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

在工業(yè)領(lǐng)域以外,機器人在醫(yī)療服務(wù)、野外勘測、深空深海探測、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,機器人需要在動態(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),這就對機器人的環(huán)境適應(yīng)性、環(huán)境感知、自主控制、人機交互提出了更高的要求?！　?/span>

(1)環(huán)境適應(yīng)性：　　

機器人的工作環(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)致機器人的機構(gòu)設(shè)計和控制方法必須進行針對性、適應(yīng)性的設(shè)計。通過仿生手段研究具有飛行、奔跑、跳躍、爬行、游動等不同運動能力的、適應(yīng)不同環(huán)境條件的機器人機構(gòu)和控制方法對于提高機器人的環(huán)境適應(yīng)性具有重要的理論價值。　　

(2)環(huán)境感知：　　

面對動態(tài)變化、未知、復(fù)雜的外部環(huán)境,機器人對環(huán)境的準(zhǔn)確感知是進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)機制是環(huán)境感知研究的重要內(nèi)容?！　?/span>

(3)自主控制：　　

面對動態(tài)變化的外部環(huán)境,機器人必須依據(jù)既定作業(yè)任務(wù)和環(huán)境感知結(jié)果利用內(nèi)建算法進行規(guī)劃、決策和控制,以達到最終目標(biāo)。在無人干預(yù)或大延時無法人為干預(yù)的情況下,自主控制可以確保機器人規(guī)避危險、完成既定任務(wù)?！　?/span>

(4)人機交互：　　

人機交互對于提升機器人作業(yè)能力、滿足復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)需求具有重要作用。實時作業(yè)環(huán)境的三維建模,聲覺、視覺、力覺、觸覺等多種人機交互的實現(xiàn)方式、人機交互中的安全控制等都是人機交互中的重要研究內(nèi)容。針對上述問題的研究,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,可能將加速機器人理論、方法和技術(shù)研究工作的進展。機器人技術(shù)與仿生學(xué)的結(jié)合,不僅可以促進高適應(yīng)性的機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的研究,對于機器人的感知、控制與決策方法的研究也能夠提供有力的支持?！　?/span>

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