服务机器人的主要类型
恩格尔伯格是世界上最著名的机器人专家之一。他于1958年创办了Unimation公司，并于1959年研制出世界上第一台工业机器人。他为机器人工业的建立做出了杰出的贡献。1983年，在工业机器人销售日益火爆的时候，恩格尔伯格和他的同事毅然将Unimation公司买下西屋公司，创办TRC公司，开始研发服务机器人。
恩格尔伯格认为，服务机器人与人们的生活息息相关，服务机器人的应用将不断提高人们的生活质量，这也是人们追求的目标。一旦服务机器人像其他机电产品一样被人们接受，进入千家万户，其市场将无可限量。
恩格尔伯格创办的TRC公司的第一款服务机器人产品是面向医院的“护士助手”机器人。1985开发，1990销售，已在全球数十家医院投入使用。《护士助理》不仅有卖，还有租。因为看好“护士助手”的市场前景，成立了一家名为“护士助手”的机器人公司，董事长是恩格尔伯格。
“护士助理”是一个自主机器人。它不需要有线指导或预先规划。一旦被编程，它可以随时完成以下任务:运送医疗设备和器材、给病人送饭、递送病历、报表和信件、递送药品、递送检验样本和检验结果、在医院递送邮件和包裹。
该机器人由行走部分、驱动控制器和大量传感器组成。机器人可以在医院内自由移动，速度约为0.7 m/s，机器人配有医院的建筑图。目的地确定后，机器人可以利用路径推送算法沿走廊自主导航。结构光视觉传感器和全方位超声波传感器可以检测到静止或运动的物体，并且可以校正路线。它的全方位触觉传感器保证了机器人不会与人和物发生碰撞。轮子上的编码器测量它走过的距离。在走廊中，机器人利用角落来确定自己的位置，而在病房等大空间中，它可以利用天花板上的反光带，通过仰视传感器来帮助定位。必要时它还能开门。在多层建筑中，它可以呼叫载人电梯，并进入电梯到达所需楼层。例如，在紧急情况下，当外科医生和他的病人使用电梯时，机器人可以停下来让路。2分钟后，它将重新启动并继续前进。通过“护士助手”菜单可以选择多个目的地。该机器人拥有大屏幕和人性化的音频设备，用户使用起来快捷方便。2000年初春，黑龙江某大学的一名学生静静地躺在解放军海军总医院的手术台上。她患有颅咽管瘤。她四年前做过开颅手术。可惜现在肿瘤复发了。肿瘤压迫视神经，使她双眼视力下降。左眼视力0.02，右眼视力只有光。此刻，医生们正在使用先进的脑外科机器人系统来定位她的手术。我看到她头上有四个地标，这四个地标建立了一个空间坐标系。CT机从不同角度扫描了她。之后，医生将9张CT图片输入电脑，三维病变部位显示在屏幕上。医生在屏幕上确定手术的穿刺点和轨迹，5自由度的机器人瞄准穿刺点，然后自行锁定这个位置，为医生搭建一个稳定的操作平台，医生可以根据校准后的穿刺点进针，进行相应的手术。整个手术持续20分钟。手术后，病人下床，穿上鞋，走出手术室。三天后，患者出院，双眼恢复至0.9。
脑外科机器人辅助系统
脑外科手术机器人辅助系统由北京航空航天大学、清华大学和海军总医院联合开发。1997年5月，机器人为病人进行了第一次开颅手术，到2000年10月，已经为140多名病人进行了开颅手术。2000年6月，11，中美医疗机器人临床应用学术交流会在北京召开。6月5438+05日上午，美国心脏手术机器人和中国脑外科机器人分别进行临床手术。消毒后，在胸部打三个小洞，机械手伸进胸腔，在四楼的手术室里，来自美国的机器人开始给59岁的病人做冠状动脉搭桥手术。这只名为伊索的机械臂伸入胸腔，在医生“上、下、左、右”的指令下，在0.2至1 cm的范围内移动，寻找乳房内动脉进行搭桥。