娱乐机器人的研究进展Xxx(xxx学院)摘要：随着机器人相关技术的日趋完善，各种具有表演“天赋”的机器人孕育而生。

娱乐机器人，它们不仅给人们带来了欢乐，而且为人们提供了学习和实验的平台，增长了人们的智力。

通过资料的查找、收集和整理，根据功能的不同将娱乐机器人分成8类并对娱乐机器人在硬件类人，软件智能等方面的技术进行了分析；通过对中外娱乐机器人发展的回顾和比较，归纳了娱乐机器人的历史发展并对娱乐机器人的现状及未来前景进行了分析。

关键词：娱乐机器人类人智能交流传感系统The advances of Entertainment robotYao wenbinTheFaculty of Mechanical Engineering and Mechanics Of Ningbo University Abstract：As robots related technology improvement, a variety of robots which have “show”gifts emerge. Entertainment robots not only give people a lot of joy, but also provide us with the platform of studying and testing as well as add to our intelligence.. Thorough seeking, gathering and arranging information, according to the different functions，dividing entertainment robot into eight categories。

And entertainment robot in hardware, software intelligent humanoid the technology was analyzed, Based on the review of the development of Chinese and foreign entertainment robot , the historical of entertainment robots were summarized and the current and future prospects of entertainment robot were analyzed.Key words：Entertainment robot Humanoid male intelligence sensed system0前言随着机器人技术的不断发展，娱乐机器人顺势而起，又因为其硬件的设计使外观拟人化，各种软件的开发使其具备了语言能力和运动能力，不但能唱歌跳舞，甚至能够与人交流，所以娱乐机器人慢慢走近了家庭之中。

娱乐机器人的起步虽然较晚，但发展迅速，国内外从外观类人，软件智能等方面对娱乐机器人进行了研究[1,2,3]，但是由于发展还未稳定，目前尚未有很好的理论对娱乐机器人的分类及发展进行分析。

作者通过对国内外资料的查找，归纳和整理，总结了娱乐机器人的发展历史，又通过比较国内外机器人技术的发展现状和市场的需求对娱乐机器人的未来发展进行了展望。

1 娱乐机器人概述娱乐机器人就是通过对一般的机器人进行一些拟人化的外形改造及硬件设计, 同时运用相关的娱乐形式进行其软件开发而得到的一种用途广泛、老少皆宜的服务型机器人。

通过硬件的设计,使得娱乐机器人具有人性化的外形以及与人和谐的高层次交互方式(包括语音、视觉等) ; 而通过各种娱乐软件的开发,使得该机器人能够与人进行智能化的互动娱乐。

现代娱乐机器人以供人观赏、娱乐为目的，具有机器人的外部特征，可以像人，像某种动物，像童话或科幻小说中的人物等。

同时具有机器人的功能，可以行走或完成动作，可以有语言能力，会唱歌，有一定的感知能力。

娱乐机器人这种机器人可以为你解除精神上的疲劳。

2 娱乐机器人的应用背景在第二次世界大战中，各国为了加强本国的经济的发展加强了经济的投入。

日本等国战后开始进行汽车的工业的发展，由于当时人力的缺乏，它迫切需要一种机器人来进行大批量的制造，提高生产效率，降低人的劳动强度。

这就是机器人技术发展的一个社会发展需求。

然而，一方面随着生活条件的改善，人们逐渐寻求新的娱乐活动；另一方面随着机器人的相关技术的日趋完善，科学家们开始不满足于设计工业机器人，各种具有表演“天赋”的机器人孕育而生。

它们中有的可以引吭高歌，有的可以翩翩起舞，有的会演奏优美的乐曲，有的能作高难度的杂技表演。

这些机器人都被称为娱乐机器人，它们不仅给人们带来了欢乐，而且为人们提供了学习和实验的平台，增长了人们的智力。

日本机器人学会分别于1990年和2000年编辑了与娱乐机器人相关的特刊。

1990年的特刊中刊载的多为“踩木桶机器人”、“高跷双足步行机器人”、“双臂平衡两轮车”等表现人类技巧性动作的机器人，而2000年的特刊中，则以宠物机器人为代表，多涉及与人类交流为中心的研究课题。

另外，1990年特刊的作者大多数是与大学相关的研究人员，而2000年特刊的作者几乎全是企业的研究人员。

由此可见，在这10年当中，娱乐机器人、表演机器人已经从机械控制的技术层面转向交流层面，也就是说从研究层面转移到应用层面[4]。

3 回顾娱乐机器人技术研究的历史及现状机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。

然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。

西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。

1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。

1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。

在当时的自动玩偶中，最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。

1773年，他们连续推出了自动书写玩偶如图1、自动演奏玩偶等，他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。

