解读影响智能机器人的设计原理

什么样的机器人可以称为智能机器人？目前，世界上还没有统一的定义。我们认为，如果对智能机器人进行抽象分析，通常需要三个要素——感知、决策和控制。感知元素：用于了解周围的环境状态，包括感知视觉、接近、距离等非接触传感器和感知、压力、触觉等接触传感器。这些元素本质上相当于人们的眼睛、鼻子、耳朵和其他面部特征。功能可通过摄像机、传感器、超声波传输器、激光、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元件实现。决策要素：又称思维要素，根据传感器收集的数据，思考采用什么动作。智能机器人的思维要素是三个要素中的关键。思维要素包括智力活动，如判断、逻辑分析和理解。

这些智力活动本质上是一个信息处理过程，而计算机是完成这个处理过程的主要手段。控制要素：又称运动要素，对外界做出反应性动作；对于运动要素，智能机器人需要一个无轨移动机构来适应不同的地理环境，如平地、台阶、墙壁、楼梯和坡道。借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构，可完成其功能。在运动过程中，移动机构应实时控制，不仅包括位置控制，还包括强度控制、位置力混合控制、伸缩控制等。从商业机会的角度来看，这三个要素并不是独立的。例如，视觉传感器的玩家通常需要支持相应的软件算法。为每个细分场景服务的制造商需要强大的多传感器集成、多模型控制和行业智能决策能力。在三个要素中，不仅有专注于某一环节的零部件或软件供应商（如核心部件、操作系统、关键控制算法等）的机会，还有整合2-3个环节的关键技术要素，为细分场景（如清洁、配送、交通等场景的机器人服务提供商）提供全套服务。
内部传感器：内部传感器是用于测量机器人自身状态的功能元件，其功能是测量运动学量和力学量，用于机器人感知自身的运动状态，使得机器人可以按照规定的位置、轨迹和速度等参数运动；包括位置传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、压力传感器、力矩传感器、姿态传感器等。外部传感器：外部传感器主要是感知机器人自身的环境和自身与环境之家的相互信息，包括视觉、力感等。包括激光雷达、嗅觉传感器、视觉传感器、语音合成、语音识别、可见光和红外传感器。
视觉和接近传感器：类似于自动驾驶车辆所需的传感器，包括摄像头、红外线、声纳、超声波、雷达和激光雷达。在某些情况下，可以使用多个摄像头，特别是立体视觉。将这些传感器组合起来，机器人就能确定尺寸，识别物体，确定距离。触觉传感器：微开关是接触传感器最常用的类型，包括隔离双接触传感器（即双稳态开关半导体电路）、单模拟量传感器、矩阵传感器（压力元件矩阵传感器、人工皮肤变电导聚合物、光反射触觉传感器等）。射频识别（RFI传感器：可提供识别码，允许获得许可的机器人获取其他信息。声学传感器(麦克风):帮助机器人接收语音命令，识别熟悉环境的异常声音。如果添加压电传感器，还可以识别和消除振动引起的噪音，避免机器人误解语音命令。先进的算法甚至能让机器人理解说话者的情绪。湿度传感器：是机器人自我诊断的一部分，可用于确定周围环境，避免潜在的有害热源。机器人可以利用化学、光学和颜色传感器来评估、调整和检测环境中的问题。运动稳定性感知:稳定性是人形机器人走路、跑步甚至跳舞的主要问题。它们需要与智能手机相同类型的传感器需要与智能手机相同类型的传感器。
综上所述，机器人的设计应去除不必要的突起或锋利的部分，使用适应工作环境的材料，并使用不易损坏或事故的故障安全保护结构。此外，在使用机器人时，应配备误动作检测停止功能和紧急停止功能，以及周围设备防止机器人危险的联锁功能，以确保安全运行。