那麽第三代機器人，也是我們機器人學中壹個理想的所追求的最高級的階段，叫智能機器人，那麽只要告訴它做什麽，不用告訴它怎麽去做，它就能完成運動，感知思維和人機通訊的這種功能和機能，那麽這個目前的發展還是相對的只是在局部有這種智能的概念和含義，但真正完整意義的這種智能機器人實際上並沒有存在，而只是隨著我們不斷的科學技術的發展，智能的概念越來越豐富，它內涵越來越寬。
那麽從三代機器人發展過程中，從另壹個方面，我們對機器人從應用的角度進行了分類，比如說工業機器人，它包括點焊、弧焊、噴漆、搬運、碼垛，在工業現場中工作的這種機器人，我們統稱為工業機器人，那麽從不同的應用中，到水下去作業的叫水下機器人，到空間作業的叫空間機器人，同時又存在農業、林業、牧業，對醫療機器人叫醫用機器人，還包括娛樂機器人，建築和居室上用的機器人，所以從應用分類，它包括從行業、應用角度，也可以進行這樣簡單的分類。
下面我簡單介紹壹下我國機器人發展的基本概況。剛才談到了日本在20世紀60年代和美國都在開始進行機器人的研究，由於我們國家存在很多其他的各種因素、問題。我們國家在機器人的研究，在20世紀70年代後期，當時我們在國家北京舉辦壹個日本的工業自動化產品展覽會，在這個會上有兩個產品，壹個是數控機床，壹個是工業機器人，這個時候，我們國家的許多學者，看到了這樣壹個方向，開始進行了機器人的研究，但是這時候研究，基本上還局限於理論的探討階段，那麽真正進行機器人研究的時候，是在七五、八五、九五、十五將近這二十年的發展，發展最迅速的時候，是在1986年我們國家成立了863計劃是高技術發展計劃，就將機器人技術作為壹個重要的發展的主題，國家投入將近幾個億的資金開始進行了機器人研究，使得我們國家在機器人這壹領域得到很快地、迅速地發展。
目前主要單位像中科院沈陽自動化所，原機械部的北京自動化所，像哈爾濱工業大學，北京航空航天大學，清華大學，還包括中科院北京自動化所等等的壹些單位都做了非常重要的研究工作，也取得了很多的成果，而且目前這幾年來看，我們國家在高校裏邊，有很多單位從事機器人研究，很多研究生和博士生都在從事機器人方面的研究，目前我們國家比較有代表性的研究，有工業機器人，水下機器人，空間機器人，核工業的機器人，都在國際上應該處於領先水平，總體上我們國家與發達國家相比，還存在很大的差距，主要表現在，我們國家在機器人的產業化方面，目前還沒有固定的成熟的產品，但是在上述這些水下、空間、核工業，壹些特殊機器人方面，我們取得了很多有特色的研究成就。
下邊我簡單介紹壹下工業機器人的壹些情況，到目前為止，工業機器人是最成熟，應用最廣泛的壹類機器人，世界總量目前已經銷售110萬臺，這是1999年的統計，但這110萬臺在已經進行裝備使用的是75萬臺，這個量也是不小的。總體情況看，日本在工業機器人這壹塊，是首位的，成為機器人的王國，美國發展也很迅速，目前在新安裝的臺數方面，已經超過了日本，中國剛開始進入產業化的階段，已經研制出多種工業機器人樣機，而有小批量在生產中使用，這也是整個在日本、美國以及我們國家在工業機器人情況的壹些比較。
這是點焊機器人，點焊機器人剛才講的，主要是針對汽車生產線，提高生產效率，提高汽車焊接的質量，降低工人的勞動強度的壹種機器人。它的特點是通過機器人對兩個鋼板進行點焊的時候，需要承載壹個很大的焊鉗，壹般在幾十公斤以上，那麽它的速度要求在每秒鐘壹米五到兩米這樣的高速運動，所以它壹般來說有五到六個自由度，負載三十到壹百二十公斤，工作的空間很大，大概有兩米，這樣壹個球形的工作空間，運動速度也很高，那麽自由度的概念，就是說，是相對獨立運動的部件的個數，就相當於我們人體，腰是壹個回轉的自由度，我們大臂可以擡起來，小臂可以彎曲，那麽這就三個自由度，同時腕部還有壹個調整姿態來使用的三個自由度，所以壹般的機器人有六個自由度，就能把空間的三個位置，三個姿態，機器人完全實現，當然也有小於六個自由度的，也有多於六個自由度的機器人，只是在不同的需要場合來配置。
