本文翻译自 https://robots.ieee.org/learn/what-is-a-robot/
机器人是各种各样的。有些人可以用两条，四条，六条或更多条腿四处走动，而另一些则可以飞向天空。有些机器人可以帮助医生在您体内进行手术。其他人则在肮脏的工厂里劳作。有像硬币一样大小的机器人，还有比汽车大的机器人。一些机器人可以做煎饼。其他人可以降落在火星上。这种多样性（大小，设计，功能）意味着要定义机器人的定义并不容易。机器人专家给出了“机器人”的定义。
实际上，“机器人”一词对不同的人意味着不同的事物。即使是机器人专家本身，对于什么是机器人还是不是机器人都有不同的看法。对于我们大多数人来说，科幻小说对我们期望机器人的外观和能够产生的影响产生了深远的影响。
那么，什么是机器人？这是一个既不太笼统又不太具体的定义：
机器人是一种能够感知其环境，执行计算以做出决策并在现实世界中执行动作的自主机器。
想想Roomba机器人吸尘器。它使用传感器来自动驱动房间，绕家具走楼梯。它会进行计算以确保覆盖整个房间，并在确定某个点是否需要更彻底清洁时进行计算；如Roomba创作者之一的机器人手Rodney Brooks所解释的那样，它通过“吸尘”来执行动作。
但是没有完美的定义。您可能会争论，也许是对的，上面的定义可以很好地描述洗碗机，恒温器，电梯，自动门以及我们周围的许多其他系统和设备。以汽车的巡航控制为例。它可以感知车辆行驶的速度，将其与预设速度进行比较，并根据需要加速或制动。巡航控制是机器人吗？
就布鲁克斯而言，他并不热衷于将洗碗机视为一类机器人。但是其他机器人专家并不严格。家用恒温器可以测量环境温度，检查预存储的时间表，并相应地打开加热或冷却系统。对于另一位机器人专家吉尔·普拉特（Gill Pratt）来说，这就足以将恒温器称为简单机器人。
关于此定义或任何其他定义要记住的事情是，机器人通常可以做三件事：感知，计算和行动。这三个组件因机器人而异。为了感知世界，一些机器人使用简单的设备，例如障碍物声纳，而其他机器人则依靠多个传感器，包括摄像头，陀螺仪和激光测距仪。同样，计算部分可能涉及从小型电子电路到功能强大的多核处理器甚至是联网计算机集群的所有内容。至于动作，这是机器人变化最大的地方。别人可以操纵事情。一些机器人可以移动并操纵事物。有些设计用于执行特定任务，而另一些则更加灵活，可以执行许多不同的事情。
但是，尽管机器人在感知，计算和动作方式上各有不同，但它们都以类似的方式进行操作：它们的传感器将测量值提供给控制器或计算机，由控制器或计算机对其进行处理，然后将控制信号发送至电动机和执行器。机器人不断重复这种传感-计算-作用循环，这被机器人学家称为“反馈循环”。如果您想从本教程中删除一件事，那就是：反馈使机器更智能，几乎每个机器人都使用反馈。
为了使事情变得更具体，请考虑BigDog，这是美国公司Boston Dynamics开发的一款粗糙的四足机器人。BigDog使用传感器来测量其腿部关节的位置以及施加在其上的力。它还使用陀螺仪和惯性测量单元（IMU）来跟踪其相对于地面的位置。根据该信息，BigDog的计算机将计算出它应激活的液压致动器，以移动机器人的腿。
随着BigDog迈出一步，它会不断（每秒几千次）以反馈循环更新其传感器，计算机和执行器信息，从而使机器人能够自主行走，小跑，爬坡和越过障碍物。它的创造者甚至在BigDog走路时踢了它，并且机器人没有掉下来。
为了建造BigDog，Boston Dynamics的工程师研究了真实动物如何运行和保持平衡，他们利用其中的一些思想设计了机器人的感应，计算和驱动系统，并将这三个组件组合在一个反馈回路中。
让我们回到最初的定义。我们应该提到的另一个关键概念是自治的概念。我们说机器人是自主机器，但是机器人的自主水平不同。一些机器人是由人类操作员远程控制的。其他机器人可以在没有任何人工干预的情况下运行。并且大量的机器人都依赖于远程控制和自主行为。
同样，人们对于将一台机器称为机器人需要多少自主权也意见不一致。您可以尝试调整原始定义以适合您对此问题的观点，但是事实是，大多数定义永远都不是完美的。当被问到如何定义机器人时，机器人先驱约瑟夫·恩格尔伯格（Joseph Engelberger）曾说过：“我不知道如何定义一个机器人，但是当我看到一个时，我就知道了！”
也许这是机器人的完美定义。
那我的机器人在哪里？
您可能会问自己的另一个问题是，我的机器人在哪里？到现在为止，科幻小说所承诺的那些有用的机器人系统和类人动物在哪里？为何机器人不能为我折叠衣服？
现实情况是，机器人技术仍然面临着巨大的挑战，而实用的家用机器人还有很多年了。导致机器人局限于工厂和研究实验室的许多相同问题仍然存在。两个主要问题是成本和复杂性。机器人组件，尤其是用于驱动轮子和机器人手臂的致动器，仍然太昂贵。至于复杂性问题，当您将传感器，计算机，执行器，软件和用户界面组合到一个机器人中并尝试在现实世界中进行操作时，一切仍然无法完美运行。机器人失速。或它运行太慢。否则它的行为不安全。换句话说，要使该机器人变成实用的商业系统，事情并没有取得理想的效果。
现在是个好消息：解决这些挑战的过程不仅在发生，而且正在越来越快地发生。iRobot首席执行官兼联合创始人Colin Angle表示，机器人技术在过去三年中比过去五年中进步了很多！有望实现突破的领域包括机器人视觉，学习和导航。机器人在识别物体和人物，绘制室内和室外空间以及在真实的人类环境中移动方面越来越擅长。机器人操纵和两足动物的运动也在发展，尽管速度较慢。
一个关键的发展是，处理器和传感器的技术进步使计算机和智能手机变得更好，更便宜，这也使机器人受益。为机器人配备强大的传感和计算系统变得越来越容易。另一个好处是，在组装机器人时，研究人员不必重新发明轮子，这意味着他们可以更加关注机器人软件。
机器人软件很重要。没有有效而强大的算法和AI，机器人将永远无法完成很多工作。因此，用于机器人仿真，控制和通讯的工具正在快速改进是一件好事。大型机器人制造商依赖于开放（或几乎开放）的软件平台，利用其用户社区来开发自己永远无法自行开发的功能。仍然缺少允许不同机器人更轻松地进行接口连接的硬件和软件标准，但是如今的机器人已不再是过去那种独一无二的实验室设备。它们使用类似的组件，并依赖于开源操作系统和软件包。
显然，机器人技术正朝着正确的方向发展。“那我的机器人在哪里？” 你继续问。”
答案是，如果我们希望将来有能力的，负担得起的机器人为我们提供帮助，我们需要更多的人来开发这种机器人。这是正确的。最后，一切都取决于你。机器人技术的未来不会发生。它将会被建造。您可以成为其中的一部分。查看顶部的“机器人技术入门”部分。然后加入机器人俱乐部或比赛，参加机器人课程，并成为机器人专家。
然后也许您将建立一个可以折叠衣服的机器人。还有我的。
由Erico Guizzo撰写。 发布日期：2018-08-01 ; 修改日期：2020-05-28
