最近，日本下結科研機構相繼推出了最新研制的機器人:索尼公司的人形機器人“QRIO”于3月9日在東京市舉行的節(jié)目彩排中登臺亮相，擔任指揮。身高只有58厘米的“QRIO”登上特制的指揮臺，面對約70人的樂隊說“心里感到緊張”，然后用可愛的動作揮動指揮棒，指揮樂隊演奏貝多芬第五交響曲《命運》的第一樂章。3月21日，《日本經濟新聞》報道，日本京都大學信息學研究專業(yè)奧乃博教授領導的研究小組開發(fā)出一種會分辨“親疏”的機器人。對它好，它會做出可愛的動作，對它不好，它會生氣扭頭?！鋈ツ陥A形自動真空吸塵器在市場上大出風頭有誰會想到，在21世紀初，飛碟形狀的吸塵器的技術水平竟然代表了當前家用機器人技術的最高水平。去年，iRobot公司生產的圓形自動真空吸塵器“魯姆巴Roomba”在市場上大出風頭，一年內超過20萬的消費者購買了“魯姆巴”，銷售額達數百萬美元。其他像伊萊克斯等公司也在銷售同類產品，只不過它們的價格高一點兒而已。現在看來，機器人真空吸塵器正在受到消費者的廣泛歡迎?！?ldquo;魯姆巴”現象僅僅是家用機器人市場的冰山一角但是，這些產品只是別人的玩物，還是一種新潮流的開始?以銷售工業(yè)機器人和軍用機器人為主要業(yè)務的iRobot公司的兩位創(chuàng)建者之一海倫·格林納表示，“魯姆巴”現象僅僅是家用機器人市場的冰山一角。咨詢服務公司“機器人技術潮流”的丹·卡拉對格林納的話表示贊同，但他又同時指出:“‘魯姆巴’的技術可能在目前的家用機器人領域處于頂尖水平。”■家用機器人的發(fā)展即使這是事實，但考慮到機器人市場整體發(fā)展狀況，家用機器人的發(fā)展還是相當令人失望的，上個世紀的大部分時間里，家用機器人一直在困境中掙扎。1939年，西屋電氣公司在紐約舉行的世界博覽會上展示了該公司生產的機器人“Electro”，從此，機器人迷開始幻想有一天世界到處是無線的機器人幫手，它們可以洗碗、洗衣服，叫它干啥，它就干啥，而且永不疲累。然而時至今日，這種機器人仍然只存在于科幻小說中，在現實世界中，它們的發(fā)展前景還難以捉摸。不過樂觀者現在也有理由高興，因為他們認為“魯姆巴”和像索尼公司的機器狗Aibo等機器人玩具的成功，再加上電腦成本的下降，這一切可能意味著人們長期翹首以盼的機器人大市場會在不久的將來觸手可及。聯合國歐洲經濟委員會UNECE最近公布的一份報告稱，家用機器人市場開始起飛。■工農機器人盡管人們都渴望家用機器人的出現，但毫無疑問，機器人對制造業(yè)的沖擊是最大的。工業(yè)機器人的歷史可追溯到40多年前，當時汽車制造商率先在汽車生產中使用機器人。1961年，大眾汽車公司使用了第一個工業(yè)機器人———通用機械臂。即使當時計算機的成本十分昂貴，但機器人仍充分展現了它們的價值，證明電腦控制的機器人在一些工作領域中的表現要比人出色得多。此外，機器人還可以毫不疲倦地工作，永遠不會罷工。據聯合國歐洲經濟委員會UNECE統(tǒng)計，目前世界上大約共有80萬個工業(yè)機器人，2003年上半年工業(yè)機器人的需求量不斷上升，與2002年同期相比，需求量增長了創(chuàng)紀錄的26%。工業(yè)機器人需求的增長主要是因為價格下降，2002年機器人的售價還不到1990年機器人售價的五分之一。今天，在日本、德國和意大利的一些汽車生產廠家，每十個制造工人當中至少有一個機器人。同樣，農業(yè)機器人的用途也越來越廣泛，農業(yè)機器人每年收獲的農作物達數十億噸。