弧焊機器人也是工業機器人中壹個最重要的方面，像我們汽車的後橋，進行焊接的時候，它連續焊接，所以它的特點是連續軌跡控制，所以它要求的軌跡精度要求非常高，壹般來說也是五到六個自由度，由於它焊槍比較小，所以在五到十公斤就可以了，這個方面是在國際和國內應用非常大的壹類機器人，在另壹方面像搬運和鉚接，這些工作場合下，像搬運，主要是要求機器人有很高的速度，承載能力很多、很強，像日本的大庫機器人，它可以承載三百公斤，抓取、來進行搬運和碼垛。
第二類是服務機器人，隨著工業化的發展，尤其近十年以來，機器人的發展的應用領域在不斷拓寬，目前壹個很重要的特征，大家都知道，機器人已經從制造業逐漸轉向了非制造業和服務行業，剛才談的汽車制造屬於是制造業，但服務行業包括清潔、加油、救護、搶險、救災這些等等，都屬於非制造行業和服務行業，那麽這裏邊跟工業機器人相比，它有壹個很重要的不同，它主要是壹個移動平臺，它能夠移動、去運動，上面有壹些手臂進行操作，同時還裝有壹些像力覺傳感器和視覺傳感器、超聲測距傳感器等等。它對周邊的環境進行識別，來判斷它的運動，完成某種工作，這是服務機器人的基本的壹個特點。
比方說這裏邊有幾張圖片，這是在美國，他們研制的像大型客機這種清洗工作，如果人來做的話十分繁重，那麽大壹個機體來清洗的話，工作量是很大，而且也很不方便，那麽他們采用這種機器人來實現像飛機的這些清洗的工作，包括壹些國家開發像高層建築的清洗機器人，這也都是服務行業的機器人，還包括像家庭使用的，還有壹些賓館和壹些公***場合使用的這種清潔機器人，對地面來進行清掃，還包括網球場上能夠自動地把撒下的球，集中收集起來，這種機器人也都是存在的。
另壹個方面的服務機器人應用，在汽車加油機器人這塊也很有意思，包括我們現在的壹些加油站，都是用自動的計量裝置，實現了有的這種自動計量，但是還仍然用人去操作，但可以看到在壹些美國的高速公路上，汽車流量很大，包括夜間都要對汽車進行加油，工作也很煩瑣，所以現在很多國家在開發這種自動的加油機器人，它可以自動的計量，自動的把汽車油嘴放到汽車油箱裏邊去，這也都是服務機器人的壹種體現。
導盲機器人它針對盲人這種安全性考慮，類似於壹個小狗的形狀，它能夠對道路的壹些障礙，運動的車輛和行人進行判斷，來引導這個盲人進行安全的行走，這個確實對提高盲人的安全，是非常必要的。
再有導遊禮儀機器人，這也是服務機器人，體現出壹種智能的，壹個體現的代表，在很多大的公司它需要對產品進行宣傳，它制作出壹些各種卡通形狀的機器人，能夠跟人進行簡單的對話，介紹產品等等，這在壹些賓館能夠接待壹些客人等等增加企業或者賓館的這種對社會的影響。
家務機器人主要體現在像壹些對地毯和地板定期的它能夠進行清掃和吸塵，它這個機器人很有意思，它有傳感器，它能夠把家具和人能識別出來，它自動的按照壹種規律，能根據路徑把地面全部的清掃幹凈，這也是家務中壹些機器人的表現。
那麽表演娛樂機器人，現在很多國家在開發這種像動物園、還有娛樂中心、還有迪斯尼這樣的壹個大型的遊園，它為了增加趣味性，把研究出像模仿人，包裝成各種人的樣子，它能夠說話唱歌和表演，這樣還能跟人進行交流，這樣的機器人，還包括把機器人包裝成各種有趣的動物，像恐龍、大象、獅子，還有壹些小的卡通式的這種動物，它已經完成像動物的壹些動作的模仿，模仿它的聲音，同時還跟人進行交流，尤其是比較有趣的是壹個彈鋼琴機器人，早期在日本的時候，彈了壹首世界著名的名曲，在當時，在機器人界引起了很大的轟動，那麽這個機器人特點，它要求手指非常靈活，自由度也特別多，而且在彈的過程中，還要有力控制和感覺的控制，所以它相對來說是對機器人機構和控制方面提高更高的要求。
