導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機器人技術(shù)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

本文作者：工作單位：安徽埃夫特智能裝備有限公司

從控制系統(tǒng)設(shè)計角度來說，可以采用辯證法內(nèi)外因基本原理來分析影響重載機器人控制品質(zhì)的因素，首先，如果系統(tǒng)存在動力學(xué)耦合、柔性等非線性因素，僅僅采用傳統(tǒng)的線性控制很難獲得良好的控制品質(zhì)，底層伺服回路的控制缺陷是影響機器人控制品質(zhì)的內(nèi)因。第二，如果運動規(guī)劃環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，傳輸給底層運動控制回路的運動指令不合理，即存在位置不連續(xù)，速度不連續(xù)，加速度躍變等情況，對系統(tǒng)會產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊，即便底層伺服控制設(shè)計再優(yōu)秀，同樣也會嚴(yán)重影響系統(tǒng)控制品質(zhì)，這就是所謂的外因。下面就從內(nèi)外因角度對目前在機器人運動規(guī)劃和底層伺服控制方面的相關(guān)進(jìn)展進(jìn)行綜述。機器人運動規(guī)劃方法運動規(guī)劃與軌跡規(guī)劃是指根據(jù)一定規(guī)則和邊界條件產(chǎn)生一些離散的運動指令作為機器人伺服回路的輸入指令。運動規(guī)劃的輸入是工作空間中若干預(yù)設(shè)點或其他運動學(xué)和動力學(xué)的約束條件；運動規(guī)劃的輸出為一組離散的位置、速度和加速度序列。運動規(guī)劃算法設(shè)計過程中主要需要考慮以下三個問題：（1）規(guī)劃空間的選?。和ǔＧ闆r下，機器人軌跡規(guī)劃是在全局操作空間內(nèi)進(jìn)行的，因為在全局操作空間內(nèi)，對運動過程的軌跡規(guī)劃、避障及幾何約束描述更為直觀。然而在一些情況下，通過運動學(xué)逆解，運動規(guī)劃會轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)空間內(nèi)完成。在關(guān)節(jié)空間內(nèi)進(jìn)行運動規(guī)劃優(yōu)點如下：a.關(guān)節(jié)空間內(nèi)規(guī)劃可以避免機構(gòu)運動奇異點及自由度冗余所帶來種種問題[1-4]；b.機器人系統(tǒng)控制量是各軸電機驅(qū)動力矩，用于調(diào)節(jié)各軸驅(qū)動力矩的軸伺服算法設(shè)計通常情況也是在關(guān)節(jié)空間內(nèi)的，因此更容易將兩者結(jié)合起來進(jìn)行統(tǒng)一考慮[5,6]；c.關(guān)節(jié)空間運動規(guī)劃可以避免全局操作空間運動規(guī)劃帶來的每一個指令更新周期內(nèi)進(jìn)行運動規(guī)劃和運動學(xué)正逆計算帶來的計算量，因為如果指令更新周期較短，將會對CPU產(chǎn)生較大的計算負(fù)荷。（2）基礎(chǔ)函數(shù)光滑性保證：至少需要位置指令C2和速度指令C1連續(xù)，從而保證加速度信號連續(xù)。不充分光滑的運動指令會由于機械系統(tǒng)柔性激起諧振，這點對高速重載工業(yè)機器人更為明顯。在產(chǎn)生諧振的同時，軌跡跟蹤誤差會大幅度增加，諧振和沖擊也會加速機器人驅(qū)動部件的磨損甚至損壞[7]。針對這一問題，相關(guān)學(xué)者引入高次多項式或以高次多項式為基礎(chǔ)的樣條函數(shù)進(jìn)行軌跡規(guī)劃，其中Boryga利用多項式多根的特性，分別采用5次、7次和9次多項式對加速度進(jìn)行規(guī)劃，表達(dá)式中僅含有一個獨立參數(shù)，通過運動約束條件，最終確定參數(shù)值，并比較了各自性能[8]。Gasparetto采用五次B樣條作為規(guī)劃基礎(chǔ)函數(shù)，并將整個運動過程中加速度平方的積分作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以確保運動指令足夠光滑[9]。劉松國基于B樣條曲線，在關(guān)節(jié)空間內(nèi)提出了一種考慮運動約束的運動規(guī)劃算法，將運動學(xué)約束轉(zhuǎn)化為樣條曲線控制頂點約束，可保證角度、角速度和角加速度連續(xù)，起始點和終止點角速度和角加速度可以任意配置[10]。陳偉華則在Cartesian空間內(nèi)分別采用三次均勻B樣條，三次非均勻B樣條，三次非均勻有理B樣條進(jìn)行運動規(guī)劃[11]。（3）運動規(guī)劃中最優(yōu)化問題：目前常用的目標(biāo)函數(shù)主要為運行時間、運行能耗和加速度。其中關(guān)于運行時間最優(yōu)的問題，較為經(jīng)典是Kang和Mckay提出的考慮系統(tǒng)動力學(xué)模型以及電機驅(qū)動力矩上限的時間最優(yōu)運動規(guī)劃算法，然而該算法加速度不連續(xù)，因此對于機器人來說力矩指令也是不連續(xù)的，即加速度為無窮大，對于真實的電驅(qū)伺服系統(tǒng)來說，這是無法實現(xiàn)的，會對系統(tǒng)產(chǎn)生較大沖擊，大幅度降低系統(tǒng)的跟蹤精度，對機械本體使用壽命也會產(chǎn)生影響[12]。針對上述問題Constantinescu提出了解決方法，在考慮動力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，增加對力矩和加速度的約束，并采用可變?nèi)莶罘▽?yōu)化問題進(jìn)行求解[13]。除了以時間為優(yōu)化目標(biāo)外，其他指標(biāo)同樣被引入最優(yōu)運動規(guī)劃模型中。Martin采用B函數(shù)，以能耗最少為優(yōu)化目標(biāo)，并將該問題轉(zhuǎn)化為離散參數(shù)的優(yōu)化問題，針對數(shù)值病態(tài)問題，提出了具有遞推格式的計算表達(dá)式[14]。Saramago則在考慮能耗最優(yōu)的同時，將執(zhí)行時間作為優(yōu)化目標(biāo)之一，構(gòu)成多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，最終的優(yōu)化結(jié)果取決于兩個目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，且優(yōu)化結(jié)果對于權(quán)重系數(shù)選擇較為敏感[15]。Korayem則在考慮機器人負(fù)載能力，關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩上限和彈性變形基礎(chǔ)上，同時以在整個運行過程中的位置波動，速度波動和能耗為目標(biāo)，給出了一種最優(yōu)運動規(guī)劃方法[6]，然而該方法在求解時，收斂域較小，收斂性較差，計算量較大。

考慮部件柔性的機器人控制算法機器人系統(tǒng)剛度是影響動態(tài)性能指標(biāo)重要因素。一般情況下，電氣部分的系統(tǒng)剛度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機械部分。雖然重載工業(yè)機器人相對于輕型臂來說，其部件剛度已顯著增大，但對整體質(zhì)量的要求不會像輕型臂那么高，而柔性環(huán)節(jié)仍然不可忽略，原因有以下兩點：（1）在重載情況下，如果要確保機器人具有足夠的剛度，必然會增加機器人部件質(zhì)量。同時要達(dá)到高速高加速度要求，對驅(qū)動元件功率就會有很高的要求，實際中往往是不可實現(xiàn)（受電機的功率和成本限制）。（2）即使驅(qū)動元件功率能夠達(dá)到要求，機械本體質(zhì)量加大會導(dǎo)致等效負(fù)載與電機慣量比很大，這樣就對關(guān)節(jié)剛度有較高的要求，而機器人關(guān)節(jié)剛度是有上限的（主要由減速器剛度決定）。因此這種情況下不管是開鏈串聯(lián)機構(gòu)還是閉鏈機構(gòu)都會體現(xiàn)出明顯的關(guān)節(jié)柔性[16,17]，在重載搬運機器人中十分明顯。針對柔性部件帶來的系統(tǒng)控制復(fù)雜性問題，傳統(tǒng)的線性控制將難以滿足控制要求[17-19]，目前主要采用非線性控制方法，可以分成以下幾大類：（1）基于奇異攝動理論的模型降階與復(fù)合控制首先針對于柔性關(guān)節(jié)控制問題，美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校著名控制論學(xué)者M(jìn)arkW.Spong教授于1987年正式提出和建立柔性關(guān)節(jié)的模型和奇異攝動降階方法。對于柔性關(guān)節(jié)的控制策略絕大多數(shù)都是在Spong模型基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。由于模型的階數(shù)高，無法直接用于控制系統(tǒng)設(shè)計，針對這個問題，相關(guān)學(xué)者對系統(tǒng)模型進(jìn)行了降階。Spong首先將奇異攝動理論引入了柔性關(guān)節(jié)控制，將系統(tǒng)分成了慢速系統(tǒng)和邊界層系統(tǒng)[20]，該方法為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。Wilson等人對柔性關(guān)節(jié)降階后所得的慢速系統(tǒng)采用了PD控制律，將快速邊界層系統(tǒng)近似為二階系統(tǒng)，對其阻尼進(jìn)行控制，使其快速穩(wěn)定[21]。針對慢速系統(tǒng)中的未建模非線性誤差，Amjadi采用模糊控制完成了對非線性環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)[22]。彭濟華在對邊界層系統(tǒng)提供足夠阻尼的同時，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入慢速系統(tǒng)控制，有效的克服了參數(shù)未知和不確定性問題。連桿柔性會導(dǎo)致系統(tǒng)動力學(xué)方程階數(shù)較高，Siciliano和Book將奇異攝動方法引入柔性連桿動力學(xué)方程的降階，其基本思想與將奇異攝動引入柔性關(guān)節(jié)系統(tǒng)動力學(xué)方程一致，都將柔性變形產(chǎn)生的振動視為暫態(tài)的快速系統(tǒng)，將名義剛體運動視為準(zhǔn)靜態(tài)的慢速系統(tǒng)，然后分別對兩個系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)合控制，并應(yīng)用于單柔性連桿的控制中[23]。英國Sheffield大學(xué)A.S.Morris教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組在柔性關(guān)節(jié)奇異攝動和復(fù)合控制方面開展了持續(xù)的研究。在2002年利用Lagrange方程和假設(shè)模態(tài)以及Spong關(guān)節(jié)模型建立柔性關(guān)節(jié)和柔性連桿的耦合模型，并對奇異攝動理論降階后的慢速和快速子系統(tǒng)分別采用計算力矩控制和二次型最優(yōu)控制[24]。2003年在解決柔性關(guān)節(jié)機器人軌跡跟蹤控制時，針對慢速系統(tǒng)參數(shù)不確定問題引入RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代替原有的計算力矩控制[25].隨后2006年在文獻(xiàn)[24]所得算法和子系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，針對整個系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性要求，在邊界層采用Hinf控制，在慢速系統(tǒng)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，并給出了系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析[26]。隨著相關(guān)研究的開展，有些學(xué)者開始在奇異攝動理論與復(fù)合控制的基礎(chǔ)上作出相應(yīng)改進(jìn)。由于奇異攝動的數(shù)學(xué)復(fù)雜性和計算量問題，Spong和Ghorbel提出用積分流形代替奇異攝動[27]。針對奇異攝動模型需要關(guān)節(jié)高剛度假設(shè)，在關(guān)節(jié)柔度較大的情況下，劉業(yè)超等人提出一種剛度補償算法，拓展了奇異攝動理論的適用范圍[28]。（2）狀態(tài)反饋和自適應(yīng)控制在采用奇異攝動理論進(jìn)行分析時，常常要同時引入自適應(yīng)控制律來完成對未知或不精確參數(shù)的處理，而采用積分流形的方式最大的缺點也在于參數(shù)的不確定性，同樣需要結(jié)合自適應(yīng)控制律[29,30]。因此在考慮柔性環(huán)節(jié)的機器人高動態(tài)性能控制要求下，自適應(yīng)控制律的引入具有一定的必要性。目前對于柔性關(guān)節(jié)機器人自適應(yīng)控制主要思路如下：首先根據(jù)Spong模型，機器人系統(tǒng)階數(shù)為4，然后通過相應(yīng)的降階方法獲得一個二階的剛體模型子系統(tǒng)，而目前的大多數(shù)柔性關(guān)節(jié)自適應(yīng)控制律主要針對的便是二階的剛體子系統(tǒng)中參數(shù)不確定性。Spong等人提出了將自適應(yīng)控制律引入柔性關(guān)節(jié)控制，其基于柔性關(guān)節(jié)動力學(xué)奇異攝動方程，對降階剛體模型采用了自適應(yīng)控制律，主要采用的是經(jīng)典的Slotine-Li自適應(yīng)控制律[31]，并通過與Cambridge大學(xué)Daniel之間互相糾正和修改，確立一套較為完善的基于奇異攝動模型的柔性關(guān)節(jié)自適應(yīng)控制方法[32-34]。（3）輸入整形控制輸入整形最原始的思想來自于利用PosicastControl提出的時滯濾波器，其基本思想可以概括為在原有控制系統(tǒng)中引入一個前饋單元,包含一系列不同幅值和時滯的脈沖序列。將期望的系統(tǒng)輸入和脈沖序列進(jìn)行卷積,產(chǎn)生一個整形的輸入來驅(qū)動系統(tǒng)。最原始的輸入整形方法要求系統(tǒng)是線性的，并且方法魯棒性較差，因此其使用受到限制。直到二十世紀(jì)九十年初由MIT的Signer博士大幅度提高該方法魯棒性，并正式將該方法命名為輸入整形法后[35]，才逐漸為人們重視，并在柔性機器人和柔性結(jié)構(gòu)控制方面取得了一系列不錯的控制效果[36-39]。輸入整形技術(shù)在處理柔性機器人控制時，可以統(tǒng)一考慮關(guān)節(jié)柔性和連桿柔性。對于柔性機器人的點對點控制問題，要求快速消除殘余振蕩，使機器人快速精確定位。

