機器人作為20世紀人類最偉大的發明之一，自問世以來，就一直備受矚目。40餘年來，有關它的研究取得了長足的進展。各種形態、功能的機器人相繼麵世，而未來的機器人將是一種能夠代替人類在非結構化環境下從事危險、複雜勞動的自動化機器，是集機械學、力學、電子學、生物學、控製論、計算機、人工智能和係統工程等多學科知識於一身的高新技術綜合體。你印象中的機器人是什麼樣子的呢？說起機器人，我們頭腦裏馬上會聯想到那些會唱歌、跳舞、幹工作而且有頭有手的小東西。其實那隻是對機器人的狹義理解。隨著社會的進步和科學技術的發展，機器人的應用越來越廣泛。它不僅應用於工業生產製造部門，甚至在航空航天、深海探測及一些極端特殊的環境也有著極大的作用。近些年來，它還逐漸滲透到日常生活及娛樂教育等各個領域中。
4.1認識機器人
機器人的英文名詞是“Robot”。“Robot”一詞最早出現在1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克所寫的一個劇本中，這個劇本的名字為“Rossum’s Universal Robots”，中文意思是“羅薩姆的萬能機器人”。劇中的人造勞動者取名為Robota，捷克語的意思是“苦力”“奴隸”。英語的“Robot”一詞就是由此而來的，以後世界各國都用“Robot”作為機器人的代名詞。
機器人問世已有幾十年，關於什麼是機器人，仍然仁者見仁、智者見智，沒有一個統一的意見。原因之一是機器人還在發展，新的機型、新的功能不斷湧現。同時，由於機器人涉及人的概念，成為一個難以回答的哲學問題。就像機器人一詞最早誕生於科幻小說之中一樣，人們對機器人充滿了幻想。也許正是由於機器人定義的模糊性，才給了人們充分的想象和創造空間。
目前，對機器人的具體定義有很多種，但它們的共同之處在於：
一是機器人的動作機構具有類似與人或其他生物的某些器官的功能。
二是機器人是一種自動機械裝置，可以在無人參與下（有獨立性），自動完成多種操作或動作功能，即具有通用性。可以再編程，程序流程可變，即具有柔性（適應性）。
三是機器人具有不同程度的智能性，如記憶、感知、推理、決策、學習等。
隨著機器人技術的飛速發展和信息時代的到來，機器人所涵蓋的內容越來越豐富，對於機器人的定義也將會不斷充實和創新。
4.2機器人的發展曆史
其實早在機器人這個叫法被提出之前，在世界古代史上已經出現過很多著名的自動機械裝置。
在中國古代的西周時期，能工巧匠偃師就研製出了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機器人。春秋後期我國著名的工匠魯班也是一位製造大師，據《墨經》記載，他曾製造過一隻木鳥，能在空中飛行“三日不下”。1800年前漢代的張衡，不僅發明了舉世聞名的地動儀，而且發明了計量距離的計裏鼓車。計裏鼓車每行一裏，車上木人擊鼓一下，每行十裏擊鍾一下；還有三國時期的諸葛亮創造的“木牛流馬”，它可用來運送軍糧，支援前方戰鬥。
無獨有偶，在世界的其他地方，在古代也出現過許多自動裝置。如在公元前2世紀，古希臘人發明了以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動的雕像，它可以自己開門，還可以借助蒸汽唱歌；1662年，日本的竹田近江發明了自動機器玩偶；1738年，法國傑克·戴·瓦克遜為了進行醫學分析，發明了機器鴨，它會叫，還會遊泳、喝水、進食和排泄；1773年，瑞士的鍾表匠傑克·道羅斯父子推出了利用齒輪和發條製成的自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等，結構巧妙，在歐洲風靡一時。
在近現代史上，自從機器人在1920年被提出之後，1950年，美國作家埃薩克·阿西莫夫在他的科幻小說“I，Robot”中首次使用了“Robotics”，即“機器人學”。阿西莫夫提出了機器人三原則：
一是機器人不應傷害人類，且在人類受到傷害時不可袖手旁觀。
二是機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外。
三是機器人應能保護自己，與第一條相抵觸者除外。
機器人學術界一直將這三原則作為機器人開發的準則，阿西莫夫因此被稱為“機器人學之父”。
世界上第一台可編程的機器人公司推出的“VERSATRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”兩款機器人，推廣到了市場，這兩種機器人是世界上最早、最有名的機器人。至今，它們仍在被使用。
