机器人与人工智能

机器人学是人工智能的一个独立分支，它研究智能机器人或机器的创建。机器人学结合了电气工程、机械工程以及计算机科学与工程，因为它们具有机械结构、电气元件，并使用编程语言进行编程。尽管机器人学和人工智能的目标和应用不同，但大多数人将机器人学视为人工智能（AI）的一个子集。机器人看起来与人类非常相似，并且如果启用了AI，它们也能像人类一样执行任务。

在早期，机器人应用非常有限，但现在通过与人工智能结合，它们变得更智能、更高效。人工智能在工业领域发挥了关键作用，通过提高生产力和质量来取代人力。在本文“机器人学与人工智能”中，我们将讨论机器人与人工智能及其各种应用、优点、区别等。让我们从人工智能（AI）和机器人的定义开始。

什么是人工智能？

人工智能被定义为计算机科学与工程的一个分支，其致力于创造像人类一样工作的智能机器。人工智能有助于使机器能够感知、理解、行动和学习人类般的活动。人工智能主要有四种类型：反应式机器、有限记忆、心智理论和自我意识。

什么是机器人？

机器人是一种看起来像人的机器，能够执行非凡的任务，并通过编程指令自动复制某些人类动作。例如：药品复合机器人、汽车工业机器人、订单拣选机器人、工业地板清洁机器人和Sage自动化龙门架机器人等。

机器人组件

构成机器人的有几个组件，这些组件如下

• 执行器：执行器是负责移动和控制系统或机器的设备。它通过将能量（如电能、液压能和气能等）转换来实现物理运动。执行器可以产生线性和旋转运动。
• 电源：它是一种为电气负载供电的电气设备。电源的主要功能是转换电流以驱动负载。
• 电动机：这些设备将电能转换为机械能，并用于机器的旋转运动。
• 气动气动肌肉：气动肌肉是柔软的气动设备，非常适合机器人。它们可以收缩和伸展，并通过加压空气填充气囊来操作。一旦引入空气，它可以收缩高达40%。
• 肌肉丝：它们由镍钛合金（称为镍钛诺）制成，形状非常细。当向其中注入特定量的热量和电流时，它们也可以伸展和收缩。此外，当它们处于马氏体状态时，可以弯曲成不同的形状。当电流通过时，它们可以收缩5%。
• 压电马达和超声波马达：压电马达或压电马达是接收电信号并对相对的陶瓷板施加定向力的电气设备。它有助于机器人向所需方向移动。这些是工业机器人最适合的电动机。
• 传感器：它们提供像人类一样的视觉、听觉、触觉和运动能力。传感器是帮助检测环境中事件或变化并将数据发送到计算机处理器的设备或机器。这些设备通常配备有其他电子设备。与人类器官类似，电子传感器在人工智能和机器人学中也起着至关重要的作用。人工智能算法通过感知环境来控制机器人，并为计算机处理器提供实时信息。

机器人应用

机器人学有不同的应用领域。一些重要的机器人学应用领域如下

• 国防领域的机器人：国防领域无疑是任何国家的重要组成部分。每个国家都希望其国防系统强大。机器人有助于在战争期间接近无法到达和危险区域。DRDO开发了一种名为Daksh的机器人，用于安全地销毁生命威胁性物体。它们有助于士兵保持安全，并在战斗场景中由军队部署。除了战斗支援，机器人还部署在反潜作战、火力支援、战斗损伤管理、打击任务和布雷机等领域。
• 医疗领域的机器人：机器人还在各种医疗领域提供帮助，例如腹腔镜手术、神经外科手术、骨科手术、房间消毒、药物分配以及各种其他医疗领域。
• 工业领域的机器人：机器人在各种工业制造行业中使用，如切割、焊接、组装、拆卸、印刷电路板的拾放、包装与标签、码垛、产品检验与测试、喷涂、钻孔、抛光和材料处理。
  此外，机器人技术可以提高生产力和盈利能力，并减少人力，从而降低体力劳动和受伤的风险。工业机器人有一些重要的优点，如下
  • 精度
  • 灵活性
  • 降低劳动力成本
  • 低噪音运行
  • 减少生产损坏
  • 提高生产率。
• 娱乐领域的机器人：在过去十年中，机器人在娱乐领域的应用不断增加。机器人正在被用于娱乐行业，如电影、动画、游戏和卡通。机器人非常有助于需要重复性动作的地方。手持摄像机的机器人可以根据需要拍摄电影场景，而不会感到疲倦和沮丧。著名公司迪士尼已经推出了数百台用于电影行业的机器人。
• 采矿业的机器人：机器人对于各种采矿应用非常有用，例如机器人铲运、挖掘和运输、机器人测绘与勘测、机器人钻孔和爆炸物处理等。采矿机器人可以独立导航水淹通道，并使用摄像头和其他传感器来探测贵重矿产。此外，机器人还有助于挖掘以检测气体和其他材料，并确保人类免受伤害和伤害。机器人攀岩者用于太空探索，水下无人机用于海洋探索。

