英語(yǔ)里“機(jī)械人”（Robot）這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)自于捷克語(yǔ)單詞robota，平日譯作“強(qiáng)迫休息者”。用它來(lái)描寫(xiě)年夜多半機(jī)械人是非常貼切的。世界上的機(jī)械人年夜多用來(lái)從事沉重的反復(fù)性制作任務(wù)。它們擔(dān)任那些對(duì)人類來(lái)講異常艱苦、風(fēng)險(xiǎn)或死板的義務(wù)。

　　最多見(jiàn)的制作類機(jī)械人是機(jī)械臂

　　一部典范的機(jī)械臂由七個(gè)金屬部件組成，它們是用六個(gè)關(guān)節(jié)接起來(lái)的。盤(pán)算機(jī)將扭轉(zhuǎn)與每一個(gè)關(guān)節(jié)分離相連的步進(jìn)式馬達(dá)，以便掌握機(jī)械人（某些年夜型機(jī)械臂應(yīng)用液壓或氣動(dòng)體系）。

　　與通俗馬達(dá)分歧，步進(jìn)式馬達(dá)會(huì)以增量方法準(zhǔn)確挪動(dòng)。這使盤(pán)算機(jī)可以準(zhǔn)確地挪動(dòng)機(jī)械臂，使機(jī)械臂賡續(xù)反復(fù)完整雷同的舉措。機(jī)械人應(yīng)用活動(dòng)傳感器來(lái)確保本身完整按準(zhǔn)確的量挪動(dòng)。

　　這類帶有六個(gè)關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)械人與人類的手臂極其類似，它具有相當(dāng)于肩膀、肘部和腕部的部位。它的“肩膀”平日裝置在一個(gè)固定的基座構(gòu)造（而不是挪動(dòng)的身材）上。這類類型的機(jī)械人有六個(gè)自在度，也就是說(shuō)，它能向六個(gè)分歧的偏向遷移轉(zhuǎn)變。與之比擬，人的手臂有七個(gè)自在度。

　　一個(gè)六軸工業(yè)機(jī)械人的關(guān)節(jié)

　　人類手臂的感化是將手挪動(dòng)到分歧的地位。相似地，機(jī)械臂的感化則是挪動(dòng)末尾履行器。您可以在機(jī)械臂上裝置實(shí)用于特定運(yùn)用場(chǎng)景的各類末尾履行器。有一種罕見(jiàn)的末尾履行器能抓握并挪動(dòng)分歧的物品，它是人手的簡(jiǎn)化版本。

　　機(jī)械手常常有內(nèi)置的壓力傳感器，用來(lái)將機(jī)械人抓握某一特定物體時(shí)的力度告知盤(pán)算機(jī)。這使機(jī)械人手中的物體不致失落落或被擠破。其他末尾履行器還包含噴燈、鉆頭和噴漆器。

　　工業(yè)機(jī)械人專門(mén)用來(lái)在受控情況下重復(fù)履行完整雷同的任務(wù)。例如，某部機(jī)械人能夠會(huì)擔(dān)任給拆卸線上傳送的花生醬罐子擰上蓋子。為了教機(jī)械人若何做這項(xiàng)任務(wù)，法式員會(huì)用一只手持掌握器來(lái)引誘機(jī)械臂完成整套舉措。機(jī)械人將舉措序列精確地存儲(chǔ)在內(nèi)存中，爾后每當(dāng)拆卸線上有新的罐子傳送過(guò)去時(shí)，它就會(huì)重復(fù)地做這套舉措。

　　年夜多半工業(yè)機(jī)械人在汽車拆卸線上任務(wù)，擔(dān)任組裝汽車。在停止年夜量的此類任務(wù)時(shí)，機(jī)械人的效力比人類高很多，由于它們異常準(zhǔn)確。不管它們?cè)?jīng)任務(wù)了若干小時(shí)，它們?nèi)阅茉诶淄牡匚汇@孔，用雷同的力度擰螺釘。制作類機(jī)械人在盤(pán)算機(jī)家當(dāng)中也施展著非常主要的感化。它們非常準(zhǔn)確的巧手可以將一塊極小的微型芯片組裝起來(lái)。

　　機(jī)械臂的制作和編程難度絕對(duì)較低，由于它們只在一個(gè)無(wú)限的區(qū)域內(nèi)任務(wù)。假如您要把機(jī)械人送到遼闊的內(nèi)部世界，工作就變得有些龐雜了。

　　重要的困難是為機(jī)械人供給一個(gè)可行的活動(dòng)體系。假如機(jī)械人只須要在高山上挪動(dòng)，輪子或軌道常常是最好的選擇。假如輪子和軌道足夠?qū)挘鼈冞€實(shí)用于較為曲折的地形。然則機(jī)械人的設(shè)計(jì)者常常愿望應(yīng)用腿狀構(gòu)造，由于它們的順應(yīng)性更強(qiáng)。制作有腿的機(jī)械人還有助于使研討人員懂得天然活動(dòng)學(xué)的常識(shí)，這在生物研討范疇是無(wú)益的理論。

　　機(jī)械人的腿平日是在液壓或氣動(dòng)活塞的驅(qū)動(dòng)下前后挪動(dòng)的。各個(gè)活塞銜接在分歧的腿部部件上，就像分歧骨骼上附著的肌肉。若要使一切這些活塞都能以準(zhǔn)確的方法協(xié)同任務(wù)，這無(wú)疑是一個(gè)困難。在嬰兒階段，人的年夜腦必需弄清哪些肌肉須要同時(shí)壓縮能力使得在豎立行走時(shí)不致摔倒。同理，機(jī)械人的設(shè)計(jì)師必需弄清與行走有關(guān)的準(zhǔn)確活塞活動(dòng)組合，并將這一信息編入機(jī)械人的盤(pán)算機(jī)中。很多挪動(dòng)型機(jī)械人都有一個(gè)內(nèi)置均衡體系（如一組陀螺儀），該體系會(huì)告知盤(pán)算機(jī)什么時(shí)候須要校訂機(jī)械人的舉措。

