發展型機器人：由人類嬰兒啟發的機器人. 2.6 本章總結

<b>2.6  本章總結</b>

本章介紹了用在機器人學中的關鍵概念以及常見傳感器和執行器的技術。本章還概述了用于發展型機器人研究的主要人形機器人平台和相關模拟器軟體，特别強調人形

“嬰兒”機器人。發展型機器人平台的多樣性和複雜性展示了該研究領域的活力，并且在不到十年的時間裡，發展型機器人研究中就産生了許多令人印象深刻的技術成果。

由于機器人平台設計技術的持續進步，該領域正在非常迅速地發展。新材料、新傳感器、更高效的電池系統以及更簡潔、節能的電腦微處理器這些令人印象深刻的發展，都為設計更先進的、完全自主的機器人提供了巨大支援。

在材料科學領域，開發新的可用于機器人效應器的柔性材料，可以促進由柔軟的材料制作的機器人的生産（pfeifer、lungarella和iida 2012），以及促進基于拟人化肌肉骨骼的執行器的生産（holland和knight 2006；marques等人2010）。原型的軟體機器人應用包括氣動人工肌肉執行器和電活性聚合物，或許在某些情況下，還可以将剛性材料與軟體動力學結合，諸如使用電磁、壓電或熱感執行器以及變量柔性執行器（trivedi等人2008；albuschaffer等人2008）。這些方案的靈感直接來自于各種各樣的動物與植物，這些動植物可以使用柔軟的結構生成複雜動作，如章魚觸手與大象鼻子的肌肉。在傳感器技術方面也産生了包括機器人皮膚與觸覺傳感器這些産品的重大進展，并且，這些進展也适用于柔體機器人的外殼（cannata等人2008）。

有助于完全自主機器人設計的另一個發展領域是光能和高效電能電池的快速進步，例如，70機器人不需要一直插着充電線或為低效電池進行連續充電。這主要是由智能手機電池的研發推動的，這些技術目前導緻了更小、更高效、更廉價電池的産生。一些創新的解決方案也在機器人的設計生産中得到展現，機器人可以通過消化代謝有機材料來産生能量（如微生物燃料電池），英國布裡斯托機器人實驗室（bristol robotics labs）研發了一種緩慢但完全能量自給的吃蒼蠅的“生态機器人”（ieropoulos等人2012）。

最後，導緻人形機器人創新的另一個技術發展領域是衆多機器人可以使用的簡易、低能耗和價格便宜的核心微處理器。這是大量使用gpu（圖形處理器）進行并行處理的結果。gpu為在标準計算機使用的cpu提供了另一種選擇，因為cpu隻具有有限的并行處理能力，而不能在對計算需求極高的圖形任務中使用。gpu可以用來對神經網絡、遺傳算法和數值模拟執行并行計算。gpu還為昂貴、笨重且高耗能和高性能的計算機和叢集提供了一種可替代工具，這些高性能計算機和叢集為機器人到中央處理器提供持續的連接配接。例如，gpu及其相關的程式設計語言cuda已經被用在icub機器人中，為機器人進行運動學習的大型人工神經網絡提供快速的計算（peniak等人2011）。

接下來的章節将着眼于發展型研究的機器人平台的發展水準，以及在嬰兒機器人中對感覺運動、社交能力模組化的重要進展。機器人技術和計算系統的持續發展将有助于進一步引導具有認知功能的機器人的設計。

擴充閱讀

這本書為非專業學科的學生和讀者簡明地提供了一個清晰易懂的關于機器人概念和技術的入門介紹。該書既對建構機器人的主要傳感器和執行器的基本概念進行了描述，也對目前機器人行為模組化（包括行走、操作、群體機器人和學習）的發展現狀進行了綜述。書中還附有一份免費的機器人程式設計習題冊。推薦那些想對機器人學中的主要概念和技術多些了解的人類科學學科的學生和研究者閱讀。

這是機器人學研究領域最全面的一本手冊。該書共有64章，每一章都是由該領域内的國際學術帶頭人編寫的。這些不同的章節涵蓋了7個部分：①機器人基礎，②結構，③傳感器和感覺，④操作和界面，⑤移動和分布式機器人，⑥領域内的應用和服務型機器人，⑦以人為本71

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72和栩栩如生的機器人。第7部分是本書中與讀者最相關的部分，因為這部分涵蓋了各種認知和仿生機器人領域，如類人機器人、進化機器人學、神經機器人學、人－機器人互動和機器人倫理學。