這類問題對于輸入整形控制來說是較容易實現(xiàn)的，但由于機器人柔性環(huán)節(jié)較多，呈現(xiàn)出多個系統(tǒng)模態(tài)，因此必須解決多模態(tài)輸入整形問題。相關(guān)學(xué)者對多模態(tài)系統(tǒng)的輸入整形進(jìn)行了深入研究。多模態(tài)系統(tǒng)的輸入整形設(shè)計方法一般有:a)級聯(lián)法：為每個模態(tài)設(shè)計相應(yīng)的濾波器，然后將所有模態(tài)的時滯濾波器進(jìn)行級聯(lián),組合成一個完整的濾波器，以抑制所有模態(tài)的振蕩；b)聯(lián)立方程法:直接根據(jù)系統(tǒng)的靈敏度曲線建立一系列的約束方程，通過求解方程組來得到濾波器。這兩種方法對系統(tǒng)的兩種模態(tài)誤差均有很好的魯棒性。級聯(lián)法設(shè)計簡單，且對高模態(tài)的不敏感性比聯(lián)立方程法要好；聯(lián)立方程法比較直接，濾波器包含的脈沖個數(shù)少,減少了運行時間。對于多模態(tài)輸入整形控制Singer博士提出了一種高效的輸入整形方法，其基本思想為：首先在靈敏度曲線上選擇一些滿足殘留振蕩最大幅值的頻段，在這些特定的頻帶中分別選擇一些采樣頻率，計算其殘留振蕩；然后將各頻率段的殘留振蕩與期望振蕩值的差平方后累加求和，構(gòu)成目標(biāo)函數(shù)，求取保證目標(biāo)函數(shù)最小的輸入整形序列。將頻率選擇轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題，對于多模態(tài)系統(tǒng)，則在每個模態(tài)處分別選擇頻率采樣點和不同的阻尼系數(shù)，再按上述方法求解[40]。SungsooRhim和WayneBook在2004年針對多模態(tài)振動問題提出了一種新的時延整形濾波器，并以控制對象柔性模態(tài)為變量的函數(shù)形式給出了要消除殘余振動所需最基本條件。同時指出當(dāng)濾波器項數(shù)滿足基本條件時，濾波器的時延可以任意設(shè)定，消除任何給定范圍內(nèi)的任意多個柔性振動模態(tài)產(chǎn)生的殘余振動，為輸入整形控制器實現(xiàn)自適應(yīng)提供了理論基礎(chǔ)[41]，同時針對原有輸入整形所通常處理的點對點控制問題進(jìn)行了有益補充，M.C.Reynolds和P.H.Meckl等人將輸入整形應(yīng)用于關(guān)節(jié)空間的軌跡控制，提出了一種時間和輸入能量最優(yōu)的軌跡控制方法[42]。（4）不基于模型的軟計算智能控制針對含有柔性關(guān)節(jié)機器人動力學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性和無法精確建模，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能計算方法更多地被引入用于對機器人動力學(xué)模型進(jìn)行近似。Ge等人利用高斯徑向函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成柔性關(guān)節(jié)機器人系統(tǒng)的反饋線性化，仿真結(jié)果表明相比于傳統(tǒng)的基于模型的反饋線性化控制，采用該方法系統(tǒng)動態(tài)跟蹤性能較好，對于參數(shù)不確定性和動力學(xué)模型的變化魯棒性較強，但是整個算法所用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于所需節(jié)點較多，計算量較大，并且需要全狀態(tài)反饋，狀態(tài)反饋量獲取存在一定困難[43]。孫富春等人對于只具有關(guān)節(jié)傳感器的機器人系統(tǒng)在輸出反饋控制的基礎(chǔ)上引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于逼近機器人模型，克服無法精確建模的非線性環(huán)節(jié)帶來的影響，從而提高機器人系統(tǒng)的動態(tài)跟蹤性能[44]。A.S.Morris針對整個柔性機器人動力學(xué)模型提出了相應(yīng)的模糊控制器，并用GA算法對控制器參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，之后在模糊控制器的基礎(chǔ)上，綜合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近功能對剛?cè)狁詈线\動進(jìn)行了補償[45]。除采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外，模糊控制也在柔性機器人控制中得以應(yīng)用。具有代表性的研究成果有V.G.Moudgal設(shè)計了一種具有參數(shù)自學(xué)習(xí)能力的柔性連桿模糊控制器，對系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，并與常規(guī)的模糊控制策略進(jìn)行了實驗比較[46]。Lin和F.L.Lewis等人在利用奇異攝動方法基礎(chǔ)上引入模糊控制器，對所得的快速子系統(tǒng)和慢速子系統(tǒng)分別進(jìn)行模糊控制[4748]?？焖僮酉到y(tǒng)的模糊控制器采用最優(yōu)控制方法使柔性系統(tǒng)的振動快速消退，慢速子系統(tǒng)的模糊控制器完成名義軌跡的追蹤，并對單柔性梁進(jìn)行了實驗研究。Trabia和Shi提出將關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和末端振動變形分別設(shè)計模糊控制器進(jìn)行控制，由于對每個子系統(tǒng)只有一個控制目標(biāo)，所以模糊規(guī)則相對簡單，最后將兩個控制器的輸出進(jìn)行合成，完成復(fù)合控制，其思想與奇異攝動方法下進(jìn)行復(fù)合控制類似[49]。隨后又對該算法進(jìn)行改進(jìn)，同樣采用分布式結(jié)構(gòu)，通過對輸出變量重要性進(jìn)行評估，得出關(guān)節(jié)和末端點的速度量要比位置量更為重要，因此將模糊控制器分成兩部分，分別對速度和位置進(jìn)行控制，并利用NelderandMeadSimplex搜索方法對隸屬度函數(shù)進(jìn)行更新[50]。采用基于軟計算的智能控制方法相對于基于模型的控制方法具有很多優(yōu)勢，特別是可以與傳統(tǒng)控制方法相結(jié)合，完成對傳統(tǒng)方法無法精確建模的非線性環(huán)節(jié)進(jìn)行逼近，但是目前這些方法的研究絕大部分還處于仿真階段，或在較簡單的機器人（如單自由度或兩自由度機器人）進(jìn)行相關(guān)實驗研究。其應(yīng)用和工程實現(xiàn)受限的主要原因在于計算量大，但隨著處理器計算能力的提高，這些方法還有廣泛的應(yīng)用前景。

篇2

摘要：信任問題一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點問題之一，在企業(yè)中尤其是下屬對上級信任問題的研究方興未艾，在全球金融風(fēng)暴的打擊下，對處于寒冬的企業(yè)而言，信任將在企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的獨特作用。本文以此為出發(fā)點，對企業(yè)內(nèi)部下屬對上級信任度的相關(guān)問題進(jìn)行了探討，在前人研究的基礎(chǔ)上，對信任概念進(jìn)行了界定，探討了影響下屬對上級信任度的因素及信任產(chǎn)生機制，最后，對提高下屬對上級的信任度對企業(yè)發(fā)展的意義進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：信任影響因素產(chǎn)生機制意義

一、下屬對上級信任度的概念界定

信任問題從19世紀(jì)進(jìn)入學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域之后，一直是各個領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的熱點問題，產(chǎn)生了豐富的研究成果，建立起來系統(tǒng)的理論框架，對社會各個領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，日益受到人們的重視。在這些研究中，其中在心理學(xué)、社會學(xué)、組織行為學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等領(lǐng)域成果更為突出，研究者從不同的視角出發(fā)來探討信任問題。下面，筆者在梳理前人研究的基礎(chǔ)上，對本文中在企業(yè)中下屬對上級的信任，進(jìn)行概念的界定。

從不同的角度出發(fā)，前人對信任的研究主要有四種取向，即人格特質(zhì)理論、情境反應(yīng)理論、人際關(guān)系理論和社會功能理論等，在不同研究背景下，每一種取向都具有其合理性，具有積極的作用。

1、人格特質(zhì)理論

把信任作為人格特質(zhì)的研究者認(rèn)為，信任是個人所具有的一種心理的品質(zhì)，這種心理品質(zhì)是個體所特有的，經(jīng)過后天的學(xué)習(xí)和生活過程中所產(chǎn)生形成的，主要表現(xiàn)為一個人對其他人的一種期望、信心和信念。主要代表人物有Rotter，Wrightsman等。Rotter認(rèn)為信任是個體對另一個人的言詞、承諾、口頭或書面陳述的可靠性的概括性期望；wrightsman(1992)則認(rèn)為信任是構(gòu)成個體特質(zhì)的一種信念，認(rèn)為一般人都是有誠意、善良并相信他人的；Sabel(1993)認(rèn)為信任是交往雙方共同具有的認(rèn)為對方不會利用自己弱點的一種信心。個人的生活經(jīng)歷、他對人性的看法會影響其對他人的可信賴程度的一般期望或信念，有的人傾向于信任他人，有的人則傾向于懷疑他人。

2、情境反應(yīng)理論

持情景反應(yīng)理論的研究者認(rèn)為，信任是對情境的反應(yīng)，是由情境刺激決定的個體心理和行為。人們面對不同的情境時，所具有的心理狀態(tài)和所采取的行為會隨著情境的不同而發(fā)生改變，其中最典型的案例是多伊奇(Deutsch,958)所做的囚徒困境的試驗，隨著試驗條件的變化，雙方的心理和行為產(chǎn)生了巨大的變化。情境反應(yīng)理論的代表人物有Deutsch、Boon、Holmes等。Deulsch(1958)把信任定義為在發(fā)生于人與人間的事件中所擁有的一種期待，指出信任是在以下三個情勢參數(shù)的環(huán)境中做出的：一是存在一系列不確定性的行為；二是結(jié)果的發(fā)生基于其他人的行為；三是行為的有害性的影響力大干行為有益性；Boon和HoImes(1991)把信任定義為“在有風(fēng)險的情勢下，對他人的動機抱有一種積極地、自信的期待狀態(tài)”。

3、人際關(guān)系理論

持人際關(guān)系理論的研究者把信任放在一定的人際關(guān)系中進(jìn)行研究，而不僅僅把信任作為一種個人的人格特質(zhì)，一定程度上是對人格特質(zhì)理論的修正。如彭泗清認(rèn)為人際關(guān)系理論將信任理解為人際關(guān)系的產(chǎn)物，是由人際關(guān)系中的理性計算和情感關(guān)聯(lián)決定的一種人際態(tài)度，比如，人們對一次性人際交往對象的信任建立過程與對長期性人際交往對象的信任建立過程是不同的。代表人物有Lewis、Weigert等。列維斯(Lewis)和維吉爾特(Weigert，1985)認(rèn)為信任是“人際關(guān)系中的理性計算和情感關(guān)聯(lián)所決定的人際態(tài)度。”理性和情感是人際信任的兩個重要維度，這兩個不同的組合可以形成不同類型的信任。其中認(rèn)知性信任(cognitivetrust)和情感性信任(emotionaltrust)是兩種最重要的類型。他們認(rèn)為認(rèn)知性信任是指由于對他人的可信任程度的理性考察而產(chǎn)生的信任，而情感性信任是基于情感聯(lián)系而產(chǎn)生的信任。

