文献综述
1.服务机器人的现状
根据国际机器人联合会的定义，服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能帮助人类完成除生产制造加工过程以外的设备。服务机器人包括专用服务机器人和家用服务机器人。其中专用服务机器人是指在特殊环境下作业的机器人，如核电站事故检测与处理机器人、极地科考机器人、反恐防暴机器人、军用机器人、救援机器人等；家用服务机器人是指服务于人的机器人，如助老助残机器人、康复机器人、清洁机器人、护理机器人、医疗机器人、教育娱乐机器人等。
近年来，传统工业机器人产业已趋向饱和，据国际机器人联合会统计，2014年全世界工业机器人的总销售量达到22.9万台，份额基本被中、日、韩、美、欧盟地区所瓜分 ，其中我国的销量达到 5.7 万台，成为了工业机器人销量最大的国家。相比工业机器人 ，我国的服务机器人由于研究基础相对薄弱，发展态势一直落后于发达国家。反观日、韩两国虽然起步同样晚于欧美，但通过各自良好的发展政策及战略目标，近年来在服务机器人市场上已反超美国。可以预见，未来的智能服务机器市场势必将成为全球争夺的焦点，在世界主要发达机器人国家和企业正在加紧进行战略布局，抢占服务机器人技术及产业发展制高点时，深入分析机器人产业强国的发展情况和未来趋势是十分必要的。
1.1国外服务机器人技术研究现状
近年来, 国外服务机器人热门产品不断涌现. 在无人系统、仿人/生机器人、四足机器人、助老助残/家用机器人、智能假肢等方面, 国外相关的研究机构或机器人公司取得了重要突破.
在无人系统方面, 典型代表为美国研制的 RQ-4 全球鹰无人机, 作为目前最先进的无人机。在仿人/生机器人方面, 1999 年日本本田率先研究双足仿人机器人的预测运动控制, 并在 2000 年发布了首款 ASIMO 机器人。在仿动物机器人方面, 由 MIT 人员成立的波士顿动力公司率先突破四足机器人复杂动力学建模、控制与驱动问题, 于 2005 年推出了首款BigDog四足大狗机器人, 在此基础上, 2011 年研制成功速度最快的四腿机器人Cheetah, 陆地行走速度达到每小时约 29 公里. 其研制的另一款四足机器人AlphaDog 可以搬运重约 180 公斤的物品, 同时还可以利用感应器朝着指定地点前进, 在没有燃料补给的情况下可以步行约 32 公里。在医疗康复机器人方面, Intuitive Surgical 公司率先突破外科手术机器人 3D 视觉精确定位及多自由度末端操作手结构设计与精确控制问题, 于 1999 年首次发布 da Vinci 外科手术机器人 , 目前该系统在 1450 余家科研及医院场所得到安装使用。在助老助残、家用服务机器人方面, 机器人主要提供卫生打扫、健康护理、家庭助手等方面服务。作为一个十分特殊环境下应用的机器人，和工业机器人的抗辐射与自动化能力提出了更为苛刻的要求, 到目前为止, 核极端环境下遥操作机器人的唯一一次成功应用是 1998 年对欧共体的Tokamak JET 装置的内部部件完成的全遥操作的维护任务。
1.2国内服务机器人技术研究现状
我国服务机器人产品崭露头角. 目前已初步形成了水下自主机器人、消防机器人、搜救/排爆机 器人、仿人机器人、医疗机器人、机器人护理床和智能轮椅、烹饪机器人等系列产品, 展示出一定的 市场前景. 仿人机器人进入北京与广州科技馆, 体现了综合技术世界前列的水平, 其中北京理工大学 研制的 “汇童”BHR及浙江大学研制的 Wu Kong 仿人机器人 连续对打乒乓球最高可达 110 回合, 机器人与人对打最高可达 140 回合, 其中的相关传感、伺服、驱动控制技术也得到了发展。
在水下机器人方面, 2011 年 7 月 26 日, 由中国船舶重工集团公司 702 所、中国科学院沈阳自动 化研究所和声学研究所等多家国内科研机构与企业联合攻关, 攻克了中国在深海技术领域的近底自动 航行和悬停定位、高速水声通信、充油银锌蓄电池容量等一系列技术难关, 设计完成的 7000 米级“蛟 龙号”顺利完成了 5000 米海试。在医疗康复机器人研究方面, 北京航空航天大学机器人研究所联合海军总医院, 在国内率先进行 医疗脑外科机器人研究, 突破了机器人机构综合与优化、医学图像处理、导航定位、手术规划等关键 技术, 于 2003 年设计出了适合辅助脑外科手术的机器人, 截止 2008 年底已经成功实施 5000 余例手术。值得一提的是, 我国在极地科考机器人方面也进行了研究, 包括冰雪面移动机器人及低空飞行机 器人已经在南极科考中得到了应用 。而且, 国家自然科学基金委员会启动了 “视听觉信息的认知计 算” 重大研究计划, 国内多家研究单位进行了智能无人车辆的研究, 并进行了中国智能车未来挑战赛, 在相关智能感知技术方面获得了突破 。另外深圳市繁兴科技有限公司联合上海交大、扬州大学率 先开展中国菜肴烹饪机器人研制, 解决了中国烹饪中独有的烹饪技法工艺实现关键技术, 目前正在准 备装备部队。
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