美国机械臂开发公司副总裁张先生介绍，传统手术取乳内动脉需要45分钟，而使用机械臂约15分钟即可完成。如果不采用这种手术方式，患者会留下一个20厘米长的切口。因为机械臂上有内窥镜，医生的视野更清晰，可以直接在手术图像上操作。这一次，病人胸部的切口只有5厘米。在二楼的手术室里，中国机器人正在为61岁的王女士做脑部活检。主刀医生赵先生说，像王女士这种病变较深的颅外手术，要在颅骨上扎四个钉子，戴上大金属架，到处做CT和MRI扫描。在机械臂的帮助下，病人可以扔掉大框架，借助机械臂定位，为医生提供手术平台。通过手术台旁边的电脑屏幕，医生可以确定手术的焦点。过去至少需要半天才能完成的操作现在在30分钟内完成。手术9点开始，不到10，王女士轻松走下手术台。王女士笑着说:“我的大脑要宽松得多。”辅助手术机器人的研发者之一田增民教授表示，神经外科的发展趋势是追求安全、微创和精确，机器人系统的使用满足了这些要求，在微创治疗方面取得了无可比拟的良好效果。在使用机器人系统之前，国内外广泛采用带框架的立体定向脑外科手术，即在患者颅骨上钻四个小孔，然后固定一个金属框架。医生用这个框架(也就是一个坐标系)来确定病变的具体位置，确定手术的位置。使用该机器人系统，不仅消除了固定架给患者带来的痛苦和给医生带来的不便，而且提高了定位精度和手术的可视性，为患者最大限度地减少了手术创伤。
机器人在医疗上的应用越来越多，比如用机器人代替髋骨，用机器人做胸部手术。这主要是因为机器人精度高，创伤小，大大减轻了患者的痛苦。从世界机器人的发展趋势来看，使用机器人辅助手术将是必然趋势。牙齿是人体健康的保护神，拥有一颗坚固完整的牙齿是身体健康的保障。但是随着人年龄的增长，牙齿会松动脱落。目前世界上大多数发达国家已经进入老龄化社会，很多老年人牙齿掉了。牙齿完全缺失的患者称为无牙颌，需要用全口义齿修复。目前我国有近12万无牙颌患者。人工牙列是无牙颌患者恢复咀嚼、语言功能和面部美观的关键，也是制作全口义齿的技术核心和难点。传统的全口义齿制作方法是由医生和技师根据患者的颌骨形状手工制作，已经不能满足日益增长的社会需求。北京大学口腔医院、北京理工大学等单位联合研发了一款口腔修复机器人。
假肢机器人
这是一个由计算机和机器人辅助设计和制作全口义齿人工牙列的应用实验系统。该系统利用图像和图形技术获取无牙颌患者口腔软硬组织的计算机模型，利用自主研发的非接触式三维激光扫描测量系统获取无牙颌的几何参数，利用专家系统软件完成全口义齿人工牙列的计算机辅助统计。此外，发明并制造了一种可调节的排牙装置，它是单个塑料人工牙和最终人工牙列之间的过渡装置。
基于该机器人，可以实现排牙的任意位置和姿态控制。口腔修复机器人的使用，相当于快速培养和造就了一批高级口腔修复医学专家和技师。用机器人代替人工排牙，不仅可以比口腔医生更精确地进行数字化操作，还可以避免因疲劳、情绪和疏忽而导致的失误。这将使全口义齿的设计和制造满足无牙颌患者的个体生理功能和审美需求，达到标准化、规范化、自动化和产业化的水平，从而大大提高其制造效率和质量。在洛杉矶举行的一次新闻发布会上，与会者在投影屏幕上看到了这样一组镜头:字幕:
2005年的一天，一个由直径只有30微米的齿轮组装而成的小型机器人被植入血管。这个小机器人像潜水艇一样在血河中自由游动。一旦遇到沉积或漂浮在血管中的胆固醇和脂肪，它们就会毫不留情地扑向它们，迅速将它们撕碎，嚼碎。当他们遇到恶毒的病毒时，他们毫不畏惧地站了起来。
