情感机器人(Emotional Robotics)是近年来机器人研究领域兴起的一个新的研究热点。情感机器人既是人工情感的重要研究和应用对象,也是研究开发人工情感的高效实验和演示平台[1]。世界各国的实验室都在这一领域展开研究,如日内瓦大学的Klaus Scherer领导的情感研究实验室、布鲁塞尔自由大学的D.Canamero领导的情感机器人研究小组及英国伯明翰大学的A.Sloman领导的认知与情感研究项目(Cognition and Affect Project)等。我国对这一领域的研究始于20世纪90年代,大部分研究工作是针对人工情感单元理论与技术实现,如多功能感知机[2],主要包括表情识别、人脸识别、人脸检测与跟踪、手语识别、表情合成、唇读等基于人工情感的机器人控制体系结构的研究[3]。
日本索尼公司生产的“AIBO”、美国Tiger Electronics公司生产的“Fabee”和韩国科学技术高等研究院生产的“RITY”都是属于情感机器人。尽管它们之间复杂程度悬殊,但都可通过同人进行交流来“学习”某些动作,表现某种感情。它们的共同特点有:对外界的刺激,能产生有情感的反应,并且能学习、成长,像活的动物一样,可以同人进行生动的交流。情感机器人使人有一种“只属于自己”的感觉,人们认为情感机器人的出现,正像当年个人计算机的出现一样标志着一个崭新时代的到来,有一天机器人也会和个人计算机一样,成为到处都在使用的工具,成为人类的好朋友。机器人发展方向的一个重要特点,就是具有情感,并且与人类能够进行情感的交互。
随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,未来机器人的发展呈现以下趋势:
1)传感型智能机器人进一步发展。作为传感型智能机器人基础的机器人传感技术有了新的发展,各种新型传感器不断出现,多传感器集成与融合技术在智能机器人上获得应用。采用多传感器集成和融合技术,利用各种传感信息,获得对环境的正确理解,使机器人系统具有容错性,保证系统(尤其是移动机器人系统)信息处理的快速性和正确性。在多传感器集成和融合技术研究方面,人工神经网络的应用特别引人注目,成为一个研究热点。
2)新型智能技术不断开发与应用。临场感技术能够测量和估计人对预测目标的拟人运动和生物学状态,显示现场信息,用于设计和控制拟人机构的运动。多媒体和虚拟现实(VR)技术是新近研究的智能技术,它是一种对事件的现实性从时间和空间上进行分解后重新组合的技术。这一技术包括三维计算机图形学技术、多功能传感器的交接口技术及高清晰度的显示技术。多智能机器人系统是近年来开始探索的一项智能技术,它是在单体智能机器发展到需要协调作业的条件下产生的。在诸多新型智能技术中,基于人工神经网络的识别、检测、控制和规划方法的开发和应用占有重要的地位。基于专家系统的机器人规划获得新的发展。遗传算法和进化编程已成为机器人系统的新型优化、编程和控制技术。(www.daowen.com)
3)采用模块化设计技术。智能机器人和高级工业机器人的结构要力求简单紧凑,其高性能部件甚至全部机构的设计已向模块化方向发展;其驱动采用交流伺服电动机,向小型和高输出方向发展;其控制装置向小型化和智能化发展,采用高速和位芯片、多处理器和多功能操作系统,提高机器人的实时和快速响应能力。机器人软件的模块化简化了编程,发展了离线编程技术,提高了机器人控制系统的适应性。
4)微型机器人的研究有所突破。已经开发出手指大小的微型移动机器人,可用于进入小型管道进行检查作业。微型驱动器是开发微型机器人的基础和关键技术之一。
5)机器人应用领域向非制造业和服务业扩展,行走机器人研究引起重视,开放式网络机器人技术初见端倪。[6]
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