机器人的应用与未来发展论文

毕业设计（论文）任务书　　毕业设计（论文）题目：　　计算机技术与人类社会的进步　　设计（论文）的基本内容：　　本文讲述了计算机技术的发展史、未来的发展方向，与其给人类社会带来的影响。随着IT技术的飞速发展，计算机技术已日益渗透到社会生活的各个领域，可以说我们的世界就是计算机的世界，计算机已成为时代的“运筹者”。人类社会文明的程度与科学技术的发展密切相关。计算机的发展在促进科学技术现代化的同时，也大大地促进了人类社会文明程度的提高。　　毕业设计（论文）专题部分：　　题目：　　设计或论文专题的基本内容：　　学生接受毕业设计（论文）题目日期　　第 1 周　　指导教师签字：　　XXXX年 XX 月 XX 日　　参考文献　　【1】《计算机世界》杂志　　【2】《计算机专业导论》　　【4】百度知道　　【5】车杨计算机应用与社会发展 径路技术协作信息 975期　　【6】高纲领 浅议计算机发展与社会进步 科技咨询2009 NO14　　通识教育课程论文　　计算机技术与人类社会的进步　　摘要：本文讲述了计算机技术的发展史、未来的发展方向，与其给人类社会带来的影响！　　关键词：计算机技术 发展 社会 影响　　在近代社会的发展史中，计算机技术一直扮演着重要的角色，自从计算机诞生，我们世界也随着发生了巨大的变化，计算机使我们的“地球”变得越来越小，现在简直就是一个“地球村”打开电脑，点击一下鼠标我们就可以随便“遨游”我们的“地球村”。　　计算机技术的发展方向　　世界上第一台计算机是1946年问世的，根据计算机的性能和软硬件技术，将计算机发展划分成以下几个阶段：　　①第一阶段：电子管计算机(1946—1957)其特点是：　　(1)采用电子管制作基本逻辑部件。　　(2)采用电子射线管作为存储部件。　　(3)输入输出装置落后，主要使用穿孔卡片　　(4)没有系统软件。　　②第二阶段：晶体管计算机(1958—1964)其主要特点是：　　(1)采用晶体管制作基本逻辑部件。　　(2)普遍采用磁芯作为主存储器，采用磁盘/磁鼓作为外存储器　　(3)开始有了系统软件(监控程序)，提出了操作系统概念，出现了高级语言　　③第三阶段：集成电路计算机(1965—1969)其主要特点是：　　(1)采用中小规模继成电路制作各种逻辑部件。　　(2)采用半导体存储器作为主存。　　(3)系统软件有了很大发展。　　(4)在程序设计方法上采用了结构化程序设计　　④第四阶段：大规模、超大规模集成电路计算机，其主要特点：　　(1)基本逻辑部件采用大规模、超大规模集成电路。　　(2)作为主存的半导体存储器，其集成度越来越高，容量越来越大；外存储器除广泛使用软、硬磁盘外，还引进了光盘。　　(3)各种使用方便的输入输出设备相继出现，如大容量的磁盘、光盘、鼠标器、图象扫描仪、数字化照相机、高分辨率彩色显示 器、激光打印机等。　　(4)软件产业高度发达，各种实用软件层出不穷。　　(5)计算机技术与通信技术相结合，计算机网络(广域网、地区网、局域网)把世界紧紧联系在一起。　　(6)多媒体倔起，计算机集图象、图形、声音、文字处理于一体，在信息处理领域掀起了一场革命，与之相应的信息高速公路正 在筹划实施之中　　计算机的未来发展方向　　未来的计算机将以超大规模集成电路为基础，向巨型化、微型化、网络化与智能化的方向发展。　　1．巨型化　　巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。目前正在研制的巨型计算机其运算速度可达每秒百亿次。　　2．微型化　　微型计算机已进入仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备中，同时也作为工业控制过程的心脏，使仪器设备实现“智能化”。随着微电子技术的进一步发展，笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢迎。　　3．网络化　　随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。　　计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络己在现代企业的管理中发挥着越来越重要的作用，如银行系统、商业系统、交通运输系统等。　　4．智能化　　计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上。智能化是计算机发展的一个重要方向，新一代计算机，将可以模拟人的感觉行为和思维过程的机理，进行“看”、“听”、“说”、“想”、“做”，具有逻辑推理、学习与证明的能力。　　计算机的应用领域以及对人类的影响。　　