机器人学

语源

机器人学（robotics）源自于机器人一词，而机器人一词最早被一位捷克的作家卡雷尔·恰佩克（Karel Čapek）在他的舞台剧作品R.U.R.罗梭的万能工人中提出并发表于1920年。该剧开始于一个用有机合成物制造人造人的工厂，那些人造人被称“机器人”（robots）。卡雷尔称是其兄弟约瑟夫·恰佩克发明了该词。
根据牛津英语词典，机器人学（robotics）一词第一次被使用在艾萨克·阿西莫夫的短篇科幻小说Liar，初次出版在1941年五月的《超级科学故事》（Analog Science Fiction and Fact）杂志上。

历史

公元1927年，一个由德国演员布里居·海默（Brigitte Helm）演示、女性人形的机械式人类（德语：Maschinenmensch），第一次在弗里茨·朗执导的德国科幻电影《大都会》（德语：Metropolis）中出现。
1942年，科幻作家以撒·艾西莫夫（英语：Isaac Asimov）勾勒出他的机器人学三大法则。
1948年，以撒·艾西莫夫提出了模控学原理，成为日后机器人学的基础。
直至20世纪中才出现了全自动的机器人。第一个可数位操控及可编程化的机器人：通用机械手，于1961年建立，功能为从压铸机中举起高热的金属片并推叠起来。今日商业及工业机器人已被广泛地应用在可以比人工更廉价、或更精确可靠的工作上。机器人也被雇用于肮脏、危险或令人感到乏味的工作。关于机器人的广泛应用还有：制造、组装、封装及包装、运输、地球及太空探索、外科手术、武器、实验研究、保全，以及消费性和工业产品的大量生产。

驱动

驱动器就像一个机器人的"肌肉"，可将储存的能量转化成移动。到目前为止，最常被使用的驱动器为转动轮子或齿轮的电动马达，以及控制在工厂中的工业用机器人的线性驱动器。然而，近期有一些不同型态的先进驱动器，其动力来源可为电力、化学反应、或压缩空气。

感应

主要条目：机器感应
感应器使得机器人能够接收关于一些环境或内部元件的量测资讯。感测能力是机器人执行任务以及基于任何环境变化来动作以计算适当的反应的基本条件。感测器提供各种不同形式的量测，如给机器人安全警报或故障讯号，以及提供工作执行状况的即时资讯。

触觉

主要条目：触觉感测器
目前的机器手及义肢能接收的体感或触觉资讯远少于人类的手。近期的研究已开发出一个触觉感测阵列，可模仿人类手指的机械特性以及接触感受器。此感应阵列由装载导电液的合成橡胶皮，环绕在一个硬件核心周围来构成。多个电极装置在硬核的表面并连接至硬件核内部的阻抗量测装置。当人工外皮接触一个物件，电极周遭的电解液路径被变形，因而产生相应于来自此物件外力的阻抗变化。研究学者们期望这样的人工手指的重要功能，将可以调整机器人拿起物件时的握力程度。

视觉

计算机视觉是让机器可以看见的科技。作为一门学科，计算机视觉关注人造系统背后的从图像中提取信息的理论。图像数据可以采取许多形式，如来自摄像机的影像画面序列和图片。
在最实用的计算机视觉应用中，计算机是基于被预先编程的方法来解决特定的任务，但是，基于学习的方法在现在变得越来越普遍。

其他

其他常见的机器人感应形式使用激光雷达（LIDAR），雷达和声纳。

处理

机器人需要操作物件：拾起、修改、销毁、或是产生其他的效应。当机器人的操作处理器被视为"臂"时，机器末端作用器则被视为机器人的"手"。大部分机器人手臂拥有可置换的作用器，每一个作用器可以执行一些范围的工作。一些机器人有固定不可置换的操作处理器，同时也有少数有非常通用性质的操作器，例如人形手臂。

就业

机器人学是在许多现代制造环境的重要组成部分。随着工厂增加其机器人的使用，机器人技术相关的工作数量增长并且已经观察到稳步上升。