然而，病毒非常狡猾。他们看到对方凶猛的时候，往往会装出一副胆小可怜的样子，好像已经投降了。或者干脆躺下，一动不动，似乎已经变成了僵尸。机器人善良大方。他们大步走过这些放下武器的敌人。
然而，受到优待的病毒并没有就此止步。机器人经过后，他们跳了起来，开始从后面攻击机器人，机器人不断倒下。
别担心，这些机器人里面有纠错程序。他们中的许多人在遭受损失后可以自动调整自己的行为，只要不是光荣的牺牲。因此，机器人不再诚实。当他们看到病毒时，不管他们伪装得多好，他们都必须杀死它。
病毒也会随机应变。当他们遇到机器人时，他们尽力扩大自己的身体，虚张声势，并尽力假装凶猛。然而，大脑中藏着“超级勇敢”程序的机器人却勇敢无畏，决心用自己的生命捍卫主人的健康。于是机器人与病毒展开了激烈的斗争。最后病毒不断被歼灭。病毒的碎片不断从血管中渗出，流入肾脏，通过尿液排出体外。所以动脉通畅，人体更健康。
上述关于超微技术的情节是根据科学家的想法编造的，但并不是不可能实现的梦想。随着MEMS技术的发展，幻想正一步步走向现实。
1988年5月27日，来自美国加州大学的两名中国留学生研发出一款只有76微米(3‰英寸)的微电机。
1991年11月，日本电子公司的研究人员在当时最先进的“电子隧道扫描显微镜”下，用“超微针尖”将硅原子排列成金字塔形的“凹金字塔”，其高度只有36个原子。这是人类第一次手工排列原子，在原子物理学界引起了轰动。
1996年7月，哈佛大学成功研制出直径仅7微米的涡轮。一枚邮票上可以放置数千个这样的涡轮机。它的形状和结构只有在超高倍显微镜下才能看清楚。中国还开发了1mm电机。
超微技术现在和普通人关系不太密切，主要是不实用。对此，美国斯坦福大学现代超物理学专家本杰明·金博士是这样描述的:“未来，人们将开发出高度智能的人造跳蚤、蜘蛛等动物。它们集成了超微计算机、驱动器、传动装置、传感器和电源，成为人类非常独特而有效的助手。它们将广泛应用于医疗、农业、工业、航空航天、军事等领域。除了注射血管清除毒物的功能，微型马达还可以在外科手术中用于缝合神经、微血管和眼球。也可用于深入人体内脏器官，如肾脏、心脏等进行检查。成千上万的“跳蚤”机器人将被移入农田，消灭害虫，使农业丰收，并防止因使用杀虫剂而造成的环境污染……”随着社会的发展和人类文明程度的提高，人们尤其是残疾人越来越需要利用现代高科技来提高生活质量和生活自由。因为各种交通事故、天灾人祸、各种疾病，每年都有成千上万的人失去一种或多种能力(如行走、动手能力)。因此，用于帮助残疾人行走的机器人轮椅的研究逐渐成为热点。例如，在西班牙和意大利国家，中科院自动化所也成功研发了具有视觉和密码导航功能、与人语音交互的机器人轮椅。
机器人轮椅主要具有密码识别和语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能。
机器人轮椅的关键技术是安全导航。使用的基本方法有超声波和红外测距，也有一些是密码控制的。超声波和红外导航的主要不足在于可控范围有限，而视觉导航可以克服这一不足。在机器人轮椅中，轮椅使用者应该是整个系统的中心和活动部分。对于用户来说，机器人轮椅应该具有与人交互的功能。这种交互功能可以通过人机语音对话直观地实现。虽然现有的一些移动轮椅可以通过简单的密码进行控制，但真正具有交互功能的移动机器人和轮椅很少。斜拉桥以其优美的外观和良好的抗震性能越来越受到桥梁设计者的青睐。自1956年瑞典建成Tshomsonte斜拉桥以来，到1993年，世界上已有300多座斜拉桥。自1975在四川云阳建成第一座斜拉桥以来，至今已建成40多座斜拉桥。