4、社會功能理論

持社會功能理論的研究者將信任理解為社會制度和文化規(guī)范的產(chǎn)物，是建立在法理(法規(guī)制度)或倫理(社會文化規(guī)范)基礎(chǔ)上的一種社會現(xiàn)象，如社會信任和制度信任等。其主要代表人物有Luhmann、Fukuyama，Barber、Zucker等。盧曼(1979)認(rèn)為，信任是簡化復(fù)雜性的機制之一，因為它能超越現(xiàn)存的人與人之間的信息而達(dá)成一些行為預(yù)期，幫助在人際間建立某種保障性的安全感，從而減少社會交往的復(fù)雜性。盧曼還區(qū)分了人際信任和制度信任，認(rèn)為人際信任是以熟悉度及情感聯(lián)系為基礎(chǔ)，制度信任則是靠法律、規(guī)章之類的懲戒機制或預(yù)防機制來降低社會交往的復(fù)雜性；福山從文化的視角對社會信任進(jìn)行了研究，他認(rèn)為信任是由文化來決定的，而文化是繼承而來的倫理習(xí)慣，包括宗教、傳統(tǒng)、歷史習(xí)慣等機制，由于文化的差異，使得不同社會的信任程度差異很大。茹克爾(Zucker,1986)根據(jù)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中“信任產(chǎn)生”的三種重要模式，把信任劃分為來源于過程的信任、來源于特征的信任和來源于制度的信任。來源于特征的信任是指料想對方是否值得信任，往往顧及他的家庭背景、年齡、社會地位、經(jīng)濟地位、種族等等。來源于制度的信任還要從非人格化的規(guī)則、社會規(guī)范和社會制度等的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，而不僅僅從人際間的交往和熟悉度中產(chǎn)生。茹克爾還比較系統(tǒng)的闡明了信任的三種形成機制，其中包括基于社會相似性的信任產(chǎn)生機制和基于法制的信任產(chǎn)生機制：前者主要是依據(jù)雙方間的家庭背景、種族、價值觀念等方面的相似程度來決定是否給予信任，后者主要是依據(jù)社會規(guī)章制度，如專業(yè)資格、科層組織、中介機構(gòu)及各種法規(guī)的保證狀況來決定是否給予信任。

通過對前人信任研究成果的梳理，我們發(fā)現(xiàn)對信任研究的四種不同的取向，都具有其合理性和理論價值，對完善信任理論系統(tǒng)發(fā)揮著獨特的作用，對指導(dǎo)實踐也具有重要意義。但在企業(yè)尤其是針對下屬對上級的信任度研究情境中，筆者認(rèn)為把信任納入到人際關(guān)系理論和社會功能理論的雙重研究取向之中，是一個更為合理的、切合情境的選擇，從這種思路出發(fā)，在本文中筆者把企業(yè)中下屬對上級的信任界定為：在一定的企業(yè)文化和制度下，下屬與上級交往過程中，下屬在理性計算和情感關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)上對上級所產(chǎn)生的一種心理反應(yīng)和行為體現(xiàn)。

二、下屬對上級的信任的影響因素及其產(chǎn)生機制

在當(dāng)代企業(yè)制度下，信任在實現(xiàn)企業(yè)健康平穩(wěn)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用，下屬與上級之間良好的信任關(guān)系，有利于增強下屬對企業(yè)文化和企業(yè)發(fā)展愿景的認(rèn)同感，有利于構(gòu)建和諧、高效的雇傭關(guān)系，有利于員工提高工作的滿意度和職業(yè)倦怠的克服，從而不斷地提升企業(yè)的績效。既然下屬對上級的信任度對企業(yè)發(fā)展具有如此重要的意義，那么上級如何才能獲得下屬的信任，影響下屬對上級信任度高低的影響因素有哪些呢?下屬對上級的信任的產(chǎn)生機制是怎樣的呢?

1、下屬對上級的信任的影響因素

前人對影響信任的因素，從不同的視角出發(fā)作了大量的研究，取得了豐富的成果。國內(nèi)外學(xué)者針對影響上級與下屬之間信任的因素的探討，都提出了影響信任的因素，如邁耶爾、戴維斯和舒奧爾曼(Mayer,Davis&Schoorman,1995)以及彭泗清等都做出了系統(tǒng)的整理。另外，比較典型的研究還有克拉莫爾(Kramer,1996)，他從上下級權(quán)力大小的角度，來探討上下級之間信任，并認(rèn)為上級對下屬的信任和下屬對上級的信任在本質(zhì)上有不同之處，因此，要想充分了解組織中上下屬間的信任關(guān)系，必須將上級對下屬的信任和下屬對上級的信任區(qū)分開來，并得出結(jié)論，認(rèn)為除了關(guān)系之外，忠誠與才能是影響上級對下屬信任的重要因素，而仁厚與正直則是影響下屬對上級信任的重要因素：Buller(1991)認(rèn)為決定信任他人的影響因素包括十個因素，即有效性、勝任力、一致性、言行謹(jǐn)慎、公平、正直、忠誠、開放性、履行承諾、接受能力；Gabarro發(fā)現(xiàn)品質(zhì)(正直、動機、一致性、開放性、謹(jǐn)慎)、勝任(功能上的，人際上的，一般化的)和判斷力是組織信任的重要基石；向上信任的維度(下屬對上司的信任)與向下信任(上司對下屬的信任)是不同的，向上信任的維度是正直、動機和開放性，而向下信任的維度卻是正直、勝任、一致性；Maver&Davis認(rèn)為能力、善意、公平是人際信任的基石。

我們發(fā)現(xiàn)，在所取得的研究成果中，下屬對上級的信任和上級對下屬信任的影響因素是不同的，下屬對上級的信任更重要的是考慮上級的勝任力、公平性等因素，而上級對下屬的信任更著重考慮的是下屬的忠誠度的因素；同時發(fā)現(xiàn)，雖然不同的學(xué)者對影響因素的研究的結(jié)果不同，但是我們也可以發(fā)現(xiàn)有一些因素是這些學(xué)者所共同認(rèn)可的，如勝任力、公平、開放性等。

同時，企業(yè)制度和文化對下屬是否信任上級具有重要的影響，來源于制度的信任往往更能夠使下屬更加容易產(chǎn)生積極的心理反應(yīng)和行為表現(xiàn)，而對剛性的企業(yè)制度和文化的堅定的信任，往往能夠加強下屬對上級所具有的勝任力、公平、開放性等柔性因素的認(rèn)同，剛性的企業(yè)制度與柔性的領(lǐng)導(dǎo)者品質(zhì)，兩者相互貫通，從而不斷提高下屬對上級的信任度。

因此，在企業(yè)中尤其是下屬對上級的信任的影響因素中，既要考慮企業(yè)制度和文化的構(gòu)建和塑造，更對上級領(lǐng)導(dǎo)者提出了嚴(yán)格的要求，只有那些具有高勝任力、堅持公平和開放性等優(yōu)秀品質(zhì)的領(lǐng)導(dǎo)者，才能夠得到下屬的信任和支持。

2、下屬對上級信任的產(chǎn)生機制

下屬對上級的信任的建立需要經(jīng)歷一個階段性的過程，在信任建立的過程中，下屬對上級的信任經(jīng)歷了三個過程，即威懾型信任、了解型信任和認(rèn)向型信任，這三種類型的信任是一個不斷提升的過程，認(rèn)同型信任是最高層次的信任，是上級獲取下屬對其信任所追求的目標(biāo)。

所謂威懾型信任是基于行為的一貫性，如果行為的一貫性無法維持時，就會受到懲罰。這種類型的信任是建立在下屬和上級的交往的前期階段，下屬對企業(yè)制度、企業(yè)氛圍、上級領(lǐng)導(dǎo)的領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格等都是陌生的，在這種情況下，下屬所采取的行為更多的是建立在對制度的遵從上，因為如果不遵守制度，自己就會受到懲罰，因此威懾性信任更多的是一種制度的約束和威懾，下屬沒有對企業(yè)和上級投入情感。

所謂了解型信任是基于對對方行為的可預(yù)測性，能夠準(zhǔn)確的預(yù)測對方所采取的行為而產(chǎn)生的信任。該類型的信任是較威懾型信任更高層次的信任，在這一階段中，員工通過與上級的交流和溝通，開始對上級有了初步的了解，能夠?qū)ι霞壦扇〉男袆舆M(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測，并希望得到上級情感上的支持和認(rèn)同。

所謂認(rèn)同型信任是基于對對方的愿望和意圖的接納，相互間形成情感、價值觀上的認(rèn)同。該類型的信任是信任發(fā)展的最高層次，下屬對上級的價值觀、企業(yè)發(fā)展的愿景高度的認(rèn)同，并積極主動地為實現(xiàn)該愿景而努力，企業(yè)上下高度和諧，員工擁有高度的工作滿意度和成就感，組織績效得以大力提升。

高層次的認(rèn)同型信任的建立是一個長期復(fù)雜的過程，在這個過程中上級領(lǐng)導(dǎo)者發(fā)揮著主導(dǎo)性的作用，要求領(lǐng)導(dǎo)者不斷提升優(yōu)秀的領(lǐng)導(dǎo)品質(zhì)，完善企業(yè)制度的基礎(chǔ)上，遵循下屬對上級信任產(chǎn)生的過程和規(guī)律，努力實現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)部形成高層次的認(rèn)同型信任，不斷提高組織績效。

三、提高下屬對上級信任度對企業(yè)發(fā)展的重要意義

下屬對上級信任對企業(yè)發(fā)展所產(chǎn)生的重要作用，尤其是高層次的認(rèn)同型信任的功能受到了越來越多國內(nèi)外研究者的重視，他們從不同的視角，如信任與組織績效的關(guān)系、信任與員工工作滿意度的關(guān)系、信任與員工忠誠心的關(guān)系以及信任與員工的組織公民行為的關(guān)系等，進(jìn)行了大量的理論探討和實證研究。筆者認(rèn)為，提高下屬對上級信任度對企業(yè)發(fā)展意義重大，下屬對上級的信任度與組織績效、員工的工作滿意度、員工的忠誠心以及員工的組織公民行為成高度的正相關(guān)關(guān)系。

1、下屬對上級的高層次信任有利于提高組織績效

關(guān)于企業(yè)內(nèi)部信任與企業(yè)績效關(guān)系，已有大量的理論探討和實證研究，如趙西平等人對團隊能力、組織信任與團隊績效的關(guān)系進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明一個團隊的寫作能力、團隊資源的掌控能力分別于團隊績效、組織信任正相關(guān)。組織信任與團隊績效正相關(guān)。團隊協(xié)作能力、團隊資源掌控能力分別通過組織信任影響團隊績效；也有研究者對管理者個人績效與信任關(guān)系進(jìn)行了研究，分析管理者在組織中所面臨的三種信任關(guān)系——上級的信任、下屬的信任以及同事間的信任，并分別說明三種信任關(guān)系是如何影響管理者的個人績效，最后提出了360度信任——績效提升模型。

下屬對上級的高層次的信任，會反應(yīng)在員工的心理契約和行為表現(xiàn)之上，下屬對上級信任，會主動地追隨上級，認(rèn)同上級的價值觀，接受并積極主動地為實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展愿景而努力，而這些行為會直接影響到上級領(lǐng)導(dǎo)者的管理績效和任務(wù)績效，所謂的管理績效主要表現(xiàn)在計劃、組織、領(lǐng)導(dǎo)和控制下屬等的管理職能方面的績效，而下屬對上級的高度信任，有利于加強下屬與上級的溝通，幫助領(lǐng)導(dǎo)者制定出正確的可行性的計劃，有利于下屬對上級工作安排的認(rèn)同和接受，便于上級的組織管理；所謂的任務(wù)績效與管理績效往往是正相關(guān)的，較高的管理績效帶來較高的任務(wù)績效。

2、下屬對上級的高層次信任有利于提高員工的工作滿意度

工作滿意度是員工根據(jù)自己的參考框架對工作的特性加以解釋后所得到的結(jié)果，是員工對其工作參考緯度的情感反應(yīng)。在這里工作參考緯度不僅僅是工作的狀況，還包括員工工作的整體環(huán)境，公司的制度和文化，領(lǐng)導(dǎo)者的領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格以及領(lǐng)導(dǎo)者對待下屬的態(tài)度等等，員工是否對工作滿意更多的是一種主觀感受和解釋，是一種情感的體驗。而梳理國內(nèi)外學(xué)者對影響企業(yè)員工工作滿意度的研究結(jié)果表明，人際關(guān)系和領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格是影響企業(yè)員工工作滿意度的重要因素，人際關(guān)系包括與上級的關(guān)系、與同事的關(guān)系，而民主公平的領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格也更能讓員工得到情感的滿足。