有的機器人6條腿可以上山伐木，有的可以爬樹摘果，有的可以擠牛奶，有的則可以擦玻璃、洗汽車和洗飛機?！黾矣脵C器人工業(yè)機器人的市場前景看好，它有著56億美元的巨大市場，而且還以每年7%的速度增長。但據聯合國歐洲經濟委員會UNECE的報告預測，未來3年內需求增長速度最快的將會是家用機器人，而不是工業(yè)機器人。UNECE的報告預測，機器人玩具、機器人剪草機及機器人真空吸塵器等家用機器人的銷售量將在2002年至2006年間增長10倍，從而一舉趕上工業(yè)機器人的市場份額。■智能機器人可能是最近幾年進入家庭的又一個“大件”研制機器人所需要的零部件的價格不斷下降，研制性能不斷提高，機器人視覺的研究不斷深入，同時，機器人的控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)也相繼取得重大突破，使許多國家級科研機構更加充分地認識到機器人的廣闊前景，在這方面的投資力度空前加大。據悉，美國軍方和宇航局已經在諸如機器人視覺等機器人研究和相關領域投入了數十億美元，而且已經得到了可觀的回報。最近，機遇號和勇氣號火星探測器不僅成功登陸火星，還在火星表面“橫沖直撞”，向地球發(fā)回了大量珍貴數據，找到了火星上曾經有大片海水的證據，轟動了世界，引起了世界性的火星熱。這兩個登陸器的性能相當先進，地面控制人員不需要給它們發(fā)確定行駛路線，因為早就給它們安裝了識別并避開障礙物的電腦程序。美國一家咨詢機器的分析師納維·拉德喬表示:“第一代機器人的出現促進了全球經濟的發(fā)展。第二代更靈活、更智能的機器人會做更多的、難度更大的工作。”UNECE的一份報道指出，智能機器人可能是最近幾年繼個人電腦、移動電話或互聯網之后，又一項迅速進入家庭的“大件”，開始為千家萬戶提供優(yōu)質服務，而且它的增長呈發(fā)散之勢，前景十分喜人?！鍪紫却罅窟M入家庭的可能會是機器人玩具然而，如果機器人真的走入尋常百姓家，它們會是什么樣子呢?它們又能為我們做些什么呢?首先大量進入家庭的機器人可能會是機器人玩具。在過去兩年里，機器人玩具一直是世界上最暢銷的玩具。當然了，一旦把它們與網絡連起來，它們就不僅僅是玩具了。如果把單個的機器人、無線系統(tǒng)、物美價廉的攝像機都通過一臺電腦整合在一起，那么，當你外出度假時，機器人就完全可以承擔起替你澆花的工作，你還可能通過這位機器保姆的眼睛和耳朵，隨時了解家中的情況，再也不用擔心家里失竊或發(fā)生火災了。索尼公司生產的機器狗就可以與一臺電腦無線連接，這樣你就可以在它在房間里走來走去的時候，通過它的眼睛，實時監(jiān)控家中的一切?！稣疹櫪夏耆藨撌菣C器人工業(yè)重點追求的目標機器人在家庭中另一個重要用處可能是照顧、幫助老弱病殘者。日本的本田、三菱和韓國的科學技術院都在設計可以幫助老弱病殘者從一個房間進入另一個房間的機器，這樣的機器還能幫著喂食、喂水、開關電視，甚至在必要時還可以幫著打電話叫醫(yī)生。當然，研制這類機器人的難度相當大，但通用機械臂的發(fā)明者喬·恩吉爾伯格覺得，照顧老年人應該是機器人工業(yè)重點追求的目標。他說:“每一個工業(yè)化國家現在都面臨著同樣的問題，這就是老齡化問題，老年人的數量增長迅速，他們需要人手照顧，但在年輕人成為稀缺資源的情況下，機器人無疑是個不錯的選擇。”■機器人要成功進入家庭首先要提高可靠性由于人類的居室是根據人的特點設計的，所以，家庭機器人最好設計成人的樣子。日本的本田、三菱和豐田等公司都在研制這種類型的機器人，而且已經取得了技術上的優(yōu)勢。