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机器人的起源和发展:从古希腊哲学家到现在的协作机器人

2024-10-18 09:291320工业品商城

  继Universal Robotics(优傲机器人)成功推出UR5和UR10两款机器人,在业内及市场均斩获佳绩之后,该公司倾注长达三年之久的研发心血,最近终于成功推出新品——UR3新型机器人。这款紧凑型台式机器人负重量仅为24.3磅,但可承载的有效载荷却高达6.6磅。特别值得称道的是,全部腕关节均具备360度全方位旋转能力,末端关节更可实现无限制旋转。这些卓越特性使UR3成为当前市场上最为灵活轻巧且能与人类共同作业的台式机器人。

  然而,早期的机器人并非如今这样易于操作、安全可靠、灵活多变。经历了漫长的发展历程,机器人产业才得以蓬勃发展。

  机器人的起源可以追溯到古代世界。据史书记载,早在公元前3世纪,古希腊哲学家费罗(Philo of Byzantium)就已发明了用水力驱动的机械装置——水车,为后来的工业化文明和机械应用奠定了坚实基础。1921年,捷克著名作家卡雷尔·恰佩克(Karel Capek)在其科幻小说《罗素姆的万能劳工(Universal Robot)》中首次提出“机器人”一词,并沿用至今。伴随着工业革命的兴起,机器人的现代概念逐渐形成。工业革命使得人们有能力操控复杂的机械设备,并随之发明了电力。这使得人们能够利用体积小巧的紧凑型发动机为机器提供动力。

  现代机器人的首次实际应用当属工厂中的工业机器人,它们是一种能够独立完成制造任务的简单固定机器,无需人力辅助即可进行生产。自20世纪60年代以来,数控工业机器人和人工智能机器人一直在不断地被制造和生产。美国工程师乔治·德沃尔(George Devol)于1954年推出了全球首台可进行数字化操作和编程的机器人——Unimate,并于1960年在通用汽车公司投入使用。到了1983年,机器人学无论在工业生产领域还是学术研究方面都已成为备受关注的学科,并逐步纳入教育课程体系。2009年,Universal Robotics公司(优傲机器人)研发出全球首台真正意义上的“人机协作机器人”,由此揭开了机器人发展史上崭新的一页。

  时至今日,机器人已广泛应用于汽车制造业、娱乐产业、医疗保健、食品加工业和物流运输等各个领域,同时也成为了中小型制造企业中多用途的生产工具,旨在提升生产质量并增强灵活度。展望未来,机器人的应用前景将更加广阔多彩,最终可能走入普通家庭,成为兼顾家务服务职能的“机器人保姆”。

  事实上,纵观历史,我们可以发现,在20世纪60年代,首次有了真正意义上的机器人诞生。然而,第一代工业机器人却面临诸多问题,如投资规模巨大、投资期限漫长且灵活性有限等等。除此之外,工厂还需耗费巨资聘请专业技术人员进行现场指导,从而进一步加大了生产成本。由于当时技术尚未完全成熟,加之相关法律法规尚不完善,因此在生产过程中,存在着成品质量潜在的不稳定因素以及劳动监管部门可能引发的矛盾等等。此外,尽管机器手臂具有高效性,但其灵活性较差、结构复杂难以设计配置等特质同样不容忽视。当这类设备应用于工厂外包服务时,往往容易导致产品知识的外流,进而引发产品模仿等问题。此外,厂房和设备所带来的高规格要求以及投资回报的不确定性,均是无法回避的现实问题。

  随着时间推移,产业不断经历变迁,工厂生产迫切需要缩短产品的生产周期,同时提高生产过程中的灵活性。在这种形势下,人们对于机器人的需求也逐渐发生了转变:即从追求速度、精密度及负载能力的超大型机器人,转向更加接近人类操作方式的机器人,以在共享的工作环境中为人类提供必要的帮助;从传统的危险机械设备,逐步向协同作业型机器人迈进;同时,将那些仅限于专业人士操作的复杂机器,转化为普通大众皆可使用的实用工具。

  工业革命无疑是推动机器人诞生与发展的重要引擎,自人类历史长河中,已经历了三次重大的工业革命。第一次工业革命发生在1750年至1830年间,这场革命的核心在于蒸汽机的广泛运用,极大地提升了包括纺织厂在内的各类工厂的生产效率,并催生了铁路运输业和蒸汽轮船的蓬勃发展。第二次工业革命则发生在1870年至1930年间,电力的工业化利用及其在日常生活中的普及成为此次革命的主旋律,期间涌现出了电灯、电话、照相机、电影放映机、电梯、电动机、汽车、飞机以及空调等众多新事物。至于第三次工业革命,主要聚焦于电子数据处理领域,这场革命始于计算机的问世,并伴随着互联网和电子邮件的兴起而得以进一步深化。而第四次工业革命,亦被誉为“工业4.0”,它代表了一种全新的技术和价值链组织理念——物联网、智能化工厂以及当前备受关注的科技热点。


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