高層次的認(rèn)同型信任，是建立在下屬和上級良好的溝通基礎(chǔ)上形成的，是下屬對上級的價值觀、情感上的高度認(rèn)同，是對企業(yè)制度和文化的接納，是對上級領(lǐng)導(dǎo)者勝任力、公平性、開放性以及對員工職業(yè)規(guī)劃和發(fā)展的支持的態(tài)度等的認(rèn)同。這種情感上的付出所建構(gòu)起的高層次的認(rèn)同型的信任，無疑會加強員工對企業(yè)以及領(lǐng)導(dǎo)者的情感投入，獲得美好的情感體驗，不斷地提高在企業(yè)中的工作滿意度。

3、下屬對上級的高層次信任有利于提高員工的組織公民行為

篇3

[摘要]高技術(shù)企業(yè)是社會經(jīng)濟發(fā)展的推動力。在知識創(chuàng)新背景下，分析人力資本對高技術(shù)企業(yè)的影響，并提出相應(yīng)的人才戰(zhàn)略，對高技術(shù)企業(yè)保持競爭優(yōu)勢具有重要的現(xiàn)實意義。

[關(guān)鍵詞]知識創(chuàng)新高技術(shù)企業(yè)人才戰(zhàn)略

一、高技術(shù)企業(yè)及其特征

高技術(shù)企業(yè)是由于科技的發(fā)展，形成的以高技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)為主導(dǎo)的知識密集、技術(shù)密集企業(yè)。高新技術(shù)企業(yè)與傳統(tǒng)企業(yè)相比有以下顯著特點：

1.技術(shù)創(chuàng)新是根本。國內(nèi)外高技術(shù)企業(yè)經(jīng)營實踐表明，高技術(shù)企業(yè)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)就是技術(shù)創(chuàng)新能力，它們引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備縮短研發(fā)周期，并進(jìn)行二次技術(shù)創(chuàng)新，大量開發(fā)節(jié)能、高效、實用的新技術(shù)、新產(chǎn)品，以凸顯高技術(shù)企業(yè)較高的科技含量。

2.研發(fā)資金是保證。資金是高技術(shù)企業(yè)流動的血液，穩(wěn)定的財務(wù)狀況和雄厚的財務(wù)實力是企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的資金基礎(chǔ)。在高技術(shù)企業(yè)中，高技術(shù)的研究開發(fā)、技術(shù)成果的商品化、市場的開拓、生產(chǎn)規(guī)模的形成都需要巨額的資金作保證。因此，巨額研發(fā)投資成為其重要特征之一。由國家扶持和企業(yè)承擔(dān)的研發(fā)投資，以及各種風(fēng)險資本和企業(yè)資本是高技術(shù)企業(yè)研發(fā)資金的主要來源。

3.人力資本是靈魂。高技術(shù)企業(yè)是一個人力資本高度密集型企業(yè)，是一個大量高科技人員的集合體，他們掌握先進(jìn)技術(shù)，是高技術(shù)企業(yè)的重要資產(chǎn)。同時，它又是一個快速將高新技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的企業(yè)，其員工運用其知識存量進(jìn)行創(chuàng)造性工作。高技術(shù)企業(yè)往往通過較高的人力資源管理水平，對員工進(jìn)行能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升，實現(xiàn)知識高效轉(zhuǎn)化。

二、人力資本對高技術(shù)企業(yè)知識創(chuàng)新的影響

1.知識創(chuàng)新是高技術(shù)企業(yè)發(fā)展的動力?？萍嫉陌l(fā)展使物質(zhì)形態(tài)的資源更易被替代，知識資源成為企業(yè)競爭優(yōu)勢的主要來源，對高技術(shù)企業(yè)來說更是如此。大量學(xué)者認(rèn)為企業(yè)的知識和其創(chuàng)造知識的能力是企業(yè)擁有的最關(guān)鍵的競爭性資產(chǎn)。但是，知識是一個具有較強時間性的變量，其更新和淘汰的速度更快，特別是在動態(tài)復(fù)雜環(huán)境的競爭中，一個企業(yè)所掌握的知識可以成為企業(yè)競爭優(yōu)勢的基礎(chǔ)，但卻不一定是企業(yè)可持續(xù)競爭優(yōu)勢的來源。企業(yè)的可持續(xù)競爭優(yōu)勢應(yīng)表現(xiàn)為一種動態(tài)的能力，表現(xiàn)為能利用新的市場機會來創(chuàng)造競爭優(yōu)勢。

可見，企業(yè)所擁有的知識基礎(chǔ)是靜態(tài)的，要保持可持續(xù)的競爭優(yōu)勢決定于由企業(yè)知識基礎(chǔ)所決定的知識創(chuàng)新。隨著競爭環(huán)境不斷凸顯的動態(tài)復(fù)雜性，知識創(chuàng)新被視為企業(yè)所必備的競爭能力，是高技術(shù)企業(yè)保持可持續(xù)競爭優(yōu)勢的根本動力。

2.人力資本是高技術(shù)企業(yè)知識創(chuàng)新的源泉。通過文獻(xiàn)回顧和思考，可以發(fā)現(xiàn)企業(yè)人力資本是知識創(chuàng)新的主要影響因素。關(guān)于企業(yè)人力資本對企業(yè)的產(chǎn)出影響，許多學(xué)者認(rèn)為企業(yè)的人力資本是企業(yè)創(chuàng)新的源泉。因為擁有高技能、高知識水平員工的企業(yè)擁有更多的訣竅，有可能開發(fā)出新的理念及技能，并且企業(yè)高水平的人力資本能夠使其更加容易地獲取和消化新的知識和技術(shù)，解決新的問題。因此，企業(yè)的人力資本能使其擁有更多的知識、技術(shù)資源，能更加容易地獲取和消化理解新知識，最終更加有利于支持企業(yè)的創(chuàng)新活動，是企業(yè)創(chuàng)新的源泉。

三、知識創(chuàng)新下的人才戰(zhàn)略

知識創(chuàng)新是高技術(shù)企業(yè)獲取持續(xù)競爭力的不竭動力，人力資本又是知識創(chuàng)新的源泉。在知識創(chuàng)新的背景下，高技術(shù)企業(yè)有必要采取以知識創(chuàng)新為導(dǎo)向的人才戰(zhàn)略。

1.提高人力資本的開發(fā)水平。企業(yè)中個人擁有的專業(yè)知識和技能越多，就越有可能產(chǎn)生新的知識和創(chuàng)新。高技術(shù)企業(yè)要通過建立和擴充具有高水平專業(yè)化人力資本的員工隊伍，使企業(yè)擁有高度專業(yè)化知識、技能、能力和經(jīng)驗，并在現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上創(chuàng)造新的知識。同時，企業(yè)不僅要對其人才儲備庫擴容，還要對人才庫的存量資源的質(zhì)量和流量進(jìn)行監(jiān)控。在創(chuàng)新人才甄選的基礎(chǔ)上保證人力資本的穩(wěn)定性，降低優(yōu)秀人才的流失比率；在保證動態(tài)和靜態(tài)人力資本存量相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，適時的通過人力資本開發(fā)投資來實現(xiàn)企業(yè)知識的創(chuàng)造。

2.加強高技術(shù)人才的激勵管理。企業(yè)員工的態(tài)度和價值觀在企業(yè)創(chuàng)新中扮演了重要的角色。要實現(xiàn)知識創(chuàng)新導(dǎo)向的激勵，應(yīng)從以下幾方面入手：建立創(chuàng)新導(dǎo)向的考核與獎酬制度，經(jīng)常進(jìn)行業(yè)績評價，并根據(jù)績效評價對員工的職位、工資、福利待遇進(jìn)行調(diào)整，企業(yè)還要充分了解高技術(shù)人才的個人需求和職業(yè)發(fā)展意愿，為其提供適合的上升道路和良好的個人發(fā)展空間，使其盡可能地施展才能和發(fā)揮潛力，保持不斷的進(jìn)取心。同時，還要設(shè)計有吸引力的長期契約承諾，構(gòu)建強有力的企業(yè)文化，塑造共同的使命感、認(rèn)同感及價值觀，努力建立一種寬松的工作氛圍，使他們能夠在既定的組織目標(biāo)和自我考核體系框架下自主地完成任務(wù)，并通過加強企業(yè)學(xué)習(xí)來達(dá)到激勵的目的。

3.重塑創(chuàng)新導(dǎo)向的制度結(jié)構(gòu)。有效的制度結(jié)構(gòu)安排是知識創(chuàng)新的制度基礎(chǔ)，它為企業(yè)的信息交流提供了必要的途徑，高效的制度結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠大大改進(jìn)企業(yè)內(nèi)信息交流的效率，減小企業(yè)內(nèi)部信息交流的阻力，有利于新思想的產(chǎn)生，促進(jìn)企業(yè)的知識創(chuàng)造。因此，高技術(shù)企業(yè)需要建立一套創(chuàng)新導(dǎo)向的有機式制度安排，實現(xiàn)工作設(shè)計的方式從序列式向同步式的轉(zhuǎn)變，同時還要體現(xiàn)出對人力資本權(quán)益和地位的尊重。

4.提供良好的工作環(huán)境。在高技術(shù)企業(yè)中，知識型員工往往更看重企業(yè)的工作環(huán)境和人際關(guān)系，并非是其待遇的高低。這些企業(yè)都能為科研人員配備較先進(jìn)的實驗室，并提供充足的科研經(jīng)費和后勤保障，這一措施能滿足很多研究人員的科研成就感。

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篇4

>> 機器人領(lǐng)域的“愚公” 日本機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及對中國的反思 機器人替代對中國制造的意義 對中國機器人發(fā)展走向的認(rèn)識 中國工業(yè)機器人市場的分析 機器人對企業(yè)人力資源管理的影響及對策分析 對跳躍機器人研發(fā)的分析 對礦難救援機器人的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀 對工業(yè)機器人抓取技術(shù)的研究 對機器人教學(xué)導(dǎo)入策略的研究 機器人避障的原理及分析 救災(zāi)機器人的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用及發(fā)展 工業(yè)機器人的研究狀況及趨勢 城軌站內(nèi)導(dǎo)盲機器人的研究分析 并聯(lián)機器人研究領(lǐng)域的先行者 人工智能在智能機器人領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用 中國工業(yè)機器人的飛躍 中國機器人產(chǎn)業(yè)的“博弈” 機器人投顧在金融領(lǐng)域的應(yīng)用 智能控制及其在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：. 2015-05-08.

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Analysis on Basic Research on Robot Projects Funded by the Chinese Government and its Funding Effect

CHEN Yue，WANG Zhiqi，TAN Jianguo

（School of Public Admininstration and Law， WISE Lab， Dalian University of Technology， Dalian 116024， Liaoning， China）

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AI Index在新舊年份交替之際公布了團隊成立以來第一份報告，其中具有代表性的八張圖可以幫助我們快速、全面了解AI這一行業(yè)高速發(fā)展的啟發(fā)和見解。

1、AI學(xué)術(shù)研究論文激增9倍以上

自1996年以來，每年發(fā)表的計算機科學(xué)的學(xué)術(shù)論文和研究的數(shù)量猛增了9倍以上。學(xué)術(shù)論文和研究通常能產(chǎn)生新的知識產(chǎn)權(quán)和專利。整個Scopus數(shù)據(jù)庫中，含有“Artificial Intelligence”這個關(guān)鍵詞的計算機科學(xué)領(lǐng)域的論文有超過200，000（200237）篇。Scopus數(shù)據(jù)庫中“計算機科學(xué)”領(lǐng)域的論文總共有近500萬（4868421）篇。

2、AI風(fēng)險投資激增6倍

自2000年以來，在美國，風(fēng)險投資者（VC）每年投入AI創(chuàng)業(yè)公司的投資額增加了6倍。Crunchbase，VentureSource和Sand Hill Econometrics被用于確定VC每年投給初創(chuàng)公司的資金額，這些初創(chuàng)公司在某些關(guān)鍵領(lǐng)域起著重要作用。上圖顯示了VC在美國所有融資階段對AI創(chuàng)業(yè)公司年度投資總額。

3、AI創(chuàng)業(yè)公司激增14倍

自2000年以來，在美國，有資本支持的AI創(chuàng)業(yè)公司數(shù)量增加了14倍。Crunchbase，VentureSource和Sand Hill Econometrics也用于這一分析。這個數(shù)字包括VentureSource數(shù)據(jù)庫中Crunchbase列表中的任何有VC支持的公司。

