并提高能效；

　?、?具有能量監(jiān)測和發(fā)電能力以延長自主工作時(shí)間。

　　我們可以通過研究機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)狀來窺探或展望機(jī)器人技術(shù)的未來。把具有代表性的機(jī)器人吊上解剖臺(tái)并認(rèn)真審視其“解剖結(jié)構(gòu)”無疑是完成這個(gè)任務(wù)的好方法。

　　任何好醫(yī)生都知道解剖研究應(yīng)從器官分類開始，這里，我們首先對機(jī)器人的“器官”進(jìn)行分類。我們可以把機(jī)器人的構(gòu)件按照電子功能分為5大類：傳感器、通訊部分、控制部分、執(zhí)行器和電源。

　　傳感器

　　除操作程序之外，機(jī)器人的輸入絕大部分來自所包含的傳感器。就像我們自己的五官一樣，傳感器向機(jī)器人提供有關(guān)外部世界的信息。舉例來說，自主行走型機(jī)器人需要了解周圍環(huán)境以便走動(dòng)，而以感知環(huán)境信息為主要目標(biāo)的機(jī)器人需要把信息反饋給遠(yuǎn)程操作員（火星車是一個(gè)特別有名的例子）。無論哪種情況，傳感器都是機(jī)器人解剖結(jié)構(gòu)的重要組成部分。

　　人們已經(jīng)為科學(xué)研究和工程實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)出種類繁多的傳感器，許多傳感器可通過電子接口應(yīng)用在機(jī)器人中。對機(jī)器人而言，CMOS成像器、紅外線測距儀、壓力傳感器和加速度計(jì)是更為常見的傳感器。

　　在大量現(xiàn)有傳感器的基礎(chǔ)上，機(jī)器人傳感技術(shù)的未來將向更小、更輕、性價(jià)比更高且更易于整合的方向發(fā)展。

　　通訊

　　對于機(jī)器人而言，內(nèi)部和外部通訊都是至關(guān)重要的。

　　內(nèi)部通訊直接決定了操作的實(shí)時(shí)性。猶如人類的神經(jīng)系統(tǒng)，內(nèi)部通訊把信息從傳感器饋送給處理器或機(jī)器人的控制部分。內(nèi)部通信協(xié)議的速度直接影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

　　未來對機(jī)器人通訊的要求，不論是內(nèi)部通訊還是外部通訊，都將歸結(jié)為“更快”。特別地，更寬的帶寬和為其它行業(yè)開發(fā)的高速協(xié)議將受到機(jī)器人設(shè)計(jì)者的歡迎并被加以利用。

　　控制

　　控制或處理節(jié)點(diǎn)是機(jī)器人系統(tǒng)的“腦”。對傳感器數(shù)據(jù)的處理能力將決定機(jī)器人實(shí)現(xiàn)先進(jìn)工作方式的能力。

　　機(jī)器人領(lǐng)域不僅對處理能力有更高的需求，某些控制方面的功能對機(jī)器人也很重要。由于機(jī)器人需要移動(dòng)，為使機(jī)器人及周圍物件免遭破壞，機(jī)器人應(yīng)具有中斷水平的實(shí)時(shí)處理能力。在某些情況下，碰撞檢測和避障處理在靠近動(dòng)作機(jī)構(gòu)但與主控制節(jié)點(diǎn)分離的處理器中完成。這種類型的外設(shè)控制可以分擔(dān)主處理器的處理負(fù)荷并對刺激猶如“潛意識(shí)”般地做出反應(yīng)。

　　軟件正在成為機(jī)器人領(lǐng)域中重大的研發(fā)領(lǐng)域。研究人工智能，特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目的是使計(jì)算機(jī)（因而機(jī)器人）能夠更好地自己學(xué)習(xí)如何來完成任務(wù)。對控制算法的改進(jìn)也正在進(jìn)行中。

　　在談到MobileRobots公司工程人員的硬件/軟件比例時(shí)，該公司執(zhí)行官JeanneDietsch說：“我們是一家軟件公司?！笔聦?shí)上，MobileRobots公司生產(chǎn)自己的硬件機(jī)器人平臺(tái)，而且是少數(shù)幾家這樣做的公司之一，但該公司的創(chuàng)新主要在軟件方面。

　　執(zhí)行器

　　機(jī)器人系統(tǒng)區(qū)別于其它電子系統(tǒng)的特性之一是移動(dòng)。只有具有移動(dòng)能力的系統(tǒng)才能歸類到機(jī)器人。要使機(jī)器人移動(dòng)，就必須為之提供執(zhí)行器。常見的執(zhí)動(dòng)器是電動(dòng)機(jī)（直流、步進(jìn)或伺服電機(jī)），盡管也使用非電磁（如氣動(dòng)和液壓）執(zhí)行器。

　　這些“納米肌肉”將改變機(jī)器人移動(dòng)的方式，幫助機(jī)器人設(shè)計(jì)師模仿人類和動(dòng)物的動(dòng)作。這種合金很輕，其機(jī)械性能與我們自己的肌肉相近。

　　電源

　　由于有線電源不適于自行移動(dòng)的機(jī)器人，在機(jī)器人中常見的電源是電池。但電池顯然是機(jī)器人長期現(xiàn)場部署的限制因素，而且，如所周知，運(yùn)動(dòng)會(huì)相對消耗更多的能量。另外，電池可能也是機(jī)器人系統(tǒng)中和重的一個(gè)部分，對于要求體積小機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的機(jī)器人來說，這將給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來問題。

　　未來

　　機(jī)器人技術(shù)還有很多創(chuàng)新有待完成。如果該技術(shù)繼續(xù)沿著目前的道路前行，我們將會(huì)看到這樣的機(jī)器人，成千上萬甚至上百萬的傳感器連接到一些較小的處理節(jié)點(diǎn)，后者通過遠(yuǎn)程鏈接與中心站及其它機(jī)器人進(jìn)行通訊。這些傳感器將向機(jī)器人提供反饋，機(jī)器人利用這些信息驅(qū)動(dòng)輕巧的執(zhí)行器迅速高效地完成手頭的任務(wù)，并在此過程中通過自學(xué)習(xí)不斷改進(jìn)控制方法。