易雪冰林 2008-3-17 14:10
机器人
机器人的行走
随着科技的发展，机器人的“智力水平”已经得到了长足的发展，对它们来说穿越沙漠并不是一件难事，现在的问题是：机器人该如何穿越的问题。
一般来说，智能程度较低，结构简单的机器人可以在高智能机器人无法适应的环境中活动。在明年，一种像蝎子一样的机器将在美国莫哈韦沙漠中迈出它80公里的“生命”历程。这种机器蝎子就是仅仅依靠可编程自动反射作用而“生存”的简单机器人。
长约50厘米的机器蝎子是由波士顿东北大学的Frank Kirchner和Alan Rudolph设计的。与其他传统的机器人不同，它没有解决复杂问题的能力。但它的设计也并不那么简单，因为它是一种模仿“蝎子”的机器人。
在设计机器蝎子之前，研究人员花了大量时间来观察蝎子的运动。“我们用高速相机对蝎子的行为进行拍摄，并对记录的数据进行了分析。”Kirchner介绍说。研究小组之所以选择蝎子作为机器人模仿的对象，一方面是因为蝎子能在较复杂的地形上轻易而顺利的行走，另一方面是因为蝎子的反射作用要比那些哺乳动物要简单的多。
机器蝎子几乎完全依靠反射作用来解决行走问题。这就使得它能够迅速对困扰它的任何事物做出反应（比如岩石挡住了“蝎腿”），它的头部有两个超声波传感器。如果碰到高出它身高50%的障碍物，它就会绕开。而且，如果左边的传感器探测到障碍物，它就会自动向右转。
机器蝎子的沙漠旅行将在明年进行。它的任务就是穿过沙漠到达目的地（约40公里）并顺利返回。为了不至于迷失方向，它带有一个指南针和一个地图装置。
关于该机器蝎子的研究计划是由美国国防高级研究工程部发起的。军方之所以对机器蝎子产生浓厚的兴趣，就是希望能够用它来进行军事侦察活动。机器蝎子可以被派往特定的区域，并可通过尾巴上的照相机来传送拍摄的图片。由于机器蝎子能自动寻找目的地，因此它尤其适合混乱的战场（比如城镇）。
机器人的手
机器人要模仿动物的一部分行为特征，自然应该具有动物脑的一部分功能。机器人的大脑就是我们所熟悉的电脑。但是光有电脑发号施令还不行，最基本的还得给机器人装上各种感觉器官。我们在这里着重介绍一下机器人的“手”和“脚”。
机器人必须有“手”和“脚”，这样它才能根据电脑发出的“命令”动作。“手”和“脚”不仅是一个执行命令的机构，它还应该具有识别的功能，这就是我们通常所说的“触觉”。由于动物和人的听觉器官和视觉器官并不能感受所有的自然信息，所以触觉器官就得以存在和发展。动物对物体的软，硬，冷，热等的感觉就是靠的触觉器官。在黑暗中看不清物体的时候，往往要用手去摸一下，才能弄清楚。大脑要控制手，脚去完成指定的任务，也需要由手和脚的触觉所获得的信息反馈到大脑里，以调节动作，使动作适当。因此，我们给机器人装上的手应该是一双会“摸”的、有识别能力的灵巧的“手”。
机器人的手一般由方形的手掌和节状的手指组成。为了使它具有触觉，在手掌和手指上都装有带有弹性触点的触敏元件（如灵敏的弹簧测力计）。如果要感知冷暖，还可以装上热敏元件。当触及物体时，触敏元件发出接触信号，否则就不发出信号。在各指节的连接轴上装有精巧的电位器（一种利用转动来改变电路的电阻因而输出电流信号的元件），它能把手指的弯曲角度转换成“外形弯曲信息”。把外形弯曲信息和各指节产生的“接触信息”一起送入电子计算机，通过计算就能迅速判断机械手所抓的物体的形状和大小。
现在，机器人的手已经具有了灵巧的指，腕，肘和肩胛关节，能灵活自如的伸缩摆动，手腕也会转动弯曲。通过手指上的传感器还能感觉出抓握的东西的重量，可以说已经具备了人手的许多功能。
在实际情况中有许多时候并不一定需要这样复杂的多节人工指，而只需要能从各种不同的角度触及并搬动物体的钳形指。1966年，美国海军就是用装有钳形人工指的机器人“科沃”把因飞机失事掉入西班牙近海的一颗氢弹从七百五十米深的海底捞上来。1967年，美国飞船“探测者三号”就把一台遥控操作的机器人送上月球。它在地球上的人的控制下，可以在两平方米左右的范围里挖掘月球表面四十厘米深处的土壤样品，并且放在规定的位置，还能对样品进行初步分析，如确定土壤的硬度，重量等。它为“阿波罗”载人飞船登月当了开路先锋。
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