4、要求AI技能崗位激增4.5倍

自2013年以來，要求有AI技能的工作崗位增長了4.5倍。在Indeed.com平臺上，需要AI技能的工作崗位所占份額的計算方法是通過職業(yè)描述中的標(biāo)題和關(guān)鍵字來確定是否與人工智能相關(guān)。AI Index研究還計算了在Indeed.com平臺上，要求人工智能技術(shù)的工作崗位份額在不同國家的增長情況。盡管加拿大和英國增長迅速，但對于人才招聘市場，Indeed.com的報告顯示加拿大和英國分別只占美國AI招聘市場絕對規(guī)模的5%和27%。

5、機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)以及NLP成為核心技能

在線求職平臺Monster.com上數(shù)據(jù)顯示，機器學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)和自然語言處理（NLP）是最重要的三項技能。兩年前NLP已經(jīng)被預(yù)測會成為應(yīng)用程序開發(fā)人員創(chuàng)建新的AI應(yīng)用程序最需要的技能。除了創(chuàng)建AI應(yīng)用程序，最受歡迎的技能還包括機器學(xué)習(xí)技術(shù)，Python，Java，C++，開源開發(fā)環(huán)境的經(jīng)驗，Spark，MATLAB和Hadoop。根據(jù)對Monster.com的分析，在美國，數(shù)據(jù)科學(xué)家，高級數(shù)據(jù)科學(xué)家，人工智能顧問和機器學(xué)習(xí)主管的薪水中位數(shù)為$127000。

6、圖像標(biāo)注錯誤率巨幅下滑至2.5%以下

自2010年以來，圖像標(biāo)注的錯誤率從28.5%下降到2.5%以下。大規(guī)模視覺識別挑戰(zhàn)賽（LSVRC）的對象檢測任務(wù)的AI拐點發(fā)生在2014年。在這項特定任務(wù)中，AI已經(jīng)表現(xiàn)得比人類更準(zhǔn)確。這些發(fā)現(xiàn)來自于ImageNet網(wǎng)站上LSVRC競賽排行榜的競賽數(shù)據(jù)。

7、機器人進(jìn)口量激增至25萬

從國際上看，機器人的進(jìn)口量已經(jīng)從2000年的10萬臺左右增長到了2015年的25萬臺左右。數(shù)據(jù)來源是每年進(jìn)口到北美以及國際整體的工業(yè)機器人的數(shù)量。工業(yè)機器人由ISO 8373：2012標(biāo)準(zhǔn)定義。國際數(shù)據(jù)公司（IDC）預(yù)測對機器人的消費將在五年內(nèi)加快，到2021年達(dá)到2307億美元，復(fù)合年增長率（CAGR）為22.8%。

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新研究讓液態(tài)金屬機器能“跑”能“跳”

據(jù)中科院微信公眾號，近期，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所聯(lián)合清華大學(xué)研究組，首次報道了由液態(tài)金屬驅(qū)動的金屬絲振蕩效應(yīng)、金屬顆粒觸發(fā)型液態(tài)金屬跳躍現(xiàn)象等，并研發(fā)出鍍有磁層的自驅(qū)動液態(tài)金屬機器乃至以液態(tài)金屬為車輪的微型車輛，其中兩項研究以封面文章形式發(fā)表。

此前，液態(tài)金屬機器均以純液態(tài)方式出現(xiàn)，固液組合機器效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破，使得液態(tài)金屬機器自此有了功能性內(nèi)外骨骼，將提速柔性機器的研制進(jìn)程。

記者注意到，這個科研團隊的帶頭人是中科院理化所雙聘研究員、清華大學(xué)教授劉靜。

2013年6月，把液態(tài)金屬做成打印“墨水”，劉靜團隊首次研發(fā)出紙上直接生成電子電路的技術(shù)。一年后，團隊又研發(fā)出世界首臺室溫液態(tài)金屬打印機，借助該設(shè)備，只需在計算機上設(shè)定程序，就可以“打”出個性化的電路系統(tǒng)。2015年初，劉靜帶領(lǐng)的團隊造出世界首臺液態(tài)金屬機器的相關(guān)論文引起《科學(xué)》等權(quán)威網(wǎng)站的關(guān)注，被形容為制造出“終結(jié)者”。

劉靜團隊近期在發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》上的題為Liquid Metal Machine Triggered Violin-like Wire Oscillator（10.1002/advs.201600212，2016；封面文章）的論文中，報道了一種異常獨特的液態(tài)金屬固液組合機器的自激振蕩效應(yīng)：將處理過的銅絲觸及含鋁的液態(tài)金屬時，銅絲會被液態(tài)金屬迅速吞入，并隨后在液態(tài)金屬機體上做長時間往復(fù)穿梭運動，如同演奏音樂中的小提琴琴弦一般（如圖1）。

此外，用不銹鋼絲觸碰液態(tài)金屬，還可對銅絲的振蕩行為加以調(diào)頻調(diào)幅操控。造成上述現(xiàn)象的機制主要在于，鋁與堿溶液反應(yīng)引發(fā)液態(tài)金屬與銅絲兩端出現(xiàn)浸潤力差異所致，這里，~絲、液態(tài)金屬、電解液及氫氣之間多相界面的動態(tài)耦合產(chǎn)生了節(jié)律性牽引力。這一突破性發(fā)現(xiàn)革新了傳統(tǒng)的界面科學(xué)認(rèn)識，也為柔性智能機器的研制打開了新思路，還可發(fā)展出流體、電學(xué)、機械、光學(xué)等系統(tǒng)的控制開關(guān)。

在發(fā)表于《應(yīng)用物理學(xué)快報》上的題為Jumping Liquid Metal Droplet in Electrolyte Triggered by Solid Metal Particles（108，223901，2016）的論文中，作者們發(fā)現(xiàn)了一類有趣的液態(tài)金屬跳躍行為（如圖2）：向放有金屬液滴的溶液體系中加入固體金屬顆粒（鎳、鐵等）后，原本靜止的金屬液滴開始跳動起來，并在容器底部留下一串餅狀“腳印”。

研究揭示，金屬顆粒與液態(tài)金屬表面發(fā)生點接觸時，交界面處電場強度顯著增強，以至?xí)谌芤簝?nèi)電解產(chǎn)氫，氫氣泡在基底不斷吸附長大形成“氣體彈簧”，這就為液滴跳躍提供了推力。導(dǎo)致電場極化的因素之一是來自液態(tài)金屬與固體金屬顆粒之間的電勢差即原電池效應(yīng)（如圖3）；另一原因則在于，固-液材料界面間微觀形貌差異會導(dǎo)致電荷累積，繼而引發(fā)尖端放電效應(yīng)。

在《材料化學(xué)學(xué)報B》上的論文Self-Propelled Liquid Metal Motors Steered by Magnetic or Electrical Field for Drug Delivery（4，5349，2016，封面文章）中，研究小組通過電鍍方法在液態(tài)金屬表面鑲嵌鐵磁性鎳層，由此實現(xiàn)了機器在外部磁場或電場作用下的靈活控制（如圖4），并驗證了其在藥物遞送方面的潛在價值。超越于無規(guī)則運動型液態(tài)金屬機器的是，該磁性固液組合機器可實現(xiàn)運動起停、轉(zhuǎn)向和加速等復(fù)雜行為。

進(jìn)一步地，研究小組還發(fā)展出一種以柔性可變形“車輪”驅(qū)動的微型車輛，其由金屬液滴及經(jīng)3D打印的塑料本體組合而成。在電場作用下，液態(tài)金屬“車輪”可發(fā)生旋轉(zhuǎn)變形，繼而驅(qū)動車輛行進(jìn)、加速乃至實現(xiàn)更多復(fù)雜運動（如圖5）。采用類似于四驅(qū)車的結(jié)構(gòu)，研究小組證實其可在攜帶重物0.4g的情況下以25mm/s速度運動。這種固液組裝型柔性機器的設(shè)計概念可衍生出更多復(fù)雜的可控機器結(jié)構(gòu)。相應(yīng)研究發(fā)表在RSC Advances（Liquid Metal Wheeled Small Vehicle for Cargo Delivery，6，56482-56488，2016）上。

十多年來，由中科院理化所研究員劉靜帶領(lǐng)的團隊圍繞液態(tài)金屬開展了大量原創(chuàng)性探索，在芯片冷卻、先進(jìn)制造、電子技術(shù)、生物醫(yī)療及柔性機器等領(lǐng)域取得全面突破。團隊迄今已發(fā)現(xiàn)30類以上具有重要科學(xué)意義的液態(tài)金屬基礎(chǔ)現(xiàn)象或效應(yīng)，研發(fā)出數(shù)十種實用技術(shù)，在包括北京、云南、廣東等地在內(nèi)的全國范圍內(nèi)推動產(chǎn)業(yè)化，先后促成了領(lǐng)先性液態(tài)金屬產(chǎn)品生產(chǎn)線、研發(fā)中心及科技館的建設(shè)落成，多種產(chǎn)品進(jìn)入市場，提出的創(chuàng)建液態(tài)金屬谷乃至發(fā)展液態(tài)金屬全新工業(yè)體系的構(gòu)想也正從理想變成現(xiàn)實，成果在海內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界產(chǎn)生重大影響。

近些年，劉靜團隊一直在致力于聯(lián)合工業(yè)界推動液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?！拔覀冇行以谝簯B(tài)金屬研究上走在世界前頭，但在產(chǎn)業(yè)方面不能落后，我們要把握歷史機遇，幫助我國建成世界級的液態(tài)金屬谷。”劉靜說。

離造出“變形機器人”還有很長路要走

隨著科技的不斷進(jìn)步，液態(tài)金屬已經(jīng)走進(jìn)了我們的視野，但擁有液態(tài)金屬就意味著能制造出“變形機器人”嗎？

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的科學(xué)家在今年8月也表示，他們使用一種液態(tài)金屬合金制造出能自主操作的開關(guān)和泵。最新技術(shù)可用于制造能像活組織一樣行動的電子設(shè)備，甚至類似“T-1000終結(jié)者”那樣的3D液態(tài)金屬機器人。盡管目前“T-1000”離完全實現(xiàn)還有不少技術(shù)障礙，但澳大利亞的科學(xué)家稱他們已朝這一方向“邁出了堅實的一步”。

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蔡則蘇，副教授，2006年獲得哈爾濱工業(yè)大學(xué)計算機應(yīng)用技術(shù)工學(xué)博士學(xué)位，機器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室（哈爾濱工業(yè)大學(xué)）博士后?，F(xiàn)為中國人工智能學(xué)會智能機器人專業(yè)委員會委員、中國人工智能學(xué)會機器人足球工作委員會委員、中國計算機學(xué)會會員、中國宇航學(xué)會會員、黑龍江省機器人學(xué)會常務(wù)理事。曾擔(dān)任貴州億豐升華科技機器人有限公司技術(shù)總監(jiān)、江蘇久祥汽車電器集團公司技術(shù)總監(jiān)。

獲得黑龍江省自然科學(xué)獎二等獎1項（排名第一）、黑龍江省高等學(xué)校自然科學(xué)獎一等獎1項（排名第一）、中國人工智能學(xué)會2012～2013年度最佳青年科技成果獎1項、徐州市科技進(jìn)步獎三等獎1項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，其中SCI/EI/ISTP檢索60多篇，出版專著1部，獲得多項世界杯機器人冠軍。獲得國家發(fā)明專利授權(quán)2項，申報國家發(fā)明專利9項（已公示3項，已受理6項），獲得軟件著作權(quán)3項。

計算機不僅應(yīng)該去做人類指定它做的事，還應(yīng)該可以獨自以最佳方式去解決許多事情。為了研究這個問題，許多科學(xué)家都曾耗盡了自己一生的心血。

第二次世界大戰(zhàn)期間，英國數(shù)學(xué)家圖靈發(fā)明了一種機器，一種破譯敵方通訊的系統(tǒng)，這種機器成了現(xiàn)代機器人的鼻祖。后來，圖靈用一生去幻想制造出一種會學(xué)習(xí)、又智能的機器。

技術(shù)革新，同步改寫著人類文明的表情，也將智能服務(wù)機器人的研究者――哈爾濱工業(yè)大學(xué)副教授蔡則蘇，推向了時代的最前沿。

創(chuàng)新驅(qū)動 奠定基礎(chǔ)

機器人的誕生和機器人學(xué)的建立及發(fā)展，是自動控制領(lǐng)域最具說服力的成就，也是20世紀(jì)人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重大成果。機器人技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)交叉和綜合的體現(xiàn)，先進(jìn)機器人的發(fā)展代表著國家綜合科技實力和水平，因此目前許多國家都已經(jīng)把機器人技術(shù)列入本國21世紀(jì)高科技發(fā)展計劃。

