关于机器人的问题！

开发海洋是21世纪人类面临的重要课题，国际海域和海底区域的勘探、调查和有效利用是中国发展海洋高技术和未来海洋产业的挑战。

沈阳自动化研究所是国内外有影响力的研发水下机器人并形成产品的科研实体之一。它是中国第一个有缆和无缆的自主水下机器人。从某种意义上说，沈阳自动化所各个阶段的水下机器人技术成果代表了我国在该技术领域的发展水平和进程。作为中科院“知识创新”工程先进制造基地的一部分，沈阳自动化研究所在水下机器人的研发和应用方面为国家水下装备技术，特别是重要的海洋装备技术和海洋开发发挥了不可替代的作用。

该院拥有一支理念先进、训练有素、经验丰富、技术全面的设计团队。水下机器人实验室配备了齐全先进的试验设备和条件，3个深水模拟压力舱可进行水深分别为1000m、1500m和7200m的水下模拟试验。试验水池长20m，宽12m，深9m，可用于各种水下机器人的性能试验和调试。目前已经形成了大、中、小型水下机器人的生产能力，在国内外开展了各种水下工程作业。

早在20世纪70年代末，考虑到海洋是一个广阔的应用领域，从长远来看，以海洋为背景发展机器人科学技术是一项创举，而中国科学院具有多学科、综合性的研发能力，因此准备在全院组织力量支持这一重大项目的实施。1977年召开的中国科学院自然科学学科规划会，将机器人项目的发展列入规划。蒋新松院士访日回国后提出了研制水下机器人的设想。从此，沈阳自动化所锁定了“出海”服务海洋开发、从事海洋智能机器应用研究的战略目标，立志“五大洋抓海龟”。1983年，该课题被正式列为中国科学院重点课题，开创了智能机器人的研究领域，为水下机器人的研发奠定了基础。

近20年来，“水下机器人”一直是研究所的工作重点，随后不断被列入六五、七五、八五、十五国家重点项目，成为国家863计划自动化领域智能机器人主题项目的重点内容。沈阳自动化研究所通过建立机器人示范工程基地，开发了多种水下机器人产品，应用于水下观测、海上作业和打捞工程。通过国际合作，6000m水下机器人研制成功，使我国水下机器人研发达到国际先进水平。

RECON-IV水下机器人功能强大，可靠性高，已成为国际知名品牌。它的许多设备出口到国际市场，有些已经为南海石油钻井平台提供了多年的技术服务。轻型水下机器人“钱海-1”和“金鱼”在沿海和内湖地区的水下勘探和考古中发挥着重要作用。“钱海二号”水下机器人以其强大的工作功能为国家安全提供了强有力的技术支持。用于铺设海底光缆的爬行式水下机器人“海星”是我国第一台海底自航式海底光缆铺设机，目前已研制成功并投入实际应用。

在国家“863”计划支持下，1000m深度的无缆自主水下机器人“探索者”和6000m深度的“CR-01”和“CR-02”整体单元完成，标志着我国自主水下机器人技术处于世界领先地位。6000米水下机器人项目是国家“863”计划的重中之重。通过与俄罗斯合作，成功研制6000m水下机器人，并于1995年8月完成深海试验。6000米水下无缆自主机器人的研制涉及自动化、计算机、水声、深潜、流体力学、材料、能源等专业，需要解决水下通信、高压密封、自主导航控制、动力系统、能源系统、各种信息的采集与处理、特殊材料、可靠性等高科技问题。“CR-01”自主式水下机器人已多次成功完成太平洋海域深海资源调查。为进一步提高水下6000米自主机器人的可靠性、实用性、后勤保障能力、机动性和续航能力，使其从可用样机向实用样机发展，水下6000米自主机器人工程项目于65438年8月至0996年8月正式实施。它的目标是为中国海洋学协会的海洋调查提供水下6000米自主机器人的实用原型。工程的主要工作是提高原样机的可靠性，达到实用化的目的。实验表明，改进后的CR-02水下6000m无缆自主机器人性能优良，可靠性高，能够执行指定任务，实现了自主水下机器人从人工编程到监控的转变，技术水平达到了较高水平。专家认为，水下机器人是世界上最先进的海底探测设备。CR系列高性能水下机器人可进行六公里深水视频记录、拍照、海底地形和剖面测量、水文测量、海底多金属结核丰度测定、海底沉没物搜寻和观测，自动记录包括图像和机器人水下运动轨迹及其坐标位置在内的各种数据，按预先编程航行和工作，自动避障，具有故障自诊断和应急上浮功能，可提供指令远程控制。这表明中国有能力和手段成功解决这些高技术，并已进入海底多金属结核资源勘探和应用的实用阶段。6000米水下机器人的研制成功，使中国成为世界上少数几个有能力研制这种自主水下机器人的国家之一。它可以到达世界上除海沟以外的所有海底区域，即所有具有经济前景的海底，占海洋面积的98%，为我国进入国际海洋区域，开发海洋资源提供了有力的技术手段和工具。

