現(xiàn)在雖然還沒有一個(gè)嚴(yán)格而準(zhǔn)確的機(jī)器人定義,但是我們希望對(duì)機(jī)器人的本質(zhì)做些把握:機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序,也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類的工作。它是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物,在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。
隨著機(jī)器人的不斷發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)固定于某一位置操作的機(jī)器人并不能完全滿足各方面的需要。因此,20世紀(jì)80年代后期,許多國(guó)家有計(jì)劃地開展了移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的研究。所謂的移動(dòng)機(jī)器人,就是一種具有高度自主規(guī)劃、自行組織、自適應(yīng)能力,適合于在復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中工作的機(jī)器人,它融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)等。
例如,A4020型裝配機(jī)器人具有4個(gè)自由度,可以在印制電路板上接插電子器件;PUMA562型機(jī)器人具有6自由度,可以進(jìn)行復(fù)雜空間曲面的弧焊作業(yè)。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看,在完成某一特定作業(yè)時(shí)具有多余自由度的機(jī)器人,就叫作冗余自由度機(jī)器人,亦可簡(jiǎn)稱冗余度機(jī)器人。
例如PUMA562機(jī)器人去執(zhí)行印制電路板上接插電子器件的作業(yè)時(shí),就成為冗余度機(jī)器人。利用冗余的自由度可以增加機(jī)器人的靈活性、躲避障礙物和改善動(dòng)力性能。人的手臂(大臂、小臂、手腕)共有7個(gè)自由度,所以工作起來很靈巧,手部可回避障礙物從不同方向到達(dá)同一個(gè)目的點(diǎn)。