我國從20世紀(jì)80年代開始涉足機器人領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。1986年，我國開展了“七五”機器人攻關(guān)計劃，1987年，我國的“863計劃”將機器人方面的研究開發(fā)列入其中。

近年來，多機器人協(xié)作越來越受到人們的關(guān)注，分布式系統(tǒng)之所以能引起這么大的興趣，主要原因是多機器人系統(tǒng)能完成單個機器人很難完成的任務(wù)，而且更加靈活，容錯力強。另外，多機器人系統(tǒng)可以借鑒社會科學(xué)中的一些基本問題的解決方法以及生命科學(xué)中的基本理論，因此，多機器人系統(tǒng)的研究具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，但這其中還有很多問題亟待解決。

2006年，蔡則蘇剛剛博士畢業(yè)，就投入到智能服務(wù)機器人領(lǐng)域的研究之中，主持了國家“863計劃”項目“分布式多機器人合作與競爭機制及其應(yīng)用技術(shù)”。項目從硬件角度提出一種基于多智能體系統(tǒng)理論的多機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從軟件角度提出一種基于BDI框架的多機器人合作與競爭體系結(jié)構(gòu)。

為了提高合作效率及避免沖突，他們首先提出基于合同網(wǎng)協(xié)議的任務(wù)分配算法，其次研究基于免疫遺傳算法的合作進(jìn)化策略及基于勢函數(shù)和競爭優(yōu)先級的共享資源沖突消解算法。

為了解決環(huán)境探索及運動目標(biāo)的識別與跟蹤問題，蔡則蘇課題組研究了基于概率掃描匹配的多機器人SLAM技術(shù)。最后將這些技術(shù)集成后開發(fā)出多機器人追捕逃跑目標(biāo)的演示系統(tǒng)，該系統(tǒng)既是一個多機器人系統(tǒng)的技術(shù)性能測試平臺，又是一個應(yīng)用領(lǐng)域的演示系統(tǒng)。既開辟了多機器人系統(tǒng)的新的應(yīng)用領(lǐng)域，又作為試驗平臺驗證了項目提出的各種關(guān)鍵技術(shù)的可行性與正確性，為蔡則蘇后來在智能機器人領(lǐng)域的研究奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。

2011年，蔡則蘇又承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金項目“基于量子隨機博弈論的三維未知環(huán)境下多機器人合作與競爭問題研究”。

幾年來，項目組首先對移動機器人的運動學(xué)、動力學(xué)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并集成建立三維虛擬仿真平臺。其次，項目組利用隱式馬爾科夫拓?fù)涞貓D實現(xiàn)不同度量地圖之間的拼接，研究多機器人系統(tǒng)中三維同時定位與地圖創(chuàng)建和協(xié)作同時定位與地圖創(chuàng)建技術(shù)，對未知環(huán)境進(jìn)行探索，創(chuàng)建混合環(huán)境地圖，搜索獵物。在發(fā)現(xiàn)獵物后，采用量子拍賣和量子協(xié)作強化學(xué)習(xí)方法分配追捕任務(wù)，建立動態(tài)聯(lián)盟并分配角色，將復(fù)雜的多局中人量子隨機博弈問題分解成一系列易于解決的二局中人量子博弈問題。最后，根據(jù)追捕者角色，建立追捕者的策略集和獵物的策略集，根據(jù)各自的收益函數(shù)，選擇最優(yōu)均衡解。最后通過三維仿真平臺和實際多機器人系統(tǒng)考察方法的實用性和有效性。

多機器人追捕問題是研究多智能體機器人系統(tǒng)中多機器人協(xié)調(diào)與協(xié)作問題的理想平臺。該項目主要通過將三維未知環(huán)境下多機器人追捕多獵物問題看成是有限理性的多局中人的隨機博弈問題。

智慧凝聚 光芒綻放

隨著機器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，機器人已從傳統(tǒng)的制造業(yè)進(jìn)入人類的工作和生活領(lǐng)域，另外，隨著需求范圍的擴大，機器人結(jié)構(gòu)和形態(tài)的發(fā)展呈現(xiàn)多樣化。高端系統(tǒng)具有明顯的仿生和智能特征，其性能不斷提高，功能不斷擴展和完善;各種機器人系統(tǒng)便逐步向具有更高智能和更密切與人類社會融洽的方向發(fā)展。

蔡則蘇承擔(dān)的江蘇省科技支撐計劃項目“基于環(huán)境認(rèn)知的家庭服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究”旨在通過研究家庭服務(wù)機器人環(huán)境認(rèn)知、同時定位與地圖創(chuàng)建、情感識別等關(guān)鍵技術(shù)，建立適合中國未來家庭生活的家庭服務(wù)機器人產(chǎn)品樣機，提高服務(wù)機器人對變化環(huán)境和多種任務(wù)的適應(yīng)性，以及自主服務(wù)能力等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步研制和開發(fā)助老/助殘服務(wù)機器人系列產(chǎn)品，對于提升老年人和殘疾人的生活質(zhì)量，緩解中國老齡化社會的危機，保證社會的和諧發(fā)展具有重要的意義。

項目主要是結(jié)合服務(wù)機器人科研機構(gòu)與企業(yè)的關(guān)鍵平臺，也是發(fā)展我國家庭服務(wù)機器人新工業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時將推動智能機器人生產(chǎn)應(yīng)用中的環(huán)境感知、智能控制、人機交互、仿生研究等核心技術(shù)的發(fā)展，培育和推動服務(wù)機器人這一新興產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，使我國處于領(lǐng)先地位。同時服務(wù)機器人的相關(guān)核心技術(shù)還可以輻射到智能家電、智能玩具、智能安防、智能餐飲等眾多行業(yè)，提升相關(guān)產(chǎn)品的高科技附加值，對我國優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高自主創(chuàng)新能力和國家綜合競爭力具有積極而深遠(yuǎn)的意義。

多年來，蔡則蘇不僅作為項目負(fù)責(zé)人主持并完成國家“863計劃”項目“分布式多機器人合作與競爭機制及其應(yīng)用技術(shù)”1項和國家重點實驗室項目“基于三維崎嶇地形的多機器人追逃問題研究”1項、國家自然科學(xué)基金項目“基于量子隨機博弈論的三維未知環(huán)境下多機器人合作與競爭問題研究”、江蘇省科技支撐計劃項目“基于環(huán)境認(rèn)知的家庭服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究”等項目，還多次為《機器人》《哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報》《哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報》《電子學(xué)報》和《中國郵電高校學(xué)報》（英文）評審論文，成為《機器人》、國際雜志《Applied Technology》的特邀遠(yuǎn)程評審專家。

篇8

東芝在本周舉辦的Cutting-EdgeIT&ElectronicsComprehensiveExhibition(CEATEC)展會上了一款全新人形交互機器人，而其最大特色就是可以通過手語與人交流。

據(jù)悉，多虧了關(guān)節(jié)中內(nèi)置的43個電動機，這個名叫AikoChihira的女性角色機器人的肢體運動相當(dāng)自然流暢，這也讓手語表達(dá)成為了可能。不過，機器人動作模擬技術(shù)目前還存在諸多限制，東芝計劃在2020年以前推出更為全面智能的手語交互機器人，而實現(xiàn)這個目標(biāo)就必須將語言表達(dá)、語音識別、動作控制等多個系統(tǒng)完美結(jié)合在一起。值得一提的是，AikoChihira計劃的最終目標(biāo)是為老人以及老年癡呆癥患者提供服務(wù)，在陪伴他們的同時還能幫助醫(yī)護人員或者其親人進(jìn)行實時監(jiān)護。

除了東芝以外，很多科研機構(gòu)也參與了AikoChihira計劃。東芝已經(jīng)和大阪大學(xué)展開了深入合作，而后者則一直致力于人形機器人的設(shè)計和開發(fā)工作，所以AikoChihira才會看起來如此真實。另外，芝浦科技學(xué)院和湘南工科大學(xué)在運動傳感器技術(shù)和機器人驅(qū)動技術(shù)方面也給予該項目很大幫助，而東芝則創(chuàng)建了AikoChihira的運動控制與協(xié)調(diào)算法。

軟體機器人控制技術(shù)

機器人在大部分人眼里一直都是像擎天柱一樣的鋼筋鐵骨，不過事實并不總是這個樣子的。最近，來自美國普渡大學(xué)的研究人員就發(fā)明了一種由輕質(zhì)惰性泡沫材料制成的軟體機器人，為了讓它像機器手臂一樣可以自由彎曲，研究人員還在在泡沫材料的表面覆蓋了一層特殊的“衣服”，而這層聚合物纖維在受熱的情況下可以自由改變形狀和堅硬度，作用就如同附著在骨骼上的肌肉一般。

該項目的負(fù)責(zé)人稱，這種能夠變形收縮的機械纖維將被廣泛用于機器人領(lǐng)域，而他們也有計劃以此為基礎(chǔ)研制新型飛行機器人。另外，由于成本低重量輕，機械纖維機器人十分適合用于太空探索，要知道每多將一克物質(zhì)送上太空，整個發(fā)射成本都會顯著增加，而美國航空航天局也已經(jīng)開始著手研究這類軟體機器人。不僅如此，對于醫(yī)療領(lǐng)域來說機械纖維也是一種極好的材料，比如可以制成骨折病人的外固定支架，在提高固定效果的基礎(chǔ)上又減輕了患者的負(fù)擔(dān)。

液態(tài)金屬控制技術(shù)

據(jù)英國《每日郵報》9月23日報道，美國北卡羅來納州一個科研團隊日前研發(fā)出一種可進(jìn)行自我修復(fù)的變形液態(tài)金屬，距離打造“終結(jié)者”變形機器人的目標(biāo)更進(jìn)一步。

科學(xué)家們使用鎵和銦合金合成液態(tài)金屬，形成一種固溶合金，在室溫下就可以成為液態(tài)，表面張力為每米500毫牛頓。這意味著，在不受外力情況下，當(dāng)這種合金被放在平坦桌面上時會保持一個幾乎完美的圓球不變。當(dāng)通過少量電流刺激后，球體表面張力會降低，金屬會在桌面上伸展。這一過程是可逆的：如果電荷從負(fù)轉(zhuǎn)正，液態(tài)金屬就會重新成為球狀。更改電壓大小還可以調(diào)整金屬表面張力和金屬塊粘度，從而令其變?yōu)椴煌Y(jié)構(gòu)。

北卡羅來納州立大學(xué)副教授邁克爾·迪基(MichaelDickey)說：“只需要不到一伏特的電壓就可改變金屬表面張力，這種改變是相當(dāng)了不起的。我們可以利用這種技術(shù)控制液態(tài)金屬的活動，從而改變天線形狀、連接或斷開電路等。”

此外，這項研究還可以用于幫助修復(fù)人類切斷的神經(jīng)，以避免長期殘疾。研究人員宣稱，該突破有助于建造更好的電路、自我修復(fù)式結(jié)構(gòu)，甚至有一天可用來制造《終結(jié)者》中的T-1000機器人。

機器人生物行走技術(shù)

新一代微型生物機器人能收縮肌肉。美國伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校工程師展示了一類行走“生物機器人”(bio-bots)，由肌肉細(xì)胞推動、電脈沖控制，研究人員能對其發(fā)號施令。相關(guān)論文在線發(fā)表于最近的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。

“不管你想制造任何種類的生物機器人，由細(xì)胞驅(qū)動的生物刺激都是一項基本要求?！必?fù)責(zé)這項研究的伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校生物工程主管拉什德·巴什爾說，“我們正在把工程原理與生物學(xué)整合在一起，設(shè)計開發(fā)生物機器人和用于環(huán)境、醫(yī)療方面的系統(tǒng)。生物學(xué)非常強大，如果我們能學(xué)習(xí)利用其優(yōu)勢，將帶來許多好東西?！?/p>

巴什爾小組用3D打印技術(shù)造出一種柔韌的水凝膠和活細(xì)胞組成的生物機器人。以前，他們也曾用跳動的小鼠心臟細(xì)胞造出一種能自己“行走”的生物機器人，但心臟細(xì)胞不停地收縮，讓他們無法控制機器人的運動。因此要用心臟細(xì)胞來設(shè)計生物機器人是很困難的，它不能隨意開關(guān)、加快或減慢速度。

新設(shè)計的生物機器人受自然的肌腱骨骼啟發(fā)。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，他們用3D打印水凝膠制成主骨，既能支持生物結(jié)構(gòu)，又能像關(guān)節(jié)一樣彎曲。再把一條肌肉錨在主骨上，就像肌腱把肌肉附著在骨骼上。生物機器人的速度由電脈沖頻率來控制，頻率越高，肌肉收縮越快，生物機器人也就走得越快。

