英語里“機械人”（Robot）這個術(shù)語來自于捷克語單詞robota，平日譯作“強迫休息者”。用它來描寫年夜多半機械人是非常貼切的。世界上的機械人年夜多用來從事沉重的反復(fù)性制作任務(wù)。它們擔任那些對人類來講異常艱苦、風(fēng)險或死板的義務(wù)。

　　最多見的制作類機械人是機械臂

　　一部典范的機械臂由七個金屬部件組成，它們是用六個關(guān)節(jié)接起來的。盤算機將扭轉(zhuǎn)與每一個關(guān)節(jié)分離相連的步進式馬達，以便掌握機械人（某些年夜型機械臂應(yīng)用液壓或氣動體系）。

　　與通俗馬達分歧，步進式馬達會以增量方法準確挪動。這使盤算機可以準確地挪動機械臂，使機械臂賡續(xù)反復(fù)完整雷同的舉措。機械人應(yīng)用活動傳感器來確保本身完整按準確的量挪動。

　　這類帶有六個關(guān)節(jié)的工業(yè)機械人與人類的手臂極其類似，它具有相當于肩膀、肘部和腕部的部位。它的“肩膀”平日裝置在一個固定的基座構(gòu)造（而不是挪動的身材）上。這類類型的機械人有六個自在度，也就是說，它能向六個分歧的偏向遷移轉(zhuǎn)變。與之比擬，人的手臂有七個自在度。

　　一個六軸工業(yè)機械人的關(guān)節(jié)

　　人類手臂的感化是將手挪動到分歧的地位。相似地，機械臂的感化則是挪動末尾履行器。您可以在機械臂上裝置實用于特定運用場景的各類末尾履行器。有一種罕見的末尾履行器能抓握并挪動分歧的物品，它是人手的簡化版本。

　　機械手常常有內(nèi)置的壓力傳感器，用來將機械人抓握某一特定物體時的力度告知盤算機。這使機械人手中的物體不致失落落或被擠破。其他末尾履行器還包含噴燈、鉆頭和噴漆器。

　　工業(yè)機械人專門用來在受控情況下重復(fù)履行完整雷同的任務(wù)。例如，某部機械人能夠會擔任給拆卸線上傳送的花生醬罐子擰上蓋子。為了教機械人若何做這項任務(wù)，法式員會用一只手持掌握器來引誘機械臂完成整套舉措。機械人將舉措序列精確地存儲在內(nèi)存中，爾后每當拆卸線上有新的罐子傳送過去時，它就會重復(fù)地做這套舉措。

　　年夜多半工業(yè)機械人在汽車拆卸線上任務(wù)，擔任組裝汽車。在停止年夜量的此類任務(wù)時，機械人的效力比人類高很多，由于它們異常準確。不管它們曾經(jīng)任務(wù)了若干小時，它們?nèi)阅茉诶淄牡匚汇@孔，用雷同的力度擰螺釘。制作類機械人在盤算機家當中也施展著非常主要的感化。它們非常準確的巧手可以將一塊極小的微型芯片組裝起來。

　　機械臂的制作和編程難度絕對較低，由于它們只在一個無限的區(qū)域內(nèi)任務(wù)。假如您要把機械人送到遼闊的內(nèi)部世界，工作就變得有些龐雜了。

　　重要的困難是為機械人供給一個可行的活動體系。假如機械人只須要在高山上挪動，輪子或軌道常常是最好的選擇。假如輪子和軌道足夠?qū)挘鼈冞€實用于較為曲折的地形。然則機械人的設(shè)計者常常愿望應(yīng)用腿狀構(gòu)造，由于它們的順應(yīng)性更強。制作有腿的機械人還有助于使研討人員懂得天然活動學(xué)的常識，這在生物研討范疇是無益的理論。

　　機械人的腿平日是在液壓或氣動活塞的驅(qū)動下前后挪動的。各個活塞銜接在分歧的腿部部件上，就像分歧骨骼上附著的肌肉。若要使一切這些活塞都能以準確的方法協(xié)同任務(wù)，這無疑是一個困難。在嬰兒階段，人的年夜腦必需弄清哪些肌肉須要同時壓縮能力使得在豎立行走時不致摔倒。同理，機械人的設(shè)計師必需弄清與行走有關(guān)的準確活塞活動組合，并將這一信息編入機械人的盤算機中。很多挪動型機械人都有一個內(nèi)置均衡體系（如一組陀螺儀），該體系會告知盤算機什么時候須要校訂機械人的舉措。

