“機(jī)器人”一詞最早出現(xiàn)于1920年捷克作家卡雷爾·恰佩克的科幻劇本。1961年，第一臺(tái)真正意義上的工業(yè)機(jī)器人在美國誕生，在通用汽車公司安裝使用。近20年來，機(jī)器人相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，機(jī)器人不僅在制造領(lǐng)域被廣泛利用，而且在醫(yī)療、教育、娛樂、家庭服務(wù)、應(yīng)急救援、野外勘測(cè)、資源開發(fā)、軍事裝備等領(lǐng)域也大顯神通。

從簡(jiǎn)單重復(fù)性作業(yè)，到完成高難度腦外科手術(shù)等，機(jī)器人技術(shù)日新月異

早期工業(yè)機(jī)器人是通過“示教再現(xiàn)”的方式來完成簡(jiǎn)單的重復(fù)性作業(yè)，即由操作員輸入或遙控工業(yè)機(jī)械臂到達(dá)一系列空間位置點(diǎn)，機(jī)器人記錄位置點(diǎn)并在作業(yè)時(shí)按順序依次重復(fù)。這種方式不僅適用于批量化的、固定不變的簡(jiǎn)單搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)某些復(fù)雜作業(yè)也是有效的，因此，在“示教再現(xiàn)”方式的易用性、安全性方面，仍有很多研究要做，以適應(yīng)復(fù)雜作業(yè)、降低系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間、提高工作效率。

隨著制造業(yè)對(duì)機(jī)器人應(yīng)用的擴(kuò)展，工業(yè)機(jī)器人亟須滿足高速度、高精度、重載荷、智能化、多機(jī)協(xié)調(diào)等要求，以適應(yīng)更加復(fù)雜、精細(xì)、可靠、快節(jié)拍的作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人與制造工藝、制造過程的融合、輔助系統(tǒng)的配合，也極大影響著制造系統(tǒng)的整體性能。同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人從大規(guī)模生產(chǎn)線上封閉的工作站延伸到人和機(jī)器人緊密協(xié)作的共用開放作業(yè)空間時(shí)，人機(jī)協(xié)作和安全問題成為近年來新的熱點(diǎn)。

近20年來，機(jī)器人相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，機(jī)器人不僅在制造領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而且在醫(yī)療、教育、娛樂、家庭服務(wù)、應(yīng)急救援、野外勘測(cè)、資源開發(fā)、軍事裝備等領(lǐng)域也發(fā)揮重要的作用。在醫(yī)生的操作下，外科手術(shù)機(jī)器人已可以完成腦外科、心血管介入、骨科等微創(chuàng)手術(shù)，機(jī)器人膠囊可進(jìn)入消化道完成檢測(cè)，康復(fù)機(jī)器人可以輔助中風(fēng)、癱瘓患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)機(jī)能康復(fù)訓(xùn)練。助行助力機(jī)器人、智能假肢則方便了老人、殘障人士的工作、生活。機(jī)器人足球、仿生機(jī)器魚、仿人機(jī)器人等科普教育機(jī)器人，吸引了廣大青少年對(duì)科技的關(guān)注，促進(jìn)了知識(shí)傳播。伙伴機(jī)器人、仿動(dòng)物機(jī)器人、導(dǎo)游機(jī)器人也已進(jìn)入個(gè)人娛樂、公共服務(wù)領(lǐng)域。吸塵機(jī)器人、炒菜機(jī)器人等已逐步實(shí)用化，并進(jìn)入家庭。排爆機(jī)器人、旋翼直升機(jī)、線路巡檢機(jī)器人等在各類應(yīng)急處理作業(yè)中也已應(yīng)用。深海作業(yè)機(jī)器人、火星探索機(jī)器人等更在資源勘測(cè)、開發(fā)、外星探索中發(fā)揮了重要作用。而智能化的無人車、無人機(jī)、無人艦船、無人潛器等，已成為未來軍事裝備發(fā)展的重要方向。