“骨骼肌細(xì)胞很有吸引力，你可以用外部信號來調(diào)整它的步調(diào)?！卑褪矤栒f，“比如設(shè)計一種設(shè)備，讓它能在感覺到某種化學(xué)物質(zhì)或接到某個信號時開始工作，可以使用骨骼肌。我們把它作為設(shè)計工具之一，工程師在設(shè)計時，還有不同的方案?！?/p>

“這完全是自然的，我們的研究基于仿生設(shè)計原則，如肌肉骨骼系統(tǒng)的自組織?！闭撐牡谝蛔髡?、研究生卡洛琳·茨威特科維奇說，“本成果代表了生物機器開發(fā)與控制方面的重要一步，能夠刺激、訓(xùn)練或培養(yǎng)它們來工作。這種系統(tǒng)最終可能發(fā)展成一代生物器，用于藥物遞送、手術(shù)機器人、‘智能’移植、移動環(huán)境分析器等?！?/p>

下一步，研究人員將加強對生物器運動的控制，像集成神經(jīng)元那樣，用光或化學(xué)物質(zhì)控制生物器向不同方向運動?！拔覀兊哪繕?biāo)是把這些設(shè)備用作‘自主傳感器’?！卑褪矤栒f，“比如，讓它能感覺到某種化學(xué)物質(zhì)，朝它運動并釋放中和劑。刺激控制生物器是向此目標(biāo)邁進(jìn)的一大步。

機器人透視技術(shù)

據(jù)國外媒體報道，目前，美國加州大學(xué)最新研制一款具有“透視眼”能力的機器人，在兩個機器人之間釋放無線信號，通過測量信號強度的變化，將觀察發(fā)現(xiàn)墻壁內(nèi)部的物體。該技術(shù)可用于尋找困陷在建筑物中的傷員，或者監(jiān)控家中的老年人。

該系統(tǒng)是由美國加州大學(xué)科學(xué)家YasaminMostofi博士最新研制的，這兩個機器人裝配著輪子，一個釋放無線信號，另一個探測接收信號強度。

當(dāng)機器人環(huán)繞正方形混凝土建筑物時，彼此離開視線范圍之內(nèi)，它們能夠計算出建筑物內(nèi)部的事物，甚至可以識別出人類。其工作原理是當(dāng)途經(jīng)墻壁和其它物體時，測量信號強度的衰減程度。

通過測量無線信號的衰減情況，機器人可以繪制一張視覺地圖，呈現(xiàn)觀測大約100秒的透視景象。研究人員指出，這項研究結(jié)果非常令人滿意，誤差不超過5厘米。

研究小組表示，我們的目標(biāo)僅是使用無線信號透視厚墻壁觀察完全未知區(qū)域。這項技術(shù)可由任何無線激活裝置實現(xiàn)，目前我們賦予機器人“透視眼”功能。

雖然一些現(xiàn)代無人操控機器人使用激光掃描器觀察前方的物體，但卻不能透視鄰近的物體或者墻壁。研究人員指出，這項最新技術(shù)將是機器人運動設(shè)計的革命性創(chuàng)新，賦予無人操控機器人一些新的功能。

他們認(rèn)為這項技術(shù)潛在廣泛應(yīng)用，其中包括：地震災(zāi)難之后的搜尋和營救工作?！巴敢曆蹤C器人”無需挖掘便能檢測探索考古遺址。

敏感觸控技術(shù)

不要以為機器人的敏感度很差。美國麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology， MIT)視覺科學(xué)學(xué)科聯(lián)合波士頓東北大學(xué)研究團隊近日成功研制了一種觸覺傳感器GelSight，比人類的手指更加靈活敏感。

此次麻省理工學(xué)院及東北大學(xué)聯(lián)合研究團隊開發(fā)的“機器人手指傳感器”突破了此前機器人手部關(guān)節(jié)不靈敏等限制，甚至比人類手指更加靈活敏感，因此受到了各界矚目。該傳感器不是以機器來辨識觸覺，而是以3D視覺實時定位物體的方位，以實現(xiàn)對物體的識別和傳感。

據(jù)悉這種技術(shù)比人類的手部觸覺靈敏約100倍。GelSight內(nèi)置有紅色、黃色、白色、藍(lán)色等照明設(shè)備，GelSight可根據(jù)指示的信號迅速做出反應(yīng)，根據(jù)麻省理工學(xué)院方面公開的演示視頻更可直觀的感受到GelSight的強大功能。裝置了GelSight傳感器的機器人可輕松拔出裝置在電腦上的USB，但未裝置GelSight的機器人則無法完成該動作。

據(jù)悉，GelSight最大的特征在于，最快的辨識物體的視覺信號，并馬上將其轉(zhuǎn)化為觸覺信號。

機器人用可伸縮電線

日本綜合型化學(xué)企業(yè)旭化成將于9月1日發(fā)售可以像橡皮筋那樣伸縮的電線?！度毡窘?jīng)濟新聞》8月26日報道說，通過在具有彈性的聚氨酯纖維(中國稱：氨綸)中以螺旋狀嵌入可通電的導(dǎo)線，使得電線可以伸縮，且不易出現(xiàn)松弛。與容易松弛的以往電線相比，自由自在的變形將成為可能。旭化成力爭將這種電線應(yīng)用于實現(xiàn)復(fù)雜動作的擬人機器人和穿戴型輔助機器人。

該電線由旭化成其旗下子公司、從事紡織業(yè)務(wù)的旭化成紡織公司開發(fā)。在拉伸時可以伸長至1.4倍，同時在反復(fù)彎曲直至斷線的耐久性方面也是以往產(chǎn)品的10-100倍。

以樹脂材料作為保護的一般電線在用于機器人時，在手腕做彎曲動作等的情形下，容易形成松弛或纏繞。而旭化成開發(fā)的這種伸縮性電線將可以依照其實施的擬人動作合理布線。

首先，面向彎曲部分使用電線的工業(yè)機器人，旭化成將開拓以往產(chǎn)品的替代性需求。該公司將以“ROBODEN”(意為機器人電線)的產(chǎn)品名，通過米思米集團總部的電子商務(wù)網(wǎng)站銷售。在價格方面，1米以內(nèi)長度為3萬日元(約合人民幣1772元)左右。旭化成計劃向電子企業(yè)和精密機械企業(yè)等銷售，力爭3年內(nèi)實現(xiàn)3億日元左右的銷售額。

機器人可自行組隊技術(shù)

相信對于有密集恐懼癥的人來說，看到1000只排得密密麻麻的小機器人在桌面上一起移動絕對不會感到好受。不過這仍無法阻礙哈佛大學(xué)的工程師們打造這樣的系統(tǒng)。據(jù)悉，研究團隊使用了1000只組裝簡易的小型機器人，每個造價20美元。據(jù)介紹，每組裝一個這樣的機器人需要5分鐘的時間，也就是，他們花費了83多個小時完成了這項艱巨的任務(wù)。

之后，他們?yōu)檫@些小小的機器人提供了多套算法，這樣它們就能移動形成多種形狀。

團隊負(fù)責(zé)人、哈佛大學(xué)電子工程師Michael Rubestein介紹道：“我們打造了一群機器人版的蜂群，它專門以大部隊的形式工作。不過(這套系統(tǒng))也存有一個缺陷，那就是機器人的功能性并不強大，并且還有諸如噪音距離傳感及移動困難等多個可變因素?！盧ubenstein表示，他們希望打造一套可以完成復(fù)雜全局任務(wù)的機器人“蜂群”。

篇9

本書內(nèi)容包含如下章節(jié)：1.簡介；2.離子聚合物-金屬復(fù)合材料的物理原理；3.新型離子聚合物―金屬復(fù)合材料和機制；4.離子聚合物-金屬復(fù)合材料建模的系統(tǒng)觀點；5.共軛聚合物制動器：建模與控制；6.合成介電彈性體材料；7.介電彈性體制動器；8.電活性聚合物制動器的集成傳感反饋；9.電活性聚合物設(shè)備和機器人的應(yīng)用。本書從系統(tǒng)的角度向讀者介紹了最新的發(fā)展，包含材料處理，傳動裝置設(shè)計，控制建模，以及設(shè)備和機器人應(yīng)用，重點介紹這些方向的新發(fā)展，致力于為讀者提供通用的、基本的基于仿生機器人人工肌肉的材料相關(guān)知識，為下一階段更深入的了解做準(zhǔn)備。

本書作者Kwang Jin Kim是位于拉斯維加斯的內(nèi)華達(dá)大學(xué)的機械工程系教授，系主任（2007-2012）。他于1987年畢業(yè)于韓國延世大學(xué)，1989年和1992年在亞利桑那州立大學(xué)分別獲得碩士和博士學(xué)位（ASU），并在馬里蘭大學(xué)完成了博士后研究。他具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗，是熱電氣設(shè)備公司的高級研究工程師（1995-1997）和環(huán)境機器人公司的首席科學(xué)家（1997-2001）。他的研究方向是能源系統(tǒng)和活性材料/傳感器。他撰寫了超過320篇的技術(shù)出版物，包括143篇期刊論文和3部著作，并榮獲2項美國專利。他目前是智能材料與結(jié)構(gòu)雜志（SMS，Smart Materials and Structurd）、智能納米材料國際期刊（TSNM，Smart Nano Material）、先進(jìn)的機器人系統(tǒng)國際期刊（ARS，Advanced Robotic System）和制動器（Brake）雜志的編委。

本書適合于研究生，學(xué)者和材料工程和機器人學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)人士閱讀，也適合于沒有電活性聚合物相關(guān)知識背景的讀者進(jìn)行入門閱讀。

篇10

論文摘要:智能機器人教育在學(xué)校教育中的地位也越來越重要。無論國內(nèi)還是國外，開展智能機器人教育活動已經(jīng)非常普遍。由于沒有專門的機器人教育專業(yè)，使得我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域機器人方面的師資處于接近真空狀態(tài)。在師范類院校開展智能機器人教育，為基拙教育提供更好的師資力量，也為師范類院校在人才培養(yǎng)模式上帶來了新的思考。師范院校開展智能機器人要形成一種師范模式，重點在對學(xué)生進(jìn)行機器人教育指導(dǎo)能力的訓(xùn)練。

一、引言

20世紀(jì)90年代以來，隨著科技的進(jìn)步，人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能機器人在全世界范圍內(nèi)掀起獷一股熱潮。隨著機器人技術(shù)理念的逐步完善和相關(guān)設(shè)備更新，人們也筍越來越重視智能機器人的教學(xué)和竟賽活動。正是因為看到了這一點，我國的高等教育以及中小學(xué)教育在這方面也都投人了巨大的熱情和精力，智能機器人教育在學(xué)校教育中的地位也越來越重要。筆者通過文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，智能機器人教育在國內(nèi)外已不是少數(shù)學(xué)校的事。

1.國內(nèi)外高校智能機器人教育開展現(xiàn)狀

無論國內(nèi)還是國外，在高校開設(shè)智能機器人教育課程的現(xiàn)象已經(jīng)非常普遍。但主要是一些綜合性大學(xué)。比如日本是世界上機器人教育和機器人文化普及最高的國家之一，在日本不僅每所大學(xué)具有高水平的機器人研究和教學(xué)內(nèi)容，且每年舉行多種不同檔次的機器人設(shè)計和制作大賽，通過大賽培養(yǎng)了大批機器人技術(shù)研究和應(yīng)用人才，使日本的機器人技術(shù)走到了世界前列。其他再比如一些歐美國家，亞太地區(qū)等都有該類項目的開設(shè)。

在國內(nèi)，據(jù)不完全統(tǒng)計也有為數(shù)相當(dāng)?shù)母咝Ｓ虚_設(shè)這項課程。其中有包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京理工大學(xué)、西安理工大學(xué)等綜合型大學(xué)，也有北京師范大學(xué)、浙江師范大學(xué)等師范類大學(xué)，其他還有一些職業(yè)技術(shù)學(xué)院等等?？梢哉f我們的教育界還是注意到了這門新興的學(xué)科，也在這塊領(lǐng)域投人了相當(dāng)?shù)闹С趾完P(guān)注。