　　波士頓動力最新進級版的Atlas人形機械人

　　兩足行走的活動方法自己是不穩(wěn)固的，是以在機械人的制作中完成難度極年夜。為了設(shè)計出行走更穩(wěn)的機械人，設(shè)計師們常會將眼力投向植物界，特別是蟲豸。蟲豸有六條腿，它們常常具有超凡的均衡才能，對很多分歧的地形都能順應(yīng)自若。

　　某些挪動型機械人是長途掌握的，人類可以批示它們在特定的時光從事特定的任務(wù)。遙控裝配可使用銜接線、無線電或紅外旌旗燈號與機械人通訊。長途機械人常被稱為傀儡機械人，它們在摸索充斥風(fēng)險某人類沒法進入的情況（如深海或火山外部）時異常有效。有些機械人只是部門遭到遙控。例如，操作人員能夠會指導(dǎo)機械人達到某個特定的所在，但不會為它指帶路線，而是任由它找到本身的路。

　　NASA研發(fā)可長途掌握的太空機械人R2

　　主動機械人可以自立行為，無需依附于任何掌握人員。其根本道理是對機械人停止編程，使之能以某種方法對外界安慰做出反響。極端簡略的碰撞反響機械人可以很好地詮釋這一道理。

　　這類機械人有一個用來檢討妨礙物的碰撞傳感器。當您啟念頭器人后，它年夜體上是沿一條直線彎曲行進的。當它碰著妨礙物時，沖擊力會感化在它的碰撞傳感器上。每次產(chǎn)生碰撞時，機械人的法式會指導(dǎo)它撤退退卻，再向右轉(zhuǎn)，然后持續(xù)進步。依照這類辦法，機械人只需碰到妨礙物就會轉(zhuǎn)變它的偏向。

　　高等機械人會以更精致的方法應(yīng)用這一道理。機械人專家們將開辟新的法式和傳感體系，以便制作出智能水平更高、感知才能更強的機械人。現(xiàn)在的機械人可以在各類情況中年夜展身手。

　　較為簡略的挪動型機械人應(yīng)用紅外或超聲波傳感器來感知妨礙物。這些傳感器的任務(wù)方法相似于植物的反響定位體系：機械人收回一個聲響旌旗燈號（或一束紅外光線），并檢測旌旗燈號的反射情形。機械人會依據(jù)旌旗燈號反射所用的時光盤算出它與妨礙物之間的間隔。

　　較高等的機械人應(yīng)用平面視覺來不雅察四周的世界。兩個攝像頭可認為機械人供給深度感知，而圖象辨認軟件則使機械人有才能肯定物體的地位，并識別各類物體。機械人還可使用麥克風(fēng)和藹味傳感器來剖析四周的情況。

　　某些主動機械人只能在它們熟習(xí)的無限情況中任務(wù)。例如，割草機械人依附埋在地下的界標肯定草場的規(guī)模。而用來干凈辦公室的機械人則須要修建物的地圖能力在分歧的所在之間挪動。

　　較高等的機械人可以剖析和順應(yīng)不熟習(xí)的情況，乃至能順應(yīng)地形曲折的地域。這些機械人可以將特定的地形形式與特定的舉措相干聯(lián)。例如，一個遨游車機械人會應(yīng)用它的視覺傳感器生成后方空中的地圖。假如地圖上顯示的是曲折不屈的地形形式，機械人會曉得它該走另外一條道。這類體系關(guān)于在其他行星上任務(wù)的摸索型機械人長短常有效的。

　　有一套備選的機械人設(shè)計計劃采取了較為松懈的構(gòu)造，引入了隨機化身分。當這類機械人被卡住時，它會向各個偏向挪動附肢，直到它的舉措發(fā)生后果為止。它經(jīng)由過程力傳感器和傳動裝配慎密協(xié)作完成義務(wù)，而不是由盤算機經(jīng)由過程法式指點一切。這和螞蟻測驗考試繞過妨礙物時有類似的地方：螞蟻在須要經(jīng)由過程妨礙物時仿佛不會應(yīng)機立斷，而是賡續(xù)測驗考試各類做法，直到繞過妨礙物為止。