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　　兩足行走的活動(dòng)方法自己是不穩(wěn)固的，是以在機(jī)械人的制作中完成難度極年夜。為了設(shè)計(jì)出行走更穩(wěn)的機(jī)械人，設(shè)計(jì)師們常會(huì)將眼力投向植物界，特別是蟲(chóng)豸。蟲(chóng)豸有六條腿，它們常常具有超凡的均衡才能，對(duì)很多分歧的地形都能順應(yīng)自若。

　　某些挪動(dòng)型機(jī)械人是長(zhǎng)途掌握的，人類可以批示它們?cè)谔囟ǖ臅r(shí)光從事特定的任務(wù)。遙控裝配可使用銜接線、無(wú)線電或紅外旌旗燈號(hào)與機(jī)械人通訊。長(zhǎng)途機(jī)械人常被稱為傀儡機(jī)械人，它們?cè)诿鞒涑怙L(fēng)險(xiǎn)某人類沒(méi)法進(jìn)入的情況（如深海或火山外部）時(shí)異常有效。有些機(jī)械人只是部門(mén)遭到遙控。例如，操作人員能夠會(huì)指導(dǎo)機(jī)械人達(dá)到某個(gè)特定的所在，但不會(huì)為它指帶路線，而是任由它找到本身的路。

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　　主動(dòng)機(jī)械人可以自立行為，無(wú)需依附于任何掌握人員。其根本道理是對(duì)機(jī)械人停止編程，使之能以某種方法對(duì)外界安慰做出反響。極端簡(jiǎn)略的碰撞反響機(jī)械人可以很好地詮釋這一道理。

　　這類機(jī)械人有一個(gè)用來(lái)檢討妨礙物的碰撞傳感器。當(dāng)您啟念頭器人后，它年夜體上是沿一條直線彎曲行進(jìn)的。當(dāng)它碰著妨礙物時(shí)，沖擊力會(huì)感化在它的碰撞傳感器上。每次產(chǎn)生碰撞時(shí)，機(jī)械人的法式會(huì)指導(dǎo)它撤退退卻，再向右轉(zhuǎn)，然后持續(xù)進(jìn)步。依照這類辦法，機(jī)械人只需碰到妨礙物就會(huì)轉(zhuǎn)變它的偏向。

　　高等機(jī)械人會(huì)以更精致的方法應(yīng)用這一道理。機(jī)械人專家們將開(kāi)辟新的法式和傳感體系，以便制作出智能水平更高、感知才能更強(qiáng)的機(jī)械人。現(xiàn)在的機(jī)械人可以在各類情況中年夜展身手。

　　較為簡(jiǎn)略的挪動(dòng)型機(jī)械人應(yīng)用紅外或超聲波傳感器來(lái)感知妨礙物。這些傳感器的任務(wù)方法相似于植物的反響定位體系：機(jī)械人收回一個(gè)聲響旌旗燈號(hào)（或一束紅外光線），并檢測(cè)旌旗燈號(hào)的反射情形。機(jī)械人會(huì)依據(jù)旌旗燈號(hào)反射所用的時(shí)光盤(pán)算出它與妨礙物之間的間隔。

　　較高等的機(jī)械人應(yīng)用平面視覺(jué)來(lái)不雅察四周的世界。兩個(gè)攝像頭可認(rèn)為機(jī)械人供給深度感知，而圖象辨認(rèn)軟件則使機(jī)械人有才能肯定物體的地位，并識(shí)別各類物體。機(jī)械人還可使用麥克風(fēng)和藹味傳感器來(lái)剖析四周的情況。

　　某些主動(dòng)機(jī)械人只能在它們熟習(xí)的無(wú)限情況中任務(wù)。例如，割草機(jī)械人依附埋在地下的界標(biāo)肯定草場(chǎng)的規(guī)模。而用來(lái)干凈辦公室的機(jī)械人則須要修建物的地圖能力在分歧的所在之間挪動(dòng)。

　　較高等的機(jī)械人可以剖析和順應(yīng)不熟習(xí)的情況，乃至能順應(yīng)地形曲折的地域。這些機(jī)械人可以將特定的地形形式與特定的舉措相干聯(lián)。例如，一個(gè)遨游車機(jī)械人會(huì)應(yīng)用它的視覺(jué)傳感器生成后方空中的地圖。假如地圖上顯示的是曲折不屈的地形形式，機(jī)械人會(huì)曉得它該走另外一條道。這類體系關(guān)于在其他行星上任務(wù)的摸索型機(jī)械人長(zhǎng)短常有效的。

　　有一套備選的機(jī)械人設(shè)計(jì)計(jì)劃采取了較為松懈的構(gòu)造，引入了隨機(jī)化身分。當(dāng)這類機(jī)械人被卡住時(shí)，它會(huì)向各個(gè)偏向挪動(dòng)附肢，直到它的舉措發(fā)生后果為止。它經(jīng)由過(guò)程力傳感器和傳動(dòng)裝配慎密協(xié)作完成義務(wù)，而不是由盤(pán)算機(jī)經(jīng)由過(guò)程法式指點(diǎn)一切。這和螞蟻測(cè)驗(yàn)考試?yán)@過(guò)妨礙物時(shí)有類似的地方：螞蟻在須要經(jīng)由過(guò)程妨礙物時(shí)仿佛不會(huì)應(yīng)機(jī)立斷，而是賡續(xù)測(cè)驗(yàn)考試各類做法，直到繞過(guò)妨礙物為止。