计算机的应用领域主要有：　　科学计算(或数值计算)　　2．过程检测与控制　　3．信息管理（数据处理）　　4．计算机辅助系统　　网络应用　　计算机应用对人类社会的影响　　1．科学计算（或称为数值计算）　　早期的计算机主要用于科学计算。目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科2．过程检测与控制　　利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理，这样的系统称为计算机检测系统。特别是仪器仪表引进计算机技术后所构成的智能化仪器仪表，将工业自动化推向了一个更高的水平。　　3．信息管理（数据处理）　　信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域。利用计算机来加工、管理与操作任何形式的数据资料，如企业管理、物资管理、报表统计、帐目计算、信息情报检索等。近年来，国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统（MIS）；生产企业也开始采用制造资源规划软件（MRP），商业流通领域则逐步使用电子信息交换系统（EDI），即所谓无纸贸易。　　4．计算机辅助系统　　1）计算机辅助设计（CAD）是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计，以提高设计工作的自动化程度，节省人力和物力。目前，此技术已经在电路、机械、土木建筑、服装等设计中得到了广泛的应用。　　2）计算机辅助制造（CAM）是指利用计算机进行生产设备的管理、控制与操作，从而提高产品质量、降低生产成本。缩短生产周期，并且还大大改善了制造人员的工作条件。　　3）计算机辅助测试（CAT）是指利用计算机进行复杂而大量的测试工作。　　4）计算机辅助教学（CAI）指利用计算机帮助教师讲授和帮助学生学习的自动化系统，使学生能够轻松自如地从中学到所需要的知识。　　网络应用　　计算机在网络的应用是一个划时代的应用，计算机网络的发展使人类社会发生了巨大变化，它塑造出一种与农业社会和工业社会不同的社会文明形态———网络社会文明形态。网络对人们的日常生活，社会的经济、政治等都产生了重大影响。　　当今社会进入网络社会，计算机网络渗透到人们生活的方方面面，影响到人们的日常生活，改变着人们的生活节奏。从以前的邮局信件到现在网络邮件，从以前的面对面交谈到现在的QQ，从以前在实体店买东西到现在的网购，从网上购物到网上炒股，从网上游戏到网络课堂，都可以在计算机前完成。随着网络交流的普及，一些新兴的网络语言正进入人们的生活。　　虽然网络给我们带来了很多好处和方便，但坏处也不少。有一些学生迷恋上网，电脑不用在正道上，导致学习一落千丈。还有的学生竟然为了上网吧而逃学或偷偷拿家里的钱去玩。打电脑的时间长的话，对视力也不好，我们班里就有许多典型的例子。　　希望那些迷恋网络的同学快快觉醒，让自己正确地使用电脑。　　我们生活的时代是大科学时代，科学技术突飞猛进。随着IT技术的飞速发展，计算机技术已日益渗透到社会生活的各个领域，可以说我们的世界就是计算机的世界，计算机已成为时代的“运筹者”。不容置疑，计算机在各个领域的应用不仅大大提高了生产效率，给人们带来各种便利，同时也极大地推动着社会文明和进步。但是，任何科学技术都是一把“双刃剑”，它在给人类带来文明的同时也会产生一些负面效应，计算机技术也不例外。计算机通过对人们的学习、生活、工作的影响使人们形成了一种新的人际关系，这样人们往往会不由自主地背离应有的精神价值，从而产生误导。因此，这就需要对计算机的发展有所规范。　　大力发展计算机技术，不断促进人类社会的发展。　　我们要不断大力发展计算机技术，使计算机价格更便宜，体积更小，速度更快，存储更大，网络更发达等等，我们要不断朝着这个目标奋斗。　　科学技术是第一生产力。人类社会文明的程度与科学技术的发展密切相关。计算机的发展在促进科学技术现代化的同时，也大大地促进了人类社会文明程度的提高。　　基于计算机具有速度快、有记忆特性和逻辑判断力、存储容量大、精度高、可靠性高、通用性强、可资源共享的特点和优点，因而在科学技术、国民经济、社会生话等各方面都得到了深入广泛的应用，给人类现代社会带来了巨大的财富和便利，大大促进了人类现代文明。　　参考文献:　　【1】《计算机世界》杂志　　【2】《计算机专业导论》　　【4】百度知道　　【5】车杨计算机应用与社会发展 径路技术协作信息 975期　　【6】高纲领 浅议计算机发展与社会进步 科技咨询2009 NO14

最多追加100好吧，怎么都喜欢人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。