用于机器人的人工智能技术

计算机视觉

机器人也可以“看见”，这是通过一种流行的人工智能技术——计算机视觉来实现的。计算机视觉在健康、娱乐、医疗、军事、采矿等所有行业都发挥着至关重要的作用。

计算机视觉是人工智能的一个重要领域，它有助于从图像、视频和视觉输入中提取有意义的信息并据此采取行动。

自然语言处理

自然语言处理（NLP）可用于向AI机器人发出语音指令。它创造了强大的人机交互。NLP是人工智能的一个特定领域，它能够实现人与机器人之间的通信。通过NLP技术，机器人可以理解和复述人类语言。一些机器人配备了NLP，因此我们无法区分人类和机器人。

同样，在医疗保健领域，由自然语言处理驱动的机器人可以帮助医生观察疾病详情并自动填写电子健康记录（EHR）。除了识别人类语言，它还可以学习常用用法，例如学习口音，并预测人类说话的方式。

边缘计算

机器人中的边缘计算被定义为机器人集成、测试、设计和仿真的服务提供商。机器人中的边缘计算提供了更好的数据管理、更低的连接成本、更好的安全实践、更可靠和不间断的连接。

复杂事件处理

复杂事件处理（CEP）是一个帮助我们实时理解多个事件处理的概念。事件被描述为状态的改变，一个或多个事件组合定义了一个复杂事件。复杂事件处理是在医疗保健、金融、安全、营销等各个行业中最广泛使用的术语。它主要用于信用卡欺诈检测和股票市场领域。

例如，汽车安全气囊的部署是基于来自多个传感器实时数据的复杂事件。这个概念被用于机器人学，例如，自动机器人编程中的事件处理。

迁移学习与人工智能

这是借助已解决的另一个问题来解决一个问题的技术。在迁移学习技术中，从解决一个问题中获得的知识可以应用于解决相关问题。我们可以通过一个例子来理解，例如用于识别圆形的模型也可以用于识别方形。

迁移学习重用了预训练模型来解决相关问题，只需训练模型的最后一层，这相对耗时且成本较低。在机器人学中，迁移学习可以借助其他机器来训练一台机器。

强化学习

强化学习是一种基于反馈的学习方法，它使AI代理能够学习和探索环境，执行动作，并通过每个动作的经验或反馈自动学习。此外，它还具有通过与环境交互时的试错行动自主学习最优行为的特征。它主要用于开发一系列决策并在不确定和潜在复杂的环境中实现目标。在机器人学中，机器人通过试错来探索环境并了解它。对于每个动作，它都会获得奖励（正面或负面）。强化学习为机器人提供了一个框架来设计和模拟复杂且难以工程化的行为。

情感计算

情感计算是一个研究领域，它致力于开发能够识别、解释、处理和模拟人类情感的系统。情感计算旨在赋予机器人情感智能，希望机器人能够具备类人的观察、解释和情感表达能力。

混合现实

混合现实也是一个新兴领域。它主要用于编程演示（PbD）领域。PbD通过物理和虚拟对象的组合创建算法的原型机制。

什么是人工智能机器人？

人工智能机器人将AI与机器人学结合起来。AI机器人由AI程序控制，并使用各种AI技术，如机器学习、计算机视觉、强化学习等。通常，大多数机器人不是AI机器人，这些机器人被编程来执行重复的运动序列，它们不需要任何AI来执行任务。然而，这些机器人的功能是有限的。

当您希望机器人执行更复杂的任务时，AI算法是必需的。

仓库机器人可能使用寻路算法在仓库中导航。无人机在电量即将耗尽时可能使用自主导航回家。自动驾驶汽车可能使用各种AI算法的组合来检测和避开道路上的潜在危险。所有这些都是人工智能机器人的例子。

将人工智能集成到机器人技术中的优势是什么？

• 人工智能机器人的主要优势是社会关怀。它们可以指导人们，特别是为老年人提供帮助，通过类似聊天机器人的社交技能和先进处理器。
• 机器人技术通过开发基于AI的机器人，在农业领域也发挥着作用。这些机器人减轻了农民的负担。
• 在军事领域，军事机器人可以通过语音和视觉探测器进行侦察，并通过取代步兵来拯救生命。
• 机器人也应用于火山、深海、极寒地区甚至人类通常无法生存的太空。
• 机器人也用于医疗保健行业，因为它们还可以执行人类容易出错的复杂手术，但具有预设指令和附加智能。集成AI的机器人可以大大减少伤亡人数。

机器人系统和AI程序的区别

以下是人工智能和机器人之间的区别

1. AI 程序

通常，我们使用它们在计算机模拟环境中运行。

一般来说，输入以符号和规则的形式给出。

要运行它，我们需要通用/专用计算机。

2. 机器人

一般来说，我们使用机器人来在真实的物理世界中运行。

输入以模拟信号或语音波形的形式给出。

此外，要运行它，还需要带有传感器和效应器的特殊硬件。