拉索是斜拉桥的主要受力构件，但长期暴露在大气中，受风吹日晒雨淋和环境污染的侵蚀，其表面会受到严重的破坏，给整个斜拉桥带来不利影响。因此，对电缆进行有效的维护是非常必要的。斜拉桥以其独特的造型吸引了众多游客，为现代城市增添了一道亮丽的风景线。然而，人们在惊叹于壮观的斜拉桥的同时，也发现斜拉桥的大部分拉索都是黑色的，颜色的单调影响了斜拉桥的魅力。因此，近年来，五颜六色的斜拉桥成为许多桥梁专家追求的目标。
目前，彩色斜拉桥有三种方法，即彩色包裹法、全材料着色法和彩色涂装法，其中彩色涂装法是最经济、最灵活的方法。迄今为止，国内外对斜拉桥拉索进行彩色涂装的方法主要有两种。一种是利用小型斜拉桥的液压升降平台进行缆索涂漆，另一种是利用预装的塔顶固定点进行缆索涂漆，利用钢丝支撑吊篮沿缆索运送工人。前一种方法的工作范围非常有限，后一种方法是许多斜拉桥普遍采用的方法。然而，在高空手工绘画不仅效率低、成本高，而且危险，尤其是在雨天。因此，在1997中，上海交通大学机器人研究所与上海黄浦江大桥工程建设办公室合作，开发了斜拉桥缆索涂装和维修机器人样机。
机器人系统由两部分组成，一部分是机器人本体，另一部分是机器人小车。机器人本体可以沿着各种倾角的电缆攀爬，自动完成对高空电缆的检查、打磨、清洁、除静电、涂底涂顶等一系列维护工作。机器人身上装有CCD摄像头，可以随时监控工作情况。地面车的另一部分用于安装机器人本体并向机器人本体供水和油漆，同时监控机器人的高空工作。
机器人具有以下功能:
沿电缆的攀爬功能
机器人可以沿着任意倾角的电缆攀爬。可攀爬缆索的高度为160米，缆索倾角为0° ~ 90°(缆索直径为90 ~ 200毫米，机器人的攀爬速度为8米/秒..
电缆检测功能
机器人配有钢丝绳检测系统，可以检测钢丝绳是否沿电缆断裂，以便及时更换电缆。
电缆清洁功能
机器人本体配有各种形状的清洁刷和专用水性清洁液，可完成聚乙烯表面的电缆除尘、脱脂、除静电等工作。
有一定的智力
该机器人具有良好的人机交互功能，能够判断是否登顶、高空风力大小等环境条件，并实施相应动作。随着城市的现代化，高层建筑拔地而起。为了美观和获得更好的采光效果，很多写字楼和酒店都采用了玻璃幕墙，这就带来了清洗玻璃窗的问题。其实不光是玻璃窗，其他材质的墙面也需要定期清洗。
长期以来，高层建筑外墙的清洗一直是“一桶水，一绳一板”的作业模式。洗墙工腰间系着绳子，在高楼间荡来荡去，不仅效率低，还容易出事故。近年来，随着科技的发展，这种情况有所改善。目前国内外采用的方法主要有两种:一种是利用升降台或吊篮人工清洗玻璃窗和墙面；另一种是将擦窗器对准窗户，利用安装在屋顶的轨道和缆绳悬挂系统自动擦洗。第二种方法要求在建筑设计之初就要考虑窗户清洗系统，不能适应阶梯墙，限制了这种方法的使用。
改革开放后，我国经济建设飞速发展，高层建筑如雨后春笋般遍地开花。但由于建筑设计不规范，国内大部分高层建筑的保洁都是人工挂蓝完成的。基于这种情况，北航机器人研究所与铁道部北京铁路局研究所合作，为北京西站研发了玻璃天花板(约3000平方米)清扫机器人。
该机器人由机器人本体和地面支撑机器人小车组成。机器人身体是沿着玻璃墙爬行并完成擦洗动作的主体，重25公斤。它能根据实际环境灵活行走和擦洗，可靠性高。地面支撑小车属于支撑设备。机器人工作时，负责为机器人供电、供气、供水和污水回收。它通过管道与机器人相连。
目前国内从事楼宇清洁机器人研究的有哈工大和上海大学，都有自己的产品。