2.國內(nèi)外中小學(xué)智能機器人教育開展現(xiàn)狀

國外青少年熱中于機器人基于他們的歷史文化環(huán)境:一是高新科技(尤其是IT的超速發(fā)展);二是漫畫、電影、電視、體育競賽、電子游戲以及互聯(lián)網(wǎng)的影響。也正是由于這些文化因素的影響，智能機器人教育在國外開展地如火如茶，發(fā)展也比較迅速。目前，各國都有舉辦不同級別、科目、門類的比賽:比如日本的ROBO-ONE比賽至今已經(jīng)舉辦了7屆，還有“青少年機器人大賽”等，其主要參賽者都是年輕人。與此同時韓國的青少年也在掀起一股機器人熱潮，韓國政府和企業(yè)也正在投人大量資金開發(fā)機器人產(chǎn)業(yè)，并使之商品化。而在美、德、法等國家，機器人產(chǎn)業(yè)也正在受到重視，一般采取“官產(chǎn)學(xué)”形式。“官”即政府的支持和調(diào)節(jié)，“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究和開發(fā)，“學(xué)”即學(xué)校專門設(shè)置的課程，進(jìn)行學(xué)校教育。在如此龐大的體系下，機器人產(chǎn)業(yè)在國外已占非常重要的地位，尤其在當(dāng)今的信息技術(shù)時代。

我國的智能機器人教育現(xiàn)狀又如何呢?據(jù)不完全統(tǒng)計，在 2005年全國已有2. 5萬余所中小學(xué)、320余萬學(xué)生參與到智能機器人教育當(dāng)中來。隨著這幾年經(jīng)濟的快速發(fā)展，目前我國中小學(xué)參與到機器人教育這個項目當(dāng)中的人遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了上述數(shù)據(jù)，而且還在不斷上升。特別是沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，比如上海、廣東、浙江、江蘇等地區(qū)。目前的主要開設(shè)形式是校本課程或者興趣小組等，參與的學(xué)生也大多是出于個人興趣愛好。

3.中小學(xué)智能機器人教育的師資現(xiàn)狀

由于智能技術(shù)是信息技術(shù)的核心領(lǐng)域，智能機器人也成為了培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和邏輯思維能力，提高學(xué) 生綜合素質(zhì)，開拓智力的平臺;同時，也是進(jìn)行程序設(shè)計形象化、成果化教育的平臺。

目前就已開展智能機器人教育的學(xué)校來看，其主要的指導(dǎo)老師就是信息技術(shù)老師。智能機器人教育主要多個學(xué)科的知識，由于沒有專門的機器人教育專業(yè)，使得我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域機器人方面的師資處于接近真空狀態(tài)?？梢钥吹街行W(xué)信息技術(shù)教育在師資方面還存在著諸多欠缺的地方。而計算機科學(xué)與技術(shù)、教育技術(shù)這兩類專業(yè)在培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式上都帶有局限性。比如計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，他們培養(yǎng)的人才往往有雙重性:一是培養(yǎng)具有教書育人的良好素質(zhì)，能勝任中小學(xué)計算機教育的教師;二是可從事計算機行業(yè)的相關(guān)人才。而教育技術(shù)專業(yè)雖然把培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整為“具有良好的信息素質(zhì)，勝任中小學(xué)信息技術(shù)課程的教學(xué)工作”，但是，目前多數(shù)教育技術(shù)專業(yè)、計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)模式培養(yǎng)大批“勝任”智能機器人教育課程的教師顯然不切實際。

4.關(guān)于師范院校開展智能機器人教育的情況

在我們國家而言，智能機器人還屬于比較新興的項目，作為科研重要基地的大學(xué)起步也較晚，大家的水平差距相對較小。如果師范院?，F(xiàn)在開設(shè)該項目，以時機來看，比較恰當(dāng)。正因為大家處于同一起點，相互之間的差距不是很大，更加有競爭。師范類院校作為為社會培養(yǎng)人才的基地，更應(yīng)該看到這一事實。目前師范類院校較綜合大學(xué)來實力上看處于劣勢狀態(tài)，但師范院校由于和基礎(chǔ)教育結(jié)合緊密，在發(fā)展機器人教育方面事實上具有先天優(yōu)勢。為提高師范類院校的競爭地位，增強培養(yǎng)人才的實際能力，創(chuàng)造出師范特色的新的人才培養(yǎng)模式，都值得我們思考并加以實施。

二、師范院校開展智能機器人教育的價值

1師范類院校提高本身競爭力的需要

在師范類院校開設(shè)智能機器人教育正是順應(yīng)了師范教育改革的潮流。不僅可以為基礎(chǔ)教育提供更好的師資力量，也為師范類院校在人才培養(yǎng)模式上帶來了新的思考。拓寬了師范生的就業(yè)渠道，增強了社會競爭力。

2.中小學(xué)智能機器人教育的需要

智能機器人教育引人中小學(xué)，不僅有利于信息技術(shù)的發(fā)展;有利于我們探索教育改革和人才培養(yǎng)的新途徑、新方法;有利于高素質(zhì)人才的培養(yǎng);同時，也將推動我國智能機器人知識和技術(shù)的普及;促進(jìn)我國智能機器人事業(yè)的發(fā)展和專業(yè)人才的培養(yǎng);促使新興的智能機器人產(chǎn)業(yè)的形成。因此智能機器人進(jìn)人中小學(xué)已成為一種必然趨勢。我們可以通過智能機器人教育這個平臺挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能培養(yǎng)造就創(chuàng)新人才。不久的將來，智能機器人教學(xué)必將進(jìn)人我們的周圍，越來越多的人員便會參與到其中。如果師范類院校開設(shè)智能機器人教學(xué)，那么等到這些人員從事到中小學(xué)教育以后，他們發(fā)揮出來的作用將不可限量。

3.培養(yǎng)學(xué)生的諸多能力需要

智能機器人技術(shù)是世界強國重點發(fā)展的高技術(shù)，也是世界公認(rèn)的打開21世紀(jì)大門的鑰匙。智能機器人融合了機械、電子、人工智能等技術(shù)。如果把它引人教育，不僅有利于信息技術(shù)教育的發(fā)展;有利于我們探索人才改革和人才培養(yǎng)的新途徑、新方法;有利于高素質(zhì)人才的培養(yǎng);同時將推動我國智能機器人知識和技術(shù)的普及;促進(jìn)我國智能機器人事業(yè)的發(fā)展和專業(yè)人才的培養(yǎng);促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的形成。實踐證明它不僅可以激發(fā)學(xué)生的想象力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)造能力、動手能力和跨專業(yè)的綜合應(yīng)用能力而且還培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作精神。把智能機器人引人師范教育，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的諸多能力，同時又為師范類院校學(xué)生在就業(yè)競爭中提供了一項優(yōu)勢，何樂不為?

4.師范性和專業(yè)性結(jié)合，培養(yǎng)更全面人才的需要

師范教育的根本目的不在于培養(yǎng)文學(xué)家、科學(xué)家，而是培養(yǎng)能培育文學(xué)家、科學(xué)家的教育家。在師范類院校開設(shè)智能機器人課程便是培養(yǎng)模式上的一種嘗試和創(chuàng)新。由于師范類院校其本身的特殊性，它主要為基礎(chǔ)教育培養(yǎng)師資力量，側(cè)重點在于培養(yǎng)教師而不是培養(yǎng)研究性人才。師范類院校要培養(yǎng)智能機器人教育的人才，勢必要調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式，把專業(yè)性和師范性更好到結(jié)合在一起，只有這樣才能優(yōu)化人才，增加競爭力。師范類院校要看到自己的缺點的同時也注意發(fā)揮自己的優(yōu)勢。目前中小學(xué)存在的問題就是專業(yè)教師的缺乏。為中小學(xué)智能機器人教育提供更優(yōu)的師資，也為師范類院校學(xué)生提供更多的就業(yè)機會而言，在師范類院校開設(shè)智能機器人教育也就非常必要而且也很有利。

三、要研究智能機器人教育發(fā)展的師范模式

1.要總結(jié)開設(shè)智能機器人教育的做法和經(jīng)驗

湖州師范學(xué)院于2004年開始智能機器人教育，目前擁有機器人儀器80臺，實驗室兩個。主要以學(xué)科競賽、興趣小組形式開展設(shè)，目前正在課程開設(shè)試驗。舉辦過六次機器人院級比賽，五次機器人校級比賽，舉辦過兩期暑期培訓(xùn)，并代表學(xué)校參加過7次全國性的比賽，參與到這項教育活動的學(xué)生數(shù)大約有600人，獲得了全國一等獎多項，引起社會、其它學(xué)校的關(guān)注。

作為師范院校，開展智能機器人教育的主要目的是為突出專業(yè)特色，增強社會競爭力。雖然我們開展的時間并不是很長，但無論是自己舉辦活動還是參加大規(guī)模的比賽，我們的師生都認(rèn)真努力，收獲頗多。在教學(xué)實踐和理論方面都有了很大的提高，積累了一定的經(jīng)驗。

從筆者的走訪來看，無論是參與到其中的教師還是學(xué)生，都得到了一定的鍛煉。一些同學(xué)甚至還受到了一些中小學(xué)的邀請，去擔(dān)任他們的興趣小組指導(dǎo)教練，參加省級比賽，也取得了不錯的成績。智能機器人教育開闊了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生的能力，同時打造了學(xué)校品牌，為學(xué)生就業(yè)提供了多一條的途徑。

但同時在教育對象、課程設(shè)置、實驗室管理等方面也都還存在著一定的問題。比如智能機器人是融合了多種技術(shù)的綜合性課程，開設(shè)培訓(xùn)課程以前，需要學(xué)生有一定理論基礎(chǔ)。所以需要開設(shè)一定的前序課程。由于受到實驗室、師資等問題的限制，目前我們學(xué)院開設(shè)的項目還比較少，學(xué)生參與面還不夠?qū)挼鹊取?/p>

2.要明確培養(yǎng)目標(biāo)，更好地開展機器人教育，形成師范模式

就師范類院校開展智能機器人教育而言，筆者認(rèn)為我們要按師范專業(yè)的特點開展一系列智能機器人教育課程、活動，形成一種師范模式，更好地普及機器人教育，為基礎(chǔ)教育培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

(1)在師范專業(yè)開設(shè)一些信息技術(shù)課，培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)

當(dāng)今時代，對學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)要求越來越高。根據(jù)我院實際經(jīng)驗，學(xué)生在參與到機器人活動中時需要一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，比如C語言編程，而我們師范生缺少的就是這方面的知識。如果師范院校在這方面能開設(shè)一些系列課程，使學(xué)生的理論知識水平有所積累，對于我們開展機器人教育必將有極大的幫助。我們在從小學(xué)教育專業(yè)、教育技術(shù)專業(yè)本科生中開展智能機器人教育，就十分重視學(xué)生信息技術(shù)課程知識的補充，因此師范生在智能機器人教育的一系列活動、選修課程中理解能力、動手能力就迅速提升。

(2)建立配套完備的機器人教育實驗室

智能機器人是技術(shù)的前沿之一，集成了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、機械、電子、材料、能源、計算機硬件、軟件等眾多領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)知識，沒有一種技術(shù)平臺比智能機器人更綜合。所以為了使現(xiàn)在的師范生能夠更適應(yīng)未來信息時代的要求，在教學(xué)實驗環(huán)節(jié)中及時地增加教學(xué)實驗內(nèi)容是非常有必要和可行的。況且，機器人教學(xué)需要有實際的場地設(shè)備等要求，機器人教育實驗室的創(chuàng)辦非常需要。加強機器人教育實驗室建設(shè)，重點在對學(xué)生進(jìn)行機器人教育指導(dǎo)能力的訓(xùn)練，同時要注意實驗室的專業(yè)完備程度，規(guī)范管理等，并提高機器人實驗室的軟件建設(shè)、社會服務(wù)能力。

(3)成立大學(xué)生機器人教育協(xié)會，組織機器人學(xué)科競賽

機器人比賽是一項很好的科技創(chuàng)新活動，不僅易于激發(fā)興趣，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。學(xué)生們在研討爭論中，逐漸提高了語言表達(dá)能力;在策略方案分析中，鍛煉了思考、分析問題和解決的能力;在具體設(shè)計和安裝調(diào)試中，綜合運用各門課程知識，提高了工程設(shè)計和工程實施的安裝能力。我們目前建立大學(xué)生機器人教育協(xié)會，吸引學(xué)生參加這方面的活動，學(xué)習(xí)機器人原理，掌握機器人制作、編程、操作技能，活動形式主要是開展機器人學(xué)科競賽。這樣既可以檢驗我們學(xué)生學(xué)到的實際的知識以及獲得的能力，也能贏得更多的榮譽，得到學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的重視，擴大師范院校在機器人競賽的影響，更重要的是從親身實踐中學(xué)會和發(fā)展智能機器人教育活動的組織能力。