還有像這種機器人的演奏家，包括它的拉小提琴，這個小提琴在樂器裏邊最復雜的，難度最高的壹種樂器，它能通過樂曲拉小提琴，力的控制、協調、速度等等，都要進行選擇或者自動的判斷，還包括這也是壹個機器人在做壹個表演，等等就是在服務機器人方面，它很寬的壹個應用領域，它跟人的需求越來越接近，那麽總結壹下它有幾個關鍵技術，從技術上的方面有四個，壹個是移動機構，前面看過幾種機器人它跟工業機器人不壹樣，大多數的服務機器人，它是移動的，有輪式、履帶式、還有步行式的，包括還有組合式的，這種移動機構，對環境感知功能，這也是服務機器人最重要的特點，因為它所處的環境，不像工業機器人對壹個固定的環境，固定的機座，固定樣子來實現的，那麽這個環境也許是未知的，也許是變化的，包括清掃機器人，屋子的形狀，壹家壹個樣子，家具的擺放不壹樣，甚至，還有壹些人在走動，這些非結構環境使得它能夠準確的描述和感知和判斷，這壹點來講，就表現出服務機器人具有壹定的人的智能的這種功能。
另壹個方面是能源技術，大家知道，早期做仿人形機器人，都帶壹個“辮子”，因為它能量提供不足，那麽電池能量很小，所以現在的這種服務機器人，理想的這種能源它要求是密度高，輸出電壓比較恒定，內阻小、耐高溫，還可以充電，成本低，尤其在密度高這個方面是十分重要的，所以能源技術是未來移動機器人發展中的壹個十分關鍵的壹個問題，還有控制技術，控制技術在感知環境的過程中，它也需要跟人進行交互，它既然是服務，人總要跟它接觸，那麽如何跟人進行交互，那麽就需要壹個開放式的友好的連接接口，包括語音功能，圖形編程方式等等。
另壹個方面的體現在農林畜產機器人這方面，國際上也有些很大的進展，可能對我們國家農業機器人，林業機器人是否需要，我們也在探討，那麽對於壹些發達國家農業人口十分有限，包括在壹些農副產品，松籽的采集，量很大，非常麻煩的壹件事情，這樣的話，壹個機器人能夠對像西紅柿，蘋果等水果，它通過形狀和顏色，來判斷它的成熟度，然後摘取，這個確實提高了農業自動化的壹個方面的研究，包括我們國家已經研制成功嫁接機器人，對壹些像嫁接，機器人采摘以後，能夠對兩個樹枝進行自動的對接，然後將樹枝纏起來，這個在中國農業大學已經研制成功，還包括林業機器人，林業機器人主要對於農林產品，像松籽進行采摘，還包括像樹根，進行采伐的時候，要拔出來，和植樹這方面也都有開發，更有意思的是在牧業的機器人，包括澳大利亞，綿羊和羊是非常多的壹種，他們國家產量最大的壹個產業，那麽綿羊，剪羊毛這個量很大，那麽它人力又有限，所以它在致力於開發剪羊毛機器人，它首先通過機械手，把壹個羊給固定住，通過攝影機把羊的形狀識別出來，然後，用這種所謂的剪子，然後根據它的形狀，自動地把羊毛剔出來，同時呢，還不破壞它的皮膚，因為壹個羊壹個模樣所以它操作的難度是很大的，對環境的感知要求很高的，所以這個技術也是非常復雜的。
建築機器人在國外，用量、需求在逐漸增加，建築機器人它主要解決，像我們築路機器人，也都需要建築機器人，包括噴塗，挖掘機，包括像壹些建築的模塊化的預制板來進行拼接，都需要壹些自動化的裝置，還包括家庭裝修的時候，像墻壁的粉刷這個量也很大，而且也很臟，對人體有害，現在國外壹些公司，在開發面向家庭的粉刷這種機器人已經得到了小批量的使用，這是在建築方面的壹些體現。
還有像食品包裝，縫紉這也都是說，面向服務家庭也食品這方面的應用，包括對香腸的這種包裝，實際上它壹方面提高了自動化水平，但另壹方面，也提高了衛生程度，不然的話人類參與的話，總會帶來壹些不衛生的因素，包括服裝裁剪，現在我們做衣服，人們越來越追求個性化，那麽現在從他們有些大學在研究，包括妳希望的樣子，包括妳站在這塊兒給妳掃描以後，把妳的體型給妳掃描出來，機器人能自動地給妳設計出適合妳這種身材的樣子，通過妳的選擇和修改，然後機械手自動地對它的布料進行裁剪，最後，還有壹些生產線能夠自動縫紉，在英國，很多國家，也都在開發這樣的壹些機器人裝置。