但恩吉爾伯格指出，機器人要成功進入家庭首先要提高可靠性，另外就是突破價格瓶頸。他說:“你必須向人們展示，這種東西是如何進行自我判斷的。”一個不爭的現實是，雖然電腦技術的迅猛發(fā)展促進了機器人的研制，但機器人技術的發(fā)展已經大大落后于電腦技術的發(fā)展。關于研制照顧老年人的機器人的問題已經談論了好多年了，但真正令老年人滿意的機器人仍未問世。當然，也有人把機器人“魯姆巴”的成功視為新機器人時代的黎明。為了能夠盡快地撲滅火災，防止火災的進一步蔓延，尋找火災根源，采取近距離作戰(zhàn)的滅火方法是提高滅火效能的最佳途徑，但是，兇猛的火災往往使勇敢的消防隊員無法靠近。在化學災害的處置過程中，由于事故現場的情況十分復雜，泄漏物的毒性、腐蝕性、易燃易爆特性或放射性等物質會使消防隊員處于更加危險的境地。誰能夠幫助我們可愛的消防隊員把滅火、救人和消滅化學災害事故的處置工作做得更好？誰能夠代替他們去承受死亡的威脅？答案是:消防機器人。消防機器人往往需要在高溫、強熱輻射、濃煙、地形復雜、障礙物多、化學腐蝕、易燃易爆等惡劣環(huán)境中進行火場偵察，化學危險品探測、滅火、冷卻、洗消、破拆、救人、啟閉閥門、搬移物品、堵漏等作業(yè)，因此，作為某種特定功能的消防機器人應該具備以下某項或幾項行走和自衛(wèi)功能:a.登爬坡、登梯及障礙物跨越功能； b.耐高溫和抗熱輻射功能； c.防雨淋功能；d.防爆隔爆功能； e.防化學腐蝕功能； f.防電磁干擾功能； g.遙控功能等。我在中國已安家自20世紀80年代末開始，我國消防部隊裝備歸口研究單位公安部上海消防科學研究所，在公安部的支持下曾多次對作為滅火消防機器人重要組成部分的遠控消防炮系統(tǒng)及相應的研究試驗技術進行了立項研究，重點解決遠控消防炮系統(tǒng)在油碼頭等場合的工程應用問題，目前該成果已成功地應用于我國眾多的油碼頭、油罐區(qū)和飛機維修庫等場合，相關產品在國內占據了80%以上的市場份額，產品和工程應用技術已經比較成熟，為我國消防機器人的研究奠定了良好的基礎。1998年8月，由安部上海消防科學研究所承擔，在上海市科委立項的“自行式消防炮”六輪消防滅火機器人通過了專家鑒定。次年，由該所研制的“履帶式消防滅火機器人”也順利完成。2000年6月24日，由公安部上海消防科學研究所、上海交通大學和上海市消防局三家單位共同承擔的國家“863”項目“履帶輪式消防滅火偵察機器人”研制成功并順利通過國家驗收。六輪消防滅火機器人六輪消防滅火機器人是由懸掛式六輪行走機構、遠控消防炮、環(huán)境與車體內部溫度探測系統(tǒng)、水噴霧冷卻自衛(wèi)系統(tǒng)、水和泡沫滅火劑供給系統(tǒng)、有線電力供應及控制系統(tǒng)等構成。可在后方操作員的指揮下深入火災的關鍵部位，利用后方供給系統(tǒng)輸送的滅火劑和洗消劑，進行噴射滅火和化學洗消。通過更換消防炮的噴嘴，可以實現直流噴射和噴霧的轉換。具有爬坡與跨越障礙物能力強、噴射流量大、噴霧冷卻自衛(wèi)效果好的特點。六輪消防滅火機器人正在進行新的一輪改進工作，將有線電力供應改為由自帶發(fā)動機提供動力，將有線控制改為無線控制，將驅動方式由電動改為液壓驅動。改進后的六輪消防機器人將在保持原有優(yōu)點的基礎上進一步提高其操作和行走的靈活性以及火場作戰(zhàn)的實用性。