人工智能技术在机器人工作空间的应用研究

需积分: 6 1 下载量 198 浏览量 更新于2024-01-17 收藏 619KB DOC 举报
本论文旨在探讨人工智能技术在求机器人工作空间的应用。近年来,随着人工智能技术的不断发展和进步,人们对其在各个领域的应用也日益感兴趣。机器人工作空间是指机器人能够活动的区域,对于提高机器人的工作效率和灵活性有着至关重要的作用。因此,研究人工智能技术在求机器人工作空间应用的相关问题具有重要的意义。 首先,本论文首先分析了人工智能技术的相关理论基础和发展现状。人工智能技术是一门涉及计算机科学、工程学和心理学等多个学科的交叉领域,旨在使计算机系统能够模拟人类智能的各种特征。目前,人工智能技术已经广泛应用于语音识别、图像识别、自然语言处理等领域,并在日常生活中扮演着越来越重要的角色。在这样的背景下,将人工智能技术应用到机器人工作空间领域成为了一种新的趋势。 其次,本文基于现有的研究成果,具体探讨了人工智能技术在求机器人工作空间的应用。通过收集和整理相关文献和资料,本文针对人工智能技术在确定机器人工作空间范围、规划机器人移动路径、避免碰撞等方面的应用进行了深入的研究和分析。具体包括使用深度学习技术进行环境感知和识别、利用路径规划算法确定机器人移动路径、以及利用动态避障算法避免碰撞等方面。通过案例分析和实验证明,人工智能技术的应用能够显著提高机器人在工作空间内的工作效率和灵活性,同时确保机器人在工作过程中的安全性。 最后,本文对人工智能技术在求机器人工作空间的应用进行了总结和展望。总结了目前人工智能技术在机器人工作空间应用的研究进展和存在的问题,并对未来的发展进行了展望。展望指出,随着人工智能技术的不断发展和进步,将有更多的新技术和方法得以应用到机器人工作空间领域,从而进一步提高机器人的工作效率和灵活性。同时,也指出了未来需要加强对人工智能技术在机器人工作空间领域的研究,以解决目前存在的一些技术难题和挑战。 综上所述,本论文系统地研究了人工智能技术在求机器人工作空间的应用,并对其进行了全面的分析和讨论。通过本论文的研究,对于深入理解人工智能技术在机器人工作空间领域的应用具有一定的参考和指导意义。同时,也为未来相关领域的研究工作提供了一定的思路和方法。希望本论文的研究能够对相关领域的学者和研究人员有所启发,也能够为人工智能技术在机器人工作空间领域的应用提供一定的参考和借鉴。
2023-02-27 上传
人工智能在智能机器人领域中的应用 在现代的工业制造,航空航天,交通矿业等领域,机器人越来越发挥着重要的作用。 一些日本的专家预测,到2010年,只有5%的体力劳动需要由人来完成,其余大量的体力劳 动要由机器人来承担。随着机器人的普及,机器人安全,规划,控制等领域也日益承受 着巨大的挑战。 当今大多数机器人被看作是笨拙的、缓慢的、缺乏智能的.它们只是用来完成一些非 常特定的任务。教机器人像人类一样完成一些任务也是非常困难的。按NitzenllJ的说法 ,这是机器人以下的一些特点决定的:(l)操作器的能力有限。机器人的末端操作器灵活 性有限,不能像人的手那样灵活操作,因此只能操作特定形状及大小的器件。(2)开环控 制。如今的机器人多数都是开环控制,如搬运、焊接等操作,开环操作导致精确性很难 保证。(3)无法进行错误诊断。绝大多数机器人无法对非预期的故障进行诊断并修复。 机器人系统经常无法确认机器人是否按原计划工作。(4)有限的可移动性。今天的机器 人常常会被引导方式所限制。这些机器人无法自由运动,避障能力也很有限。他们常常 只能在确定的环境中运动. 在过去的几十年,机器人控制理论得到了极大的发展。