它们有的拿着画笔和颜色绘画，有的拿着鹅毛蘸墨水写字，结构巧妙，服装华丽，在欧洲风靡一时。

由于当时技术条件的限制，这些玩偶其实是身高一米的巨型玩具。

现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。

图1 自动书写玩偶3000年来，古人在创造机器人方面做出了很多的探索也积累了很多经验，现代科学家和艺术家依旧在这方面不断努力，试图给机器人一个人的外形，希望从它身上看到人的表情和反应。

同时，科学家们也在开发更智能的软件，使机器人能和人交流并具备学习能力。

从某种角度说，类人机器人的研发是真正考验人类智慧的行为。

世界上第一台现代意义上的类人娱乐机器人出现在日本[5]。

日本的娱乐机器人是从一个“传单机器人”开始发展起来的。

它利用真空吸引器的负压，把传单吸到这种机器人的手里。

当某个行人从它手里拿走传单时，它就会说一声“谢谢您”，然后机器人又会很快地吸上另一张传单。

虽然它的设计非常简单，声音也简单的来自录音机吗，但由于它的动作和语言滑稽可笑，所以取得了不错的效果。

1978年，南谷有限公司设计和修建了一个富丽堂皇的环形棚器人游艺场。

场内各式各样的娱乐机器人应有尽有。

例如，“走钢索的独轮机器人”，它的轮子沿着钢索向前滑动，依靠一块重30公斤的铁块控制平衡，能表演许多惊险动作；悬在空中有视觉的“招待应酬机器人”，笑容可掬，感情真切，能向它们看到的客人频频点头、打招呼。

“大力士机器人”，它们力大无比，能举起非常笨重的哑铃；还有一种“丑角机器人”，它们滑稽可笑，丑态百出，骑在一个琵琶桶上前后来回滚动，精采表演令人捧腹大笑。

这一切，使人好像来到一个梦一般的欢乐世界。

80年代初，由于电控技术和传感技术的结合，娱乐机器人发展到了一个新阶段，出现了具有综合性能的娱乐机器人。

其中最典型的要算“阿托马Ⅲ”型娱乐机器人。

它既有语言功能，又有辨别声音的功能。

不但能听懂14种不同的指令，并且能用合成语言一一正确作出回答。

它不仅能回答一般简单的问话，而且还具有与人谈话的能力。

除此以外，它还会模仿童声唱歌。

也就是说，它是一个使我们“与机器人谈话”的梦想变为现实的机器人。

不久，一种能适应周围环境的独立智能机器人问世了，它名叫“奈亚科”。

“奈亚科”装有五个超声传感器和微电脑，传感器与电脑中的三个微处理芯片组成的中心环路相连，因此，它能依次不断地对迷宫所设的逃脱控制、行为控制和语言合成控制作出反应，从而胜利地走出弯弯曲曲、到处布满陷阱的迷宫。

之后，“奈亚科”又进一步得到改进，它被制成更加紧凑结实、重量更轻、速度更快的机器人，并改名为“梅比”。

“梅比”的脚底下装了8个光敏元件，它由两个小电机驱动，为了增加速度和防止超越边界，它的重量不到4．3公斤。

在它的记忆装置中，储存着整个迷宫图，因此，在每条仅宽18厘米的路和3米X 3米的迷宫中，能轻松自如地越过障碍，绕过圈套，走出迷宫。

随着语言合成、声音辨认、图像识别和高性能传感器等技术在机器人上的应用，再加上大容量信息资料存储器的出现和资料处理速度的提高，更先进和完善的娱乐机器人也在不断被发明出来。

2000年11月，2002年3月19日，索尼公司分别开发出了“SDR-3X”和双足行走娱乐机器人“SDR-4X”。

我国两足步行机器人起步较晚，研制始于八十年代中期[6]。

1987年12月31日，我国的两足步行机器人，伴着新年的礼炮，走出了颤颤巍巍的第一步。

自此，国防科技大学的机器人研究进入了一个新天地。

1989年国防科技大学开始向双手协调、神经网络、生理视觉等一系列与人类相关的类人型机器人挺进。

经过一大批科研人员艰苦攻关，潜心研究，2000年11月29日，中国第一台类人型机器人“先行者”图2在国防科技大学科研人员的共同努力下诞生了。

它有人一样的身躯，人一样的脖子、头颅、眼睛、双臂和双足，并具备了一定的语言功能。

它的行走频率为每秒2步；不但能快速自如的动态步行还能在小偏差、不确定环境行走，实现了多项关键技术的突破，取得了机器人神经网络系统、生理视觉系统、双手协调系统、手指控制系统等多项重大研究成果。

2005年的新一代的机器人“飞飞”图3 除了能实现与人进行语音对话聊天、知识问答、特殊技能等功能之外，还能根据人的指令模仿出喜悦、愤怒、惊奇、厌恶、悲伤、畏惧等各种表情。

安装在“飞飞”头部的12个可自由运动的关节是它能够模仿人类表情，并做出常人所没有的特异表情（如对眼、斜歪嘴等）的关键。