目前，该研究所正在研制7000米深度的水下载人机器人——又称“海底卫星”，预计2005年投入使用。这意味着中国将具备对包括深海海沟在内的复杂海域进行精细勘探的能力，中国开发海洋资源的步伐将大大加快。目前世界上只有俄罗斯、美国、日本等国家拥有深度相近的水下载人机器人。在可预见的未来，随着在此基础上的进一步发展，中国的水下载人机器人将有可能探测到马里亚纳海沟，这是世界上最深的海沟，深度超过1万米。水下载人机器人主要用于海洋科学研究和海底资源勘探，是中国863高技术计划十五期间(2001-2005)的重点研究课题。该水下载人机器人潜水深度为7000米，由该研究所、中国船舶重工集团公司和俄罗斯科学院共同开发。其中，中国负责机器人制造的核心技术，俄罗斯提供钛合金压力壳等维护生命安全的技术。根据协议，中国将享有机器人的全部自主知识产权。

由国家海洋局主办的中国第二次北极科学考察，搭载了沈阳自动化所研制的中型ROV“海基”水下机器人，两名科技人员随船出海。这是沈阳自动化研究所研制的水下机器人首次参与北极科学考察。据悉，中国第二次北极科考进入北冰洋浮冰区后，水下机器人“海基”开始投入使用。机器人可以在300米深处自由移动，进行摄像、观察、测量、操作等。，并利用底视声纳系统观察海冰的厚度。具有作业时间长、范围广、安全性高、科研数据直观、后期处理分析容易等优点，是其他人和其他设备无法比拟的。水下机器人首次在北极冰区开展一系列科研和示范应用，对拓展水下机器人的应用领域具有重要意义。

水下机器人技术系列成果获国家、科学院、辽宁省科技进步奖、世界发明博览会金奖等20余项，其中“Cr-01”6000m自主式水下机器人获1995中国科学院科技进步特等奖、综合奖。

沈阳自动化所在水下机器人研发方面一直采取开放合作的工作模式，与美国、俄罗斯、意大利的一些研究单位和公司有着良好的合作经验和关系，与国内中国船舶研究中心、中科院声学研究所、哈尔滨工程大学、上海交通大学、华东船舶工程学院等相关优势单位形成了友好有效的合作网络。为适应水下机器人的进一步发展，进行产业化开发，该所计划在沈阳浑南开发区建设更大的水下机器人试验生产基地。

今天，人类面临着三大问题:人口、资源和环境。随着国民经济的快速发展和世界人口的不断增加，越来越多的自然资源被人类消耗，陆地上的资源日益减少。为了生存和发展，海洋开发势在必行。

海洋占地球表面积的71%，体积为14亿立方千米。海底和海洋中有丰富的生物资源和矿产资源。6000米以下的海底仍然有生命。这种极端条件下的生命，是生物学家特别看重的。海底有丰富的多金属结核，尤其是铜、锰、镍和钴，估计储量为1000万吨。7万亿吨。海底的锰、铜、镍储量是陆地的68倍，分别是陆地的22倍和274倍，制造核弹的铀储量高达40亿吨，是陆地的2000倍。海洋也是一个巨大的能源库，天然气水合物的总量相当于陆地燃料资源总量的两倍多。海底储存了135亿吨石油和近140万亿立方米天然气。因此，对海底的探索类似于太空探索，也是极具吸引力和挑战性的。