国内外专家学者做出了许多有 益的尝试,取得了丰硕的成果.然而,大多数控制方法需要合适的数学模型。但由于机器 人动力学的非线性、时变性、多关节强藕合及变惯量等复杂性,不仅其数学模型的参数 ,就连数学模型的类型都很难准确确定。由在线进行系统辨识的方法确定的动态数学模 型将随着负载和机器人型位的变化而不断变化。其巨大的计算量使这种方法根本无法应 用到实际中去。因此在实际应用中,我们看到最多的应用还是Pl,PD和PID控制.另一方面 ,人类的操作员在执行相似任务的时候,并不需要知道什么数学模型,却能够执行得很好 。因此,采用一种方式模拟人类的行为而不需要大量的数计算的控制方法自然而然地被 提出来,这就是所谓的智能控制。智能控制涉及到人工智能的多个领域,包括专家系统 、神经元网络以及模糊控制等。除了"专家系统"之外,还可列举出其他许多聪明的智能 软件系统。如:机器博突的智能软件、智能控制、智能管理、智能通信……的软件等.例如 :IBM的"深蓝"系统战胜了国际象棋大师卡斯帕诺夫,就是计算机的机器智能水平的一次 荣誉记录,也是聪明的人工智能软件的一个成功范例。 那何谓人工智能呢? "人工智能"(Artificial Intelligence)简称AI它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、 技术及应用系统的一门新的技术科学。人们认为"人工智能"是计算机科学技术的前沿科 技领域。因此,"人工智能"与计算机软件有密切的关系。人工智能是"类人"机器人所需要 的算法和技术,也就是说我们研究的主题是高级智能的本质,而不是其外在表现和辅助 部件.一方面,各种人工智能应用系统都要用计算机软件去实现,另一方面,许多聪明的计 算机软件也应用了人工智能的理论方法和技术.例如,专家系统软件,机器博奕软件等。 但是,"人工智能"不等于"软件",除了软件以外,还有硬件及其他自动化的通信设备。人 工智能是从思维、感知、行为三层次和机器智能、智能机器两方面研究模拟、延伸与扩 展人的智能的理论、方法、技术及其应用的技术学科。 例如,用计算机打印常用的报表,进行一些常规的文字处理,都是程序化的操作,谈不 上有智能.但是,用计算机给人看病,进行病理诊断和药物处方,或者,用计算机给机器看 病,进行故障诊断和维修处理,就需要计算机有人工智能。人工智能学科领域中有一个 重要的学科分支是"专家系统"(Expert System),简称代写论文ES.就是用计算机去模拟、延伸和扩展专家的智能.基于专家的 知识和经验,可以求解专业性问题的、具有人工智能的计算机应用系统。如:医疗诊断专 家系统,故障诊断专家系统等. 人工智能要解决的问题主要是以下几个方面: 一、识别过程,外界输入的信息向概念逻辑信息转译,将动态静态图像、声音、语音 、文字、触觉、味觉等信息转化为形式化(大脑中的信息存储形式)的概念逻辑信息。 二、智能运算过程,输入信息刺激自我学习、信息检索、逻辑判断、决策,并产生相 应反应。 三、控制过程,将需要输出的反应转译为肢体运动和媒介信息。 实用机器人在第三个方面做得比较多,而识别和智能运算是很弱的,尤其是概念知识 的存储形式、逻辑判断和决策这些方面更是鲜有成果,这正是人工智能要重点解决的问 题。 在机器人控制中常用的智能控制方式是模糊控制.如图1所示. 图1: 机器人控制中的模糊控制 十几年来,用神经元网络来控制机器人变得非常流行从控制的角度来考虑,神经元控 制具有如下一些特性: (l)分布式的非线性. (2)从经验进行学习的能力. (3)强壮的平行多处理能力。 (4)在尚未进