機(jī)器人技術(shù)和系統(tǒng)的研發(fā)得到各國政府、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的高度重視

我國在863計(jì)劃、自然科學(xué)基金、科技重大專項(xiàng)等規(guī)劃中針對(duì)工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人相關(guān)研發(fā)進(jìn)行了重點(diǎn)部署。高性價(jià)比的工業(yè)機(jī)器人及其與生產(chǎn)工藝、流程深度結(jié)合的制造系統(tǒng)，將促進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)升級(jí)，并緩解勞動(dòng)力短缺等因素對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約。不同形態(tài)的服務(wù)機(jī)器人將為解決老齡化等社會(huì)問題、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展、培育新興產(chǎn)業(yè)方面發(fā)揮重要作用。

美國、歐盟、日本、韓國等國家在機(jī)器人領(lǐng)域都開展了廣泛研究，但關(guān)注領(lǐng)域和優(yōu)勢(shì)不盡相同。美國在國防軍事、航空航天、生物、醫(yī)療、服務(wù)等領(lǐng)域，歐盟在工業(yè)機(jī)器人、生物、醫(yī)療、服務(wù)等領(lǐng)域，日本在工業(yè)機(jī)器人、仿人機(jī)器人、個(gè)人/家用、服務(wù)等領(lǐng)域都具有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

美國國防部、宇航局、國立衛(wèi)生研究院等部門支持開展了大量機(jī)器人相關(guān)研究工作。全球鷹、捕食者、掃描鷹等一系列固定翼無人機(jī)，已用于遠(yuǎn)程偵察和攻擊。同時(shí)，高空高超聲速無人飛行系統(tǒng)等新型無人機(jī)也在研發(fā)中。自治水下機(jī)器人Nereus可深潛10902米完成探測(cè)。基于仿魚推進(jìn)、水下滑翔等機(jī)理的水下機(jī)器人也在研發(fā)中。為適應(yīng)山地等復(fù)雜道路環(huán)境而開發(fā)的液壓驅(qū)動(dòng)四足機(jī)器人BigDog、AlphaDog可在草地、雪地、坡地、礫石等不同地面負(fù)載150千克，行走20千米以上。具有高速運(yùn)動(dòng)能力的四足機(jī)器人獵豹、野外六輪無人作戰(zhàn)車輛也在研制中。液壓驅(qū)動(dòng)雙足步行機(jī)器人Petman、Atlas不僅顯示出良好的柔性和響應(yīng)能力，而且具有較快的步行速度。小型偵察機(jī)器人、各類排爆機(jī)器人等地面移動(dòng)機(jī)器人也已在實(shí)戰(zhàn)中應(yīng)用。穿戴式下肢骨骼負(fù)載器BLEEX可讓使用者負(fù)重70千克正常行走。火星探索機(jī)器人“探路者”、“勇氣號(hào)”、“機(jī)遇號(hào)”和“好奇號(hào)”等均成功登陸并開展科研探測(cè)，其中“好奇號(hào)”機(jī)器人采用了核電池供電，并配有作業(yè)臂和攝像頭等多種觀測(cè)儀器。仿人型雙臂機(jī)器人航天員Robonaut2已送入國際空間站進(jìn)行艙內(nèi)服務(wù)測(cè)試。

歐盟在第七框架計(jì)劃內(nèi)開展了大量合作研究，而各成員國也結(jié)合本國需求對(duì)機(jī)器人研究給予了支持。如歐洲聯(lián)合研制了無人戰(zhàn)斗機(jī)NEURON、法國開發(fā)了海底機(jī)器人“阿利斯塔爾”、德國宇航中心開發(fā)了模塊化的用于太空作業(yè)的靈巧手。在工業(yè)機(jī)器人方面，瑞典瑞士的ABB、德國的KUKA等企業(yè)具有較強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力。