孟繁麗

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人控制技術(shù)也日漸成熟，不僅在力矩和位置控制等基礎(chǔ)技術(shù)上有所進(jìn)步，在智能化控制上也有顯著提高?？墒菣C(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)盡管比較完善，但是想要得到進(jìn)一步提升卻有很大難度，因此，智能化發(fā)展成為了機(jī)器人控制技術(shù)的研發(fā)方向，該技術(shù)上突破會(huì)給基礎(chǔ)控制技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)契機(jī)，本文重在研究機(jī)器人控制技術(shù)的發(fā)展方向及難度，希望本文內(nèi)容能對(duì)機(jī)器人控制技術(shù)的研究帶來(lái)幫助。

機(jī)器人技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外科學(xué)家重點(diǎn)研究的課題，尤其是美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家更是機(jī)器人研究能力較強(qiáng)的國(guó)家，他們對(duì)機(jī)器人的研究工作有近60年了，而且實(shí)現(xiàn)了編程機(jī)器人向智能化機(jī)器人的發(fā)展。他們經(jīng)過多年研究總結(jié)，把機(jī)器人控制技術(shù)分為三大部分，分別是力矩技術(shù)、位置技術(shù)和智能技術(shù)，其中，力矩技術(shù)和位置技術(shù)是基礎(chǔ)，智能技術(shù)是研究的發(fā)展方向，所以說，前者是基礎(chǔ)技術(shù)，后者是重點(diǎn)技術(shù)，兩者都要快速地向前發(fā)展。

1.機(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)的重要性及所面臨的技術(shù)難題

力矩技術(shù)和位置技術(shù)是機(jī)器人控制技術(shù)的基礎(chǔ)，智能化技術(shù)是在這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展的，所以說，我們要想實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化發(fā)展，就要先認(rèn)識(shí)到力矩技術(shù)和位置技術(shù)的作用，了解到兩種基礎(chǔ)控制技術(shù)的重要性。

以前，在機(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)中的研究重點(diǎn)是速度、位置和受力等要素，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，控制技術(shù)又需要研究各種實(shí)用的系統(tǒng)技術(shù)，從而保證機(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)更加完善。可以這樣說，在當(dāng)今時(shí)代，機(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，這給機(jī)器人控制技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但是，對(duì)于作為基礎(chǔ)技術(shù)中的力矩技術(shù)和位置技術(shù)來(lái)說，要想實(shí)現(xiàn)突破，卻要依賴智能化技術(shù)的發(fā)展，因此，位置技術(shù)、力矩技術(shù)、智能技術(shù)三者是緊密聯(lián)系和相互制約的，位置技術(shù)和力矩技術(shù)為機(jī)器人控制技術(shù)智能化發(fā)展打下了基礎(chǔ)，智能化技術(shù)又為機(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)的突破帶來(lái)了機(jī)會(huì)。下面，我介紹一下機(jī)器人控制基礎(chǔ)技術(shù)所面臨的難題。

第一，機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)中存在技術(shù)難題。機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)置和實(shí)際運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)不一致問題，這個(gè)問題一直難以解決，這對(duì)位置技術(shù)和力矩技術(shù)來(lái)說是一個(gè)大的挑戰(zhàn)。第二，數(shù)據(jù)模型不能解決機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中的復(fù)雜問題。機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)行中遇到復(fù)雜問題時(shí)，數(shù)據(jù)模型就出現(xiàn)工作不正?，F(xiàn)象，還有一些難以預(yù)見的問題，更是機(jī)器人控制基礎(chǔ)技術(shù)難以解決的。第三，機(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)系統(tǒng)不夠完善。由于機(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)都是建立在數(shù)字模型基礎(chǔ)上的，該數(shù)字模型只是簡(jiǎn)單的力矩控制系統(tǒng)，根本不能完成復(fù)雜的指令，因此，機(jī)器人為了提高系統(tǒng)的性能，就需要增加設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，這對(duì)基礎(chǔ)控制系統(tǒng)來(lái)說難度很大。第四，機(jī)器人基礎(chǔ)控制技術(shù)不能解決不確定對(duì)象的有關(guān)問題。機(jī)器人運(yùn)行中會(huì)遇見很多不確定因素，由于這些不確定因素沒有建立數(shù)字模型，因此，這些問題就難以靠基礎(chǔ)控制技術(shù)來(lái)解決。所以說，機(jī)器人性能要想得到提高，光靠基礎(chǔ)控制技術(shù)是難以實(shí)現(xiàn)的，機(jī)器人智能化控制才是其發(fā)展方向，只有智能化系統(tǒng)才能解決機(jī)器人運(yùn)行中的復(fù)雜問題，才能讓機(jī)器人性能和穩(wěn)定性得到大幅度提升。

2.機(jī)器人控制技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展方向

機(jī)器人智能化發(fā)展是機(jī)器人控制技術(shù)提高的表現(xiàn)，也是科學(xué)家們一直研究的重要內(nèi)容，只有實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化控制，才能保證機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定，才能完成一些復(fù)雜的動(dòng)作和任務(wù)。在當(dāng)今時(shí)代下，機(jī)器人智能控制技術(shù)的定義就是在沒有人為控制的情況下，機(jī)器人可以自主運(yùn)行，完成各種動(dòng)作或任務(wù)，其技術(shù)特點(diǎn)如下：

