機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用和研究顯現(xiàn)出從工業(yè)領(lǐng)域快速向其他領(lǐng)域延伸擴(kuò)展。而傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域?qū)ψ鳂I(yè)性能提升的需求、其他領(lǐng)域的新需求,極大促進(jìn)了機(jī)器人理論與技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　在工業(yè)領(lǐng)域,工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已不再僅限于簡(jiǎn)單的動(dòng)作重復(fù)。對(duì)于復(fù)雜作業(yè)需求,工業(yè)機(jī)器人的智能化、群體協(xié)調(diào)作業(yè)成為解決問題的關(guān)鍵;對(duì)于高速度、高精度、重載荷的作業(yè),工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定、力控制還有待深入研究;而機(jī)器人和操作員在重疊的工作空間合作作業(yè)問題,則對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、感知、控制等研究提出了確保人機(jī)協(xié)同作業(yè)安全的新要求。

　　在工業(yè)領(lǐng)域以外,機(jī)器人在醫(yī)療服務(wù)、野外勘測(cè)、深空深海探測(cè)、家庭服務(wù)和智能交通等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。在這些領(lǐng)域,機(jī)器人需要在動(dòng)態(tài)、未知、非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜環(huán)境完成不同類型的作業(yè)任務(wù),這就對(duì)機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性、環(huán)境感知、自主控制、人機(jī)交互提出了更高的要求。

　　(1)環(huán)境適應(yīng)性：

　　機(jī)器人的工作環(huán)境可以是室內(nèi)、室外、火山、深海、太空,乃至地外星球,其復(fù)雜的地面或地形、不同的氣壓變化、巨大的溫度變化、不同的輻照、不同的重力條件導(dǎo)致機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制方法必須進(jìn)行針對(duì)性、適應(yīng)性的設(shè)計(jì)。通過仿生手段研究具有飛行、奔跑、跳躍、爬行、游動(dòng)等不同運(yùn)動(dòng)能力的、適應(yīng)不同環(huán)境條件的機(jī)器人機(jī)構(gòu)和控制方法對(duì)于提高機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性具有重要的理論價(jià)值。

　　(2)環(huán)境感知：

　　面對(duì)動(dòng)態(tài)變化、未知、復(fù)雜的外部環(huán)境,機(jī)器人對(duì)環(huán)境的準(zhǔn)確感知是進(jìn)行決策和控制的基礎(chǔ)。感知信息的融合、環(huán)境建模、環(huán)境理解、學(xué)習(xí)機(jī)制是環(huán)境感知研究的重要內(nèi)容。

　　(3)自主控制：

　　面對(duì)動(dòng)態(tài)變化的外部環(huán)境,機(jī)器人必須依據(jù)既定作業(yè)任務(wù)和環(huán)境感知結(jié)果利用內(nèi)建算法進(jìn)行規(guī)劃、決策和控制,以達(dá)到最終目標(biāo)。在無人干預(yù)或大延時(shí)無法人為干預(yù)的情況下,自主控制可以確保機(jī)器人規(guī)避危險(xiǎn)、完成既定任務(wù)。

　　(4)人機(jī)交互：

　　人機(jī)交互對(duì)于提升機(jī)器人作業(yè)能力、滿足復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)需求具有重要作用。實(shí)時(shí)作業(yè)環(huán)境的三維建模,聲覺、視覺、力覺、觸覺等多種人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)方式、人機(jī)交互中的安全控制等都是人機(jī)交互中的重要研究?jī)?nèi)容。針對(duì)上述問題的研究,通過與仿生學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué),以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,可能將加速機(jī)器人理論、方法和技術(shù)研究工作的進(jìn)展。機(jī)器人技術(shù)與仿生學(xué)的結(jié)合,不僅可以促進(jìn)高適應(yīng)性的機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究,對(duì)于機(jī)器人的感知、控制與決策方法的研究也能夠提供有力的支持。

　　機(jī)器人學(xué)與神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)的結(jié)合,將使得人–機(jī)器人間的應(yīng)用接口更加方便,通過神經(jīng)信號(hào)控制智能假肢、外骨骼機(jī)器人或遠(yuǎn)程遙操控機(jī)器人系統(tǒng),利用生物細(xì)胞來提升機(jī)器人的智能,為機(jī)器人研究提供了新的思路。機(jī)器人學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,使機(jī)器人可以通過互聯(lián)網(wǎng)獲取海量的知識(shí),基于云計(jì)算、智能空間等技術(shù)輔助機(jī)器人的感知和決策,將極大提升機(jī)器人的系統(tǒng)性能。