1991年，中国被联合国批准为深海采矿的第五个先驱投资者，承担了30万平方公里海底的勘探任务，最终拥有了矿产资源最丰富的7.5万平方公里海域的优先开采权。中国政府已将海洋开发作为21世纪国民经济和社会发展的战略重点之一。

水下机器人是多项现代高技术及其系统集成的产物，对我国海洋经济、海洋产业、海洋开发和海洋高技术具有特殊意义。把发展水下机器人作为海洋战略制高点，提升我国海洋重大装备水平，为支柱产业和新兴产业提供成套技术和先进装备支撑，为未来海洋产业和国家海洋战略创造有利条件和国际竞争力，把强大的技术领先优势转化为强大的产业发展优势，是沈阳自动化研究所历史性的必然选择和郑重承诺。

机器人的历史并不长，机器人的历史真正开始于1959年美国的恩格尔伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人。恩格尔伯格大学学的是伺服理论，是研究运动机构如何更好地跟踪控制信号的理论。德瓦尔在1946年发明了一个系统，可以“重复”记录下的机器动作。1954年，德瓦尔获得可编程机械手专利，按照程序工作，可以根据不同的工作需要进行编程，具有通用性和灵活性。恩格尔伯格和德瓦尔都在研究机器人，认为汽车行业最适合用机器人工作，因为它用重型机器工作，生产流程相对固定。1959年，恩格尔伯格和德瓦尔合作生产了第一台工业机器人。成为世界上第一个真正实用的工业机器人。此后，恩格尔伯格和德瓦尔成立了“Unimason”公司，并设立了世界上第一家机器人制造工厂。第一批工业机器人被称为“Unimet”，意思是“通用自动化”。因此，他们被称为机器人之父。1962年，美国的机械和铸造公司也生产工业机器人，被称为“沃尔·萨特兰”，意为“万能移动”。“Unimet”和“WalSatran”成为世界上最早的工业机器人，至今仍在使用。

百年来发展的机器人大致经历了三个成长阶段，也就是三次。第一代是简单的个体机器人，第二代是群体劳动机器人，第三代是类似人类的智能机器人。它未来的发展方向是有意识，会思考，能与人对话。第一代机器人属于教学复制型，第二代具有感知能力，第三代机器人是智能机器人，不仅具有感知能力，还具有独立判断和行动的能力。恩格尔伯格和德瓦尔制造的工业机器人是第一代机器人，属于示教再现型，即人们手持机械手，重新做应该完成的任务，或者人们用“示教控制箱”发出指令，使机器人的机械臂运动，一步步完成它应该完成的动作。

第一代机器人

70年代，第二代机器人开始大发展，第二代机器人应用于外部环境，开始普及。第三代机器人是智能机器人。它不仅具有感觉的能力，还具有独立判断和行动的能力，具有记忆、推理和决策的能力，因此可以完成更复杂的动作。中央计算机控制手臂和行走装置，使机器人的双手完成作业，双脚可以移动，机器人可以用自然语言与人对话。当智能机器人出现故障时，可以通过自诊断装置对故障部位进行自诊断和自我修复。如今，智能机器人的应用范围已经大大扩展。除了工农业生产，机器人已经应用到各行各业，机器人已经具备了人类的特征。机器人朝着智能化、拟人化的方向发展是没有止境的。

机器人是可以代替人类自动工作的机器，尽管它们可能看起来不像人类，也不以人类的方式操作。后来，美国著名科普作家艾萨克·阿西莫夫为机器人提出了三大原则，即“机器人三定律”:第一定律——机器人不得伤害人，或者让人受到伤害而无所作为；第二定律——机器人应该服从所有人类的命令，除非这些命令与第一定律相冲突；第三定律——机器人必须保护自身安全，但不得与第一、第二定律相抵触。这些“法律”构成了管理机器人行为的道德标准。机器人必须按照人类的指令行动，为人类的生产生活服务。

根据机器人的用途，可以分为军用机器人和民用机器人两大类。