第一，系統(tǒng)運(yùn)行模式智能化。機(jī)器人的控制系統(tǒng)是數(shù)學(xué)模式和非數(shù)學(xué)模式的整合。也就是說，當(dāng)機(jī)器人遇到數(shù)字問題時(shí)，就是采用數(shù)字運(yùn)算系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行工作；而當(dāng)機(jī)器人遇到復(fù)雜性問題時(shí)， 就會(huì)運(yùn)用系統(tǒng)儲(chǔ)存知識(shí)來(lái)進(jìn)行工作。因此，機(jī)器人智能化控制系統(tǒng)很有實(shí)效性，不僅可以解決數(shù)字運(yùn)算問題，還可以解決復(fù)雜的判斷性問題，它的研發(fā)重點(diǎn)不再是簡(jiǎn)單的數(shù)字模型模式，而是智能推理模式。所以，機(jī)器人系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要把機(jī)器人運(yùn)作知識(shí)錄入到系統(tǒng)中，也要把智能識(shí)別和推理能力設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中，這樣才能保證機(jī)器人運(yùn)行模式智能化，從而可以自我運(yùn)行和完成工作任務(wù)。

第二，控制系統(tǒng)具有組織能力。智能化機(jī)器人的運(yùn)作系統(tǒng)具有組織能力，可以對(duì)工作任務(wù)進(jìn)行計(jì)劃，從而一步一步完成工作任務(wù)。這種組織性控制系統(tǒng)和人類大腦一樣，有一定的邏輯思維能力，因此，該系統(tǒng)在開發(fā)中要錄入符號(hào)和數(shù)據(jù)，讓系統(tǒng)可以進(jìn)行自我推理，從而解決實(shí)際運(yùn)作中的一些復(fù)雜問題，這種智能化控制有一定的能動(dòng)性，是機(jī)器人智能化控制的核心系統(tǒng)。

從機(jī)器人控制技術(shù)的特點(diǎn)中可看出，力矩技術(shù)和位置技術(shù)是機(jī)器人的基礎(chǔ)控制技術(shù)，它通過數(shù)學(xué)模式來(lái)傳送指令，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)作，這是機(jī)器人運(yùn)作技術(shù)中的簡(jiǎn)單技術(shù)，而智能化技術(shù)是機(jī)器人的復(fù)雜技術(shù)，它是通過智能系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自我工作，完成一定的工作任務(wù)，它可以解決許多復(fù)雜的運(yùn)作問題。當(dāng)前，力矩技術(shù)和位置技術(shù)已經(jīng)較成熟，它在發(fā)展中所面臨的瓶頸問題需要智能化技術(shù)來(lái)解決的；而智能化技術(shù)尚不完善，還難以達(dá)到機(jī)器人運(yùn)作中的智能化水平，但是，它卻可以解決一些問題，所以，我們要加大力度研發(fā)機(jī)器人控制技術(shù)，讓這三種控制技術(shù)迅速發(fā)展，從而加快機(jī)器人智能化發(fā)展的進(jìn)程。

3.機(jī)器人控制技術(shù)智能化發(fā)展的主要表現(xiàn)

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，機(jī)器人控制技術(shù)又有了新的發(fā)展方向，國(guó)外對(duì)該領(lǐng)域的研究較多，國(guó)內(nèi)由于受到資金、技術(shù)設(shè)備和工作環(huán)境等方面的制約發(fā)展較慢，但其發(fā)展方向是完全正確的，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）雙向控制技術(shù)。機(jī)器人控制技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)是雙向控制技術(shù)，這樣可以提高控制器的控制能力。網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)在線通訊和網(wǎng)絡(luò)查詢，機(jī)器人控制技術(shù)在發(fā)展中就需要具備這種能力，這種技術(shù)可以提高機(jī)器人的系統(tǒng)性能，讓機(jī)器人控制能力顯著提高。其優(yōu)勢(shì)就是系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)自帶知識(shí)進(jìn)行智能化工作，而當(dāng)遇到自身系統(tǒng)無(wú)法解決的問題時(shí)，機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)在線查詢并命令機(jī)器人進(jìn)行工作，這讓機(jī)器人的控制系統(tǒng)能力更加強(qiáng)大。

（2）語(yǔ)音控制技術(shù)。機(jī)器人控制技術(shù)中的重要能力就是機(jī)器人具有語(yǔ)音識(shí)別功能，機(jī)器人可以通過語(yǔ)言交流來(lái)進(jìn)行工作，這一直是最實(shí)用的技術(shù)能力，可以滿足不同行業(yè)的需要，具有很大的發(fā)展空間。

（3）自主控制技術(shù)。機(jī)器人自主控制是機(jī)器人智能化發(fā)展中的主要技術(shù)，也是我國(guó)機(jī)器人研究人員重點(diǎn)研究的內(nèi)容。在我國(guó)，機(jī)器人控制技術(shù)還處在半自主技術(shù)水平，也就是說，機(jī)器人可以自主完成一些工作，但是有些問題還需要遙控控制完成，這種控制技術(shù)已經(jīng)較為成熟，加快了機(jī)器人智能化發(fā)展的進(jìn)程。

機(jī)器人智能化發(fā)展代表著機(jī)器人控制技術(shù)水平的提高，不僅是人類重要的科學(xué)成果，更是人類智慧的結(jié)晶。目前，許多智能化機(jī)器人已經(jīng)被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域與相關(guān)行業(yè)，具備了一定的使用價(jià)值。這標(biāo)志著機(jī)器人智能化發(fā)展是有現(xiàn)實(shí)意義的，我們一定要繼續(xù)努力，不斷完善智能化機(jī)器人的系統(tǒng)，讓機(jī)器人可以擁有更多功能，完成人們難以完成的工作，從而為人類服務(wù)，為社會(huì)服務(wù)。

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（作者單位：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)）