人物在智能装备方案中的机器人发展方向与问题解决
1 引言
从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有50年了，在这短短的几年里，伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步，机器人的发展已经历了3代：（1）可编程的示教再现型机器人；（2）基于传感器控制具有一定自主能力的机器人；（3）智能机器人。作为机器人的核心部分，计算是影响机器人性能的要害部分之一。它从一定程度上影响着机器人的发展。目前，由于人工智能、计算科学、传感技术及相关学科的长足进步，使得机器人的研究在高水平上进行，同时也为机器人的性能提出更高的要求。
对于不同类型的人形或四肢机械手，如有腿走路的人形机械手与关节式工业机械手，控制系统综合方法差异较大，其设计方案也不一样。本文仅讨论工业机械手问题。
2 两种不同类型的人类操作设备
人类操作设备是根据指令以及传感信息控制人类完成一定动作或作业任务装置，它是人类操作设备的心脏，决定了其性能优劣。
从人类操作设备控制算法处理方式来看，可分为串行和并行两种结构类型：
2.1 串行处理结构
所谓串行处理结构是指人类操作设备中采用一套算法对输入信号进行处理。在这种情况下，从计算机构造、控制方式来划分，又可分为以下几种：
（1）单CPU结构、集中控制方式
用一台功能强大的电脑实现全部控制功能。在早期如Hero-I, Robot-I等，就采用这种结构，但由于需要许多复杂运算，因此这种控制速度较慢。
（2）二级CPU结构、主从式控制方式
一级CPU负责系统治理、语言编译和接口功能，同时也利用它运算能力完成坐标变换等，并定时地把运算结果作为运动增量送到公用内存供二级CPU读取；二级CPU完成全部位置数字控。这样的系统两个CPU总线基本没有联系，只通过公用内存交换数据，是一个松耦合关系。这使得采用更多CPU进一步分散功能变得困难。
日本于70年代生产Motoman-5关节直流电动驱动）的计算系统就属于这个主从式结构。
（3）多CPU结构分布式方式
目前普遍采用的是上位机会制定的整个系统治理以及运动学计算等，上位机会与下位机会通过总线连接每个下位机会由多个小型电脑组成，每个小型电脑分别管理一个关节运动，这些小型电脑与主控通信形式紧耦合。
此外，一些文献提到了一种新的设计思路，即将整体视为一种生物体，而不是简单的一堆部件，将这些部件组织起来成为一个更加灵活、高效的大脑，而不是只是简单地增加更多的小脑。这可能会给我们带来新的思考角度，让我们能够更好地理解如何让我们的制造过程更加自动化、高效，以及如何让我们的工作场所更加安全健康。
同时，我们还可以考虑使用一些先进的人工智能技术，比如深度学习或者强化学习，以便让我们的物料移动系统能够在不受直接监督的情况下做出决策并执行它们。但这同样需要大量实验和测试以确保它们不会造成任何伤害或损坏，也许最终会形成一种全新的职业角色，那就是“AI工程师”。
此外，还有一些其他的问题比如能源消耗方面的问题，因为这些活动通常涉及大量能源消耗，而且可能会产生温室气体排放，这是一个重要的话题，我们应该尽力减少这些负面影响，并寻找更清洁更环保能量来源。此外，我们还应该考虑用户界面的友好性，以便所有用户，无论年龄大小都能轻松使用这些工具。此外，对于那些物理限制比较严重的人来说，比如残疾者，他们是否可以适应这样的环境呢？这也是一个值得深入探讨的话题。
因此，本文将详细探讨当前行业中存在的问题，并分析未来可能出现的问题，然后提出一些解决方案以改善这一状况，为未来的开发奠定基础。
