1.2 移動機器人的發展

20世紀60年代，美國斯坦福大學研制了室內自主輪式移動機器人Shakey。其目的是研究應用人工智能技術，在復雜環境中實現機器人系統的自主推理、規劃和控制，為智能機器人的研究開創了先河。20世紀70年代，隨著計算機技術和傳感器技術的快速發展，人們開始將傳感器技術應用于移動機器人，這一時期的代表作是美國斯坦福大學研制的Cart機器人和法國圖盧茲LAAS實驗室研制的HILARE移動機器人。20世紀80年代，移動機器人的研究快速發展，設計與制造機器人的浪潮席卷全世界。智能移動機器人開始出現，瑞士聯邦理工學院的蘇黎世機器人研究所開發的MoPS服務機器人，具有良好的人機交互與智能導航功能，能夠在室內分送郵件、文件和資料等。

進入20世紀90年代，隨著技術的進步，移動機器人開始向各個應用領域進軍。美國麻省理工學院于1993年開始開發仿人機器人Cog，借以考察和理解人類感知。該機器人能與人類交流，能對周圍環境做出反應，并具有分辨不同人類面孔的能力，可以協助人類完成多種工作。美國NASA研制的“丹蒂Ⅱ”八足行走機器人，是一個能高速移動的機器人和能遠程探險的行走機器人，它于1994年在斯珀火山的火山口進行了成功的演示，雖然在返回時，在一條陡峭的、泥濘的路上，它失去了穩定性，倒向了一邊，但早已完成指定的探險任務。丹蒂計劃主要是為在充滿碎片的月球或其他星球的表面進行探索而提供一種機器人解決方案[4]。美國NASA研制的火星探測機器人索杰那于1997年登上火星，這一事件被全世界報道。為了在火星上進行長距離探險，NASA又開始了新一代樣機的研制，命名為Rocky 7，并在湖的巖溶流上和干枯的湖床上進行了成功的實驗。德國研制了一種輪椅機器人，并在烏爾姆市中心車站的客流高峰期和1998年漢諾威工業博覽會的展覽大廳進行了實地現場演示。該輪椅機器人在公共場所擁擠的、有大量乘客的環境中經歷了超過36個小時的考驗，所表現出的性能是當時其他輪椅機器人或移動機器人所不可比的。這種輪椅機器人是在一個商業輪椅的基礎上實現的。2000年[5]，日本本田公司研制了雙足機器人ASIMO系列，它可以實現“8”字形行走、下臺階、彎腰、握手、揮手及跳舞等各項“復雜”動作。另外，它具備基本的記憶與辨識能力，可以依據人類的聲音、手勢等指令做出反應。2002年，美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它能避開障礙物，自動設計行進路線，還能在電量不足時自動駛向充電座。“大狗”（Big Dog）機器人由美國波士頓動力公司于2008年研制。這種機器人的體型與大型犬相當，能夠在戰場上發揮非常重要的作用：在交通不便的地區為士兵運送彈藥、食物和其他物品。它不但能夠行走和奔跑，還能跨越一定高度的障礙物。這種機器人的行進速度可達到7km/h，能夠攀越35°的斜坡。它可攜帶質量超過150kg的武器或其他物資。“大狗”既可以自行沿著預先設定的簡單路線行走，又可以被遠程控制。

國內在移動機器人的研究方面起步較晚，在“八五”期間，浙江大學等國內六所大學聯合研制了我國第一代地面自主車ALVLABⅠ，其總體性能達到當時國際先進水平。“九五”期間，南京理工大學等學校聯合研制了第二代地面自主車ALVLABⅡ，相比第一代，第二代在自主駕駛、最高速度、正常行駛速度等方面的性能都有了很大提升。清華大學智能技術與系統國家重點實驗室自1988年開始研制THMR系列機器人，THMR-Ⅲ自主道路跟蹤速度達5～10km/h，避障速度達5km/h。改進后的THMR-Ⅴ在高速公路上的速度達80km/h，在一般道路上的速度為20km/h。2000年，國防科技大學成功獨立研制了我國第一臺具有人類結構特征的仿人機器人“先行者”，其可以像人類一樣完成各種行走動作，并且具有一定的語言功能。2002年，我國真正意義上的仿人機器人BHR-01誕生了，它行動靈活，具有32個關節手，腳可以完成360°的旋轉，可穩步行走并且能夠完成蹲起、原地踏步、打太極拳等各種復雜動作。2004年，中國科學院沈陽自動化研究所自行研制了“靈蜥”系列反恐防暴機器人。2005年，中國科學院合肥智能所研制了具有十二自由度的力傳感器，大大提高了機器人操作的靈巧性。2011年，一汽集團推出的紅旗HQ3首次完成從長沙到武漢的高速全程無人駕駛實驗，標志著我國無人駕駛汽車在復雜環境識別、智能行為決策和控制等方面實現了新的技術突破，達到了世界先進水平。2014年，哈爾濱工業大學研制出迎賓機器人“威爾”，其具有人機交互、自主導航避障、安防監控等功能，可分擔客服人員、迎賓人員的工作，主要用于銀行、營業廳等人流量大的場所。2015年，中國兵器裝備集團公司展示了國產“大狗”機器人。這款機器人總重250kg，負重能力為160kg，垂直越障能力為20cm，爬坡角度為30°，最高速度為1.4m/s，續航時間為2h。這款機器人可用于陸軍班組作戰、搶險救災、戰場偵察、礦山運輸、地質勘探等復雜崎嶇路面的物資搬運。百度在2017年正式發布了Apollo計劃，該計劃向汽車行業及自動駕駛領域的合作伙伴提供了一個開放、完整、安全的軟件平臺，幫助它們結合車輛和硬件系統，快速搭建一套屬于自己的、完整的自動駕駛系統。百度Apollo是一個開放的數據及軟件平臺，將汽車、IT和電子產業連接在一起，整合了自動駕駛所需的各個方面，該套件涵蓋硬件研發、軟件和云端數據服務等幾大部分。2019年，百度推出了Apollo 3.5版本，支持包括市中心和住宅場景等在內的復雜城市道路自動駕駛，包含窄車道、無信號燈路口通行、借道錯車行駛等多種路況。2019年，在南海進行首次海試的“潛龍三號”是中國科學院沈陽自動化研究所研發的4500m級自主潛水器，實現了我國自主無人潛水器的首次大西洋科考應用，是我國目前最先進的自主深海潛水器。2021年，在新冠疫情影響及外部環境持續震蕩的情況下，移動機器人產品仍然呈現百花齊放的繁榮景象，具備自主避障、自主導航定位、自主充電、跨樓層等智能化功能。目前，在智能制造各個領域，移動機器人已經成為標配，成為不可或缺的關鍵一環。2022年，受勞動力稀缺及生產持續向柔性制造轉型等因素的影響，全球移動機器人市場出現了強勁增長。

隨著生物基因技術和人工智能技術的發展，高智能的機器人將會產生，機器人會越來越聰明。隨著新興產業的發展，機器人的種類也將越來越多。