還包括消防救護機器人，在日本發展的比較多，那麽像高樓建築壹旦發生火災，那麽大家知道這是很危險的事情，也是很痛苦的事情，那麽通過機器人來輔助來進行救護，把人從高樓救下來，然後進行搶救，包括高樓著火的時候，它可以用這種機械爬到大樓上去，進行噴水，或者是進行切斷壹些電纜等等這樣的工作，都可以用機器人來完成。
那麽醫療機器人，是近五年來發展比較迅速的壹個新的應用領域，那麽這個也可以看到幾個方面，包括人是壹個非常珍貴的生物，那麽包括人的眼球、神經、血管都很精細，那麽如果人手術的時候，醫生來手術，壹個是疲勞，另壹個人手操作的精度還是有限的，那麽這是在德國，壹些大學裏面，面向人的脊椎，如腰間盤突出這種病，進行識別以後，能夠自動地用機器人來輔助進行定位，進行操作和手術。還有壹類叫康復機器人，康復機器人像比方說，現在發病量比較大的是偏癱和半身不遂這種病患，當他恢復治療完以後，需要對他的肢體進行鍛煉和恢復，那麽如果醫生是有限的，不可能壹個醫生，天天給壹個病人進行按摩或牽引這樣的工作，那麽家庭的人員都上班，沒有時間照顧，那麽用壹個機器人，可以對他的手進行牽動，天天強迫他進行鍛煉，使人的肌肉的恢復達到最好，更為精細的工作像很多大學和壹些醫院在開發像人的腦手術，這個是很危險的事情，但是，已經得到了很好的例證，包括北航開發出了對人腦的定位和鉆孔這樣的工作，還包括像美國已經有壹千多例機器人對人眼球進行手術，這樣的機器人，還包括通過遙控操作的辦法，實現對人的胃腸這種手術，大家在電視裏邊看到，壹個機械手，大概有手指這樣粗細的壹個機械手，通過插入腹臟以後，人在屏幕上操作這個機器手，同時對它用激光的方法對病竈進行激光的治療，這樣的話，人就不用很大幅度地破壞人的身體，這實際對人的壹種解放，是非常好壹種機器人，醫療機器人它也很復雜，壹方面它完全自動去完成各種工作，是有困難的，壹般來說都是人來參與，這是美國開發的壹個林白手術這樣壹個例子，人通過在屏幕上，通過壹個遙控操作手來控制另壹個機械手，實現通過對人的腹腔進行手術，前幾年我們國家展覽會上，美國已經成功的實現了對人的心臟瓣膜的手術和搭橋手術，這已經在機器人領域中，引起了很大的轟動，還包括，AESOP的這種外科手術機器人，它實際上通過壹些儀器能夠對人的壹些病變進行檢查，通過壹個機械手就能夠實現對人的某些部位進行手術，還包括遙操作機械手，以及多個醫生可以在機器人***同參與下進行手術，包括機器人給大夫醫生拿鉗子、鑷子或刀子來代替護士的工作，同時把照明能夠自動的給醫生的動作聯系起來，醫生的手到哪兒，照明就去哪兒，這樣非常好的，壹個醫生的助手。
那麽還有幾個例子，像人肩關節的手術，還包括腦外科神經手術，那麽這個手術應該難度是很大的，風險是很大的，但是人在參與下，實現了準確的定位，對人體的恢復是十分有益的。另壹個比較體現機器人應用的壹個顯示度的壹個研究，是水下機器人，首先我們要回答為什麽要開發水下機器人，那麽人隨著人們的對陸地資源的這種不斷地消耗，人們也已經認識到，我們怎麽樣去獲得更多的資源，人們把目光已經放到宇宙和水下，那麽海洋的資源是非常豐富的，包括礦產資源像銅、錳、鎳、鈷這些資源是地面資源的上千倍，這個資源是非常大的，包括空間，那麽海底探測、海上打撈、海下偵查、排險，包括我們看的電影《泰坦尼克號》，大概我們看到了壹個小機器人來進行水下拍攝，還包括俄羅斯的核潛艇，發生事故以後，實際上很多大學希望能夠參與，能夠用機器人來進行救護等等，那麽反過來說水下的應用中，機器人是大顯身手的，因為人在海底下的工作，是非常危險的，這個方面，應該說在美國、法國、俄羅斯研究的是水平比較高，那麽這是法國的壹個水下作業機器人，在日本“海溝號”潛水器已經到了水下幾千米，進行了海底的探測和海底的壹些礦物的收集這樣的工作。