我有潛力等你挖我國大約有30家左右的高等院校和研究院所在從事各類機器人的研究工作，自1971年以來，已在機器人的感覺識別、操作、移動技術、人機接口技術、智能化技術等方面取得了可喜的成就，部分科研成果，如工業(yè)裝配、焊接、噴涂、搬運、探傷、水下作業(yè)、過程測量機器人等已進入實用階段，某些控制、傳動元器件的產品技術已接近國際先進水平，為我國消防機器人全面發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。近年來，我國消防機器人的研制工作得到了政府有關部門的支持。本文介紹的由我國自行開發(fā)的三種機器人都是在有關政府部門的支持下完成的。我們相信“十五”期間有關部門將會繼續(xù)大力支持我國消防機器人的研制開發(fā)工作。同時我們高興地看到，在全國各地的消防部隊中已經有越來越多的消防指戰(zhàn)員認識到使用消防機器人的重要性，消防機器人的市場需求正在逐步形成。我們以為，我國消防機器人的研究應先易后難，邊研制邊推廣，循序漸進，不斷提高?？稍谀壳耙淹瓿傻臏缁饳C器人，火場偵察機器人的基礎上逐步開展破拆、救人以及多種功能組合的消防機器人開發(fā)工作；控制方式可先從有線、無線的遠距離程序控制開始，逐步向自適應型消防機器人發(fā)展。發(fā)達國家在消防機器人發(fā)展方面的成功經驗可為我們提供良好的借鑒，我們應在結合我國現有工業(yè)和技術基礎，充分利用有關研究所、學校、企業(yè)及使用部門的技術力量的同時，加強國際間的技術交流與商務合作，迅速縮短與發(fā)達國家在該領域的差距；消防機器人的開發(fā)應盡可能多采用成熟技術，注意配套技術，如運載底盤、監(jiān)控等技術的發(fā)展，確保消防機器人使用的可靠性與實用性。今后的5至10年是我國消防機器人發(fā)展的大好時機，我們應該通過全社會的共同努力，使我國消防機器人的系列、規(guī)格、技術質量以及戰(zhàn)術應用水平達到工業(yè)發(fā)達國家目前的水平。我們相信在不久的將來，一個由政府支持，研究所、企業(yè)和廣大用戶積極參與，以國際大市場需求為龍頭，以高新技術為先導；以保護消防指戰(zhàn)員生命，提高消防部隊的作戰(zhàn)能力，減少火災損失為目標的消防機器人產業(yè)一定會在我國蓬勃興起。我的兄弟遍天下國際上較早開展消防機器人研究的是美國和原蘇聯，稍后，英國、日本、法國、德國等國家也紛紛開始研究該類技術。目前已有很多種不同功能的消防機器人用于救災現場。日本投入應用的消防機器人最多。80年代，日本研制了不少于5種型號的自動行駛滅火機器人，分別配備于大阪、東京、高石、太田、蒲田等消防部門，這類機器人以內燃機或電動機作為動力，配置驅動輪或履帶式行駛機構，能爬坡、越障礙；裝有較大噴射流量的消防槍炮，能作俯仰和左右回轉；裝有氣體檢測儀器和電視監(jiān)視設備；通過電纜或無線控制；控制距離最大為100m或150m。另一類機器人為偵察、搶險機器人，除裝有氣體檢測儀器和電視監(jiān)視器設備外，還裝有機械手，能通過遙控處理危險物品。目前，美國已研制出能依靠感覺信息控制的智能化救災機器人，如1994年用于探測阿拉斯加州斯珀活火山的“但丁2號”，抓獲殺人犯的 RM1-9型遙控消防機器人等。亞利桑諾州消防部門研制的消防機器人，裝有破拆工具和消防水槍，能一邊破拆，一邊噴射滅火。英國智能化保安公司生產的 RO-VEH遙控消防車已裝備于中部和西部消防部門，配置為履帶式或輪式行駛機構，能爬樓梯，通過電纜供電或自攜蓄電池供電。裝有消防水炮、攝像機或熱像儀，采用有線控制方式。1985年英國中西部消防部門和 F irma SAS公司聯合研制的機器人消防車，用 H unterⅢ汽車改裝而成，裝有雙臂，水槍，探測器溫度、化學物質、輻射等、工業(yè)電視攝像機、紅外線裝置。