建筑清洁机器人是在爬壁机器人的基础上发展起来的，爬壁机器人只是爬壁机器人的用途之一。爬壁机器人有负压吸附和磁力吸附两种吸附方式，建筑擦窗机器人采用负压吸附。磁吸附爬壁机器人在国内也已问世，并在大庆油田得到应用。正所谓水火无情，可见水火对人类的威胁以及人们对水火的无奈。一提到火灾，人们就会想到一场悲剧。据有关部门统计，1.995年全国共发生火灾3.8万起，死亡2233人，受伤3770人，造成直接经济损失1.8亿元。1997年共发生火灾14万余起，死亡2722人，受伤4930人，造成财产损失154亿元。多么令人震惊的数字！
面对无情的大火，公安部上海消防研究所、上海交通大学和上海市消防局已经制定了研发灭火机器人的计划。经过三年的研究，中国第一台消防机器人诞生了。消防机器人可以行走，爬山，跨越障碍，喷火，进行火灾侦察。
近年来，我国石油化工等基础产业发展迅速，生产过程中易燃易爆和剧毒化学品急剧增加。由于设备和管理原因，危险化学品和放射性物质泄漏、燃烧、爆炸事故有所增加。消防机器人作为一种特种消防装备，可以代替消防员接近火灾现场，进行有效的灭火救援、化学检验和火灾现场侦察。它的应用将提高消防部队扑救特大火灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员伤亡将发挥重要作用。继深圳清水河火灾爆炸、南京金陵石化火灾、北京东方化工厂罐区火灾之后，国内消防部队要求发展和装备灭火机器人的呼声越来越高。该灭火机器人的研制成功，将对21世纪我国灭火装备的发展和灭火力量的技战术拓展产生重要影响。
不仅在中国，在世界范围内，灭火都是一个大问题，世界各国政府都在尽最大努力将火灾损失降到最低。
1984 165438+10月，日本东京一处电缆隧道发生火灾，消防员不得不在浓烟和高温的危险环境下扑灭隧道内的大火。火灾发生后，东京消防厅开始研究可以在恶劣条件下工作的灭火机器人。目前已有5种消防机器人投入使用。
遥控消防机器人
这个机器人第一次使用是在1986。这种机器人可以在消防员难以靠近火场灭火，或者有爆炸危险时使用。这种机器人配有履带，最大运行速度可达10 km/h，每分钟可喷5吨水或3吨泡沫。
喷射消防机器人
这种机器人是1989研制成功的，属于遥控灭火机器人的一种，用于扑灭狭窄通道和地下区域的火灾。这个机器人高45厘米，宽74厘米，长120厘米。它由喷气发动机或普通发动机驱动。当机器人到达火场时，为了扑灭火焰，喷嘴将水流变成高压水雾，喷向火焰。
消防侦察机器人
消防侦察机器人诞生于1991。用于收集火灾现场周围的各种信息，在浓烟或有毒气体的情况下支援消防员。该机器人有四条轨道、一个操作臂和九种数据采集设备，包括摄像机、热分布指示器和气体浓度测量仪。
攀爬救援机器人
1993首次使用攀爬救援机器人。当高层建筑的上层突然发生火灾时，机器人可以爬上建筑物的外墙调查火灾，并进行救援和灭火工作。机器人可以用绞盘沿着从建筑物顶部降下的钢丝绳将自己吊起，然后利用负压吸盘在建筑物上自由移动。这个机器人可以爬70米高的大楼。
救援机器人
救援机器人于1994年首次投入使用。这个机器人可以把受伤的人转移到安全的地方。机器人长4米，宽1.74米，高1.89米，重3860公斤。它装有最高速度为4公里/小时的橡胶履带。它不仅有信息收集装置，如电视摄像机、可燃气体探测器、超声波探测器等。还有两个机械手，最大抓地力90kg。机械手可以把伤者举到救援平台，在那里可以为他们提供新鲜空气。
2000年6月，奥地利雪山缆车隧道发生火灾，160多人遇难。由于隧道内黑暗、寒冷、浓烟滚滚，灭火和清理现场非常困难。这再次说明了特种消防设备的重要性。