那麽我們國家的這個方面也不甘落後，應該說繼美國、俄國和法國之後，我們國家這個方面，也是走向了國際的前列，這是中科院沈陽自動化所開發和研制成功，水下六千米無纜自治水下機器人，那麽這個機器人到水下六千米，能夠無纜進行作業，這是剛被獲得2000年我們國家十大科技成果之壹，這個標誌著我們國家在水下機器人這塊，已經達到了國際先進水平，目前我們在863計劃，在開發水下七千米的有載人潛器來對海洋進壹步的開發和作業，這也是投了很大的財力和物力，那麽水下機器人和其他工業機器人以及上述的這種服務機器人有哪些不同呢？
第壹個要承受深水高壓而不變形，六千米這個氣壓是很高，幾十個大氣壓，妳要求它密封要好，而且強度要高，還不變形，另壹個方面，耐高水壓的動態密封結構和技術以及遠距離水上通訊和處理技術，這方面很重要，在水下怎麽樣實現無線的這種通訊，這也是在水下機器人遇到的壹個技術難點，還有航行控制技術，水下機器人進行方位控制的時候，通過衛星來進行導向，這裏邊不像在陸地上進行導航，不然沒有壹個很好的導航，水下機器人就偏了，或者走出我們要求的水域，還有環境的識別，比方說在海底的形貌是十分復雜的，如何能自動的識別海底的形貌，這也是非常重要的，包括安全和能源技術，這都是在水下機器人中壹個方面，比較重要的技術。
再壹個我們在空間機器人研究這塊，國際上也很熱，包括像歐洲十六國在聯合空間計劃，面向未來太空的這種太空艙這樣壹個整個計劃，其中有壹點就是空間機器人，它的主要意義在於開發宇宙，造福人類，創造人類新的家園，它主要的功能是在於科學考察，像空間生產和科學實驗，衛星和航天器的維修和修理，以及空間建築的裝配，這幾個應用，確實是必要的，比方說科學考察，如果對像地面的模擬壹些物理和化學實驗，不壹定非得人在太空艙裏邊，因為人在太空艙裏生存壹天的費用，將近是壹百萬美金，而且也很危險，那麽其實有些動作是很簡單的，人通過在地面上，通過衛星進行控制機器人，再定期的完成某種預定的動作，實際是很簡單的，還有包括像太空艙進行控制壹些實驗，壹些開關、按鈕、法蘭簡單的維修維護，都可以用機器人來完成，因為機器人有太陽能電池的話，那麽機器人就能夠生存，就能工作，通過上次我們剛才介紹機器人發展的應用，在不同領域的應用，也確實看到了機器人在工業、醫療、水下、空間、采掘、建築、服務、娛樂、軍事方面的應用，也的的確確看到，是由於應用帶動了關鍵技術的發展，沒有需求，機器人就不能發展，正是因為人們在認識自然改造自然過程中，需要各種各樣的機器人，所以才促進了這項關鍵技術的發展，促進了機器人本身問題的發展，從另壹個方面，由於關鍵技術的解決，以及應用的需求，就促進了機器人學本身的壹個主題的發展，智能化，由原來的示教再現，發展成目前局部感知功能的第二代機器人，最終的目標，是不斷地隨著其它學科和先進技術的發展，使機器人內涵不斷豐富，最終實現智能機器人這樣壹個主流，最終，我們得到這樣壹個結論。
那麽機器人是人類的得力助手，能友好相處的可靠朋友，將來我們會看到人和機器人會存在壹個空間裏邊，成為壹個互相的助手和朋友。機器人會不會產生飯碗的問題。我們相信不會出現“機器人上崗，工人下崗”的局面，因為人們隨著社會的發展，實際上把人們從繁重的體力和危險的環境中解放出來，使人們有更好的崗位去工作，去創造更好的精神財富和文化財富，機器人來做這些危險環境的工作，展望21世紀機器人將是壹個與20世紀計算機的普及壹樣，會深入地應用到各個領域，所以很多專家預測，在21世紀的前20年是機器人從制造業走向非制造業的發展壹個重要時期，也是智能機器人發展的壹個關鍵時期，目前國際上很多國家，也對機器人對人類社會的影響的估計提出了新的認識，同時，我們也可以看到機器人技術，涉及到多個學科，機械、電工、自動控制、計算機測量、人工智能、傳感技術等等，它是壹個國家高技術實力的壹個重要標準。
剛才我們用了短暫的時間，講了機器人的發展以及我們對機器人的看法，進行了簡單地介紹，相信大家在今後的學習中，能夠加入到我們研究機器人這個行列中，我也相信在不久的將來，在這裏邊，會產生很多機器人專家，會創造出更多、更好、更豐富、更智能的機器人。