機械手用來啟閉閥門、搬移物品或開門等。原蘇聯彼得拉拖拉機廠與內務部消防科研所共同研制的消防機器人具有視覺功能，裝有消防水槍、光電探頭和工業(yè)電視攝像機等。國際上對消防機器人的研究可分為三個階段三代，第一代是程序控制消防機器人，第二代是具有感覺功能的消防機器人，第三代是智能化消防機器人。目前，工業(yè)發(fā)達國家正在加快開發(fā)具有不同功能的實用型的第二代消防機器人和第三代低級智能化消防機器人，著手研究第三代高級智能機器人。一些工業(yè)發(fā)達國家把研究開發(fā)消防機器人列入國家技術發(fā)展規(guī)劃，將它作為經濟發(fā)展的一個重要保證手段。消防機器人顯身手世界上一些國家研制的消防機器人已形成一個大家族。在這大家族中有各種各樣的消防機器人，其中主要有滅火機器人，火場偵察機器人，危險物品泄漏探測機器人，破拆搶險機器人，救人機器人等。這些消防機器人可用來代替消防隊員在高溫、強熱輻射、濃煙、地形復雜、障礙物多、化學腐蝕、易燃易爆等惡劣環(huán)境中進行火場偵察、化學危險品探測、滅火、冷卻、洗消、破拆、救人、搬移物品、堵漏、啟閉閥門等作業(yè)。近年來，在國家科學技術部的組織下，我國公安科研人員通過國家“863”計劃項目，已研制出具有國際先進水平的消防機器人。該消防機器人由履帶輪子行走機構、遠控消防泡沫水炮滅火系統(tǒng)、可燃和有毒氣體探測系統(tǒng)、溫度和輻射熱探測系統(tǒng)、遠程圖像監(jiān)測傳輸系統(tǒng)、計算機遠程控制系統(tǒng)、專家輔助決策系統(tǒng)、正壓防爆系統(tǒng)、水噴霧冷卻自衛(wèi)系統(tǒng)、照明警報系統(tǒng)等組成。它擔負的主要任務是:1、可在消防部隊和其他救災人員的遙控下，爬坡涉水或翻越障礙物，自行進入化學救援和火災撲救現場的關鍵區(qū)域，用自身攜帶的化學偵檢設備對區(qū)域內的有毒和可燃氣體進行探測，并將探測結果反饋給后方的救災人員，或用自身攜帶的彩色攝像機將火災現場的圖像信號傳給后方，以便救災人員對救援工作的展開、裝備的配備、人員的防護等作出科學、及時的決策；2、可用自身攜帶的大流量遠控消防炮，對火災部位進行泡沫噴射滅火或進行噴水冷卻保護；3、在進行化學有害物質泄漏事故的處置過程中，消防機器人可對大面積流淌或空氣進行噴射水霧洗消和稀釋。在執(zhí)行這些任務的同時，它具有水噴霧冷卻自衛(wèi)功能，可在高溫和強輔射熱的環(huán)境中長時間地工作；它還具有相應的隔爆功能，能在充滿有毒氣體和易爆氣體的環(huán)境中安全可靠地工作。我的兄弟不一般為了便于消防機器人的研究和探索，我們不妨從對消防機器人實戰(zhàn)要求的角度出發(fā)，進行以下分類:1、從主要功能上可分為:a.滅火機器人；b.火場偵察機器人；c.危險物品泄漏探測機器人；d.破拆機器人；e.救人機器人；f.多功能消防機器人等。2、從行走方式可分為:a.輪式行走消防機器人；b.履帶式行走消防機器人；c.履帶輪式行走消防機器人；d.吸盤式行走消防機器人等。3、從控制方式上可分為:a.線控消防機器人；b.無線遙控消防機器人；c.自適應消防機器人等。4、從智能化程度上可分為:a.程序化控制消防機器人；b.具有感覺功能計算機輔助控制消防機器人；c.智能化消防機器人等。5、從感覺功能上可分為:a.視覺消防機器人；b.嗅覺消防機器人；c.溫感消防機器人；d.觸覺消防機器人等。