從此，機器人的相關研究受到了各國學者們的廣泛關注。1965年MIT演示了具有視覺的、能識別與定位積木的機器人。1967年，日本成立了人工手研究會（現改名為仿生機構研究會），同年召開首屆機器人學術會。1970年，在美國召開了第一屆國際工業機器人學術會議。
隨著電子技術以及計算機技術的發展，使用計算機來控製機器人的技術也應運而生。1973年，辛辛那提·米拉克隆公司製造了由小型計算機控製的工業機器人，它是由液壓驅動的，能提升的有效負載達45千克。1978年，第一台PUMA機器人在UNIMATION公司誕生。
日本、西歐各國、蘇聯也相繼引進或自行研製工業機器人。20世紀60～70年代是機器人技術獲得巨大發展的階段。1980年，工業機器人在日本普及，故該年被稱為日本“機器人元年”。
20世紀80年代，機器人在發達國家的工業生產如焊接、噴漆、搬運、裝配等工作中得以大量普及應用，並向各個領域如航天、水下、排險、核工業等拓展。機器人的感知技術得到相應的發展，從而產生了第二代機器人。
20世紀90年代，機器人技術在發達國家應用更為廣泛，如軍用、醫療、服務、娛樂等領域，並開始向智能型（第三代）機器人發展。
我國機器人研究始於20世紀70年代，並被列入“七五”期間實施的國家“863”高科技發展計劃（512主題）。“863”計劃的實施大大推動了我國機器人技術的發展，在短短40多年裏，中國的機器人技術在世界上已占有一席之地，在製造業中陸續出現一些噴塗、焊接、搬運、裝配機器人。目前我國機器人的發展正朝著實用化、智能化和特種機器人方向發展。
4.3多種多樣的機器人
目前，機器人技術在各行各業均得到了廣泛應用。按照其用途不同，我們可以將它分為以下幾種類型。
4.3.1焊接機器人
焊接機器人具有性能穩定、工作空間大、運動速度快和負荷能力強等特點，它的焊接質量明顯優於人工焊接，大大提高了點焊作業的生產率。一般而言，采用機器人焊接比同樣用人工焊接的效率可提高2～4倍，焊接質量優良且穩定。點焊機器人主要用於汽車整車的焊接工作，生產過程由各大汽車主機廠負責完成。從20世紀60年代開始用於生產以來，其技術已日益成熟。國際工業機器人企業憑借與各大汽車企業的長期合作關係，向各大型汽車生產企業提供各類點焊機器人單元產品，並以焊接機器人與整車生產線配套的形式進入中國，在該領域占據市場主導地位。我國已設計製造了多種自動機器人焊接工作站，均為企業帶來了良好的效益，在自動機器人焊接工作站領域積累了豐富的經驗。隨著汽車工業的發展，焊接生產線要求焊鉗一體化，要求焊接工件的重量越來越大，165千克點焊機器人是目前汽車焊接中最常用的一種機器人。弧焊機器人主要應用於各類汽車零部件的焊接生產。
焊接機器人係統一般多采用熔化極氣體保護焊（MIG、MAG、CO2焊）或非熔化極氣體保護焊（TIG、等離子弧焊）方法。設備一般包括：焊接電源、焊槍和送絲機構、焊接機器人係統及相應的焊接軟件及其他輔助設備等。
4.3.2軍事機器人
軍事機器人是指為了軍事目的而研製的自動機器人，在未來戰爭中，自動機器人士兵將成為對敵作戰的軍事行動中的絕對主力。目前，一些國家正在組建機器人部隊。一些軍隊的機器人已開始執行偵察和監視任務，替代士兵站崗放哨、排雷除爆。英國謝菲爾德大學計算機係教授夏基認為，機器人的成本僅是士兵的1/10，它替人類廝殺疆場的場景，將有可能在10年內變成現實。據悉，美軍未來一個旅級作戰單元，將至少包括151個機器人戰士。為了驗證這支智能戰爭機器人隊伍的作戰能力，美陸軍第29步兵團在2007年舉行了一場“機器人戰爭演習”：整支機器人作戰兵團由18種執行不同任務的機器人組成，每名機器人與戰場上各種陸、空作戰平台及傳感器連接在一起。戰鬥打響後，地麵機器人充當先鋒，當隱藏著的敵人攻擊它時，空中的無人駕駛偵察機發現敵軍位置，通知巡航中的無人駕駛智能戰鬥機，然後智能戰鬥機發射導彈命中目標。所有戰術行動都由智能戰爭機器人自行完成。據估算，這支機器人作戰部隊將使戰鬥時間縮短一半，而美軍士兵傷亡率降低60%～80%。美軍事專家稱，到2015年，半數美軍將是機器人，而另一半是普通人類士兵。
2004年美軍僅有163個地麵機器人。2007年則增長到5000個，至少有10款智能戰爭機器人在伊拉克和阿富汗“服役”。部署到阿富汗的智能機器人“赫耳墨斯”主要用於探穴鑽洞，它身上安裝有兩個照相機，能爬進漆黑的洞穴並向外發送圖片；美軍機器人“劍”在伊拉克戰場更是神通廣大，它能輕易地通過任何阻礙，備彈200發，裝備一挺經改造的M249型機槍，射速高達1000發/分，火力強度足以與一挺重機槍媲美；而機器人“背包”則能在巷戰環境中捕捉、分辨反美武裝狙擊手的細微動靜；機器人“嗅彈”則能夠在危險的戰場上為士兵搬運彈藥；名為“仿生蒼蠅”的機器人則可做一些複雜的手術……