机器人学是一门综合性的科学与技术学科,致力于设计、制造和编程自动化机器(机器人),使其能够自主或半自主地完成物理或认知任务。该领域融合了电子、机械、计算机科学、人工智能及传感感知等多学科技术。与传统自动化不同,机器人学赋予机器适应动态和不可预测环境的能力,依赖于其传感、推理与嵌入式决策。

应用场景与举例

工业机器人可在生产线上完成装配、焊接、喷漆等重复性工作。移动机器人(如无人机、自动驾驶车辆)可在不同环境中进行探测或运输。在医疗领域,手术机器人辅助医生进行高精度操作。服务型机器人则可在物流、酒店、智能家居等场景与人类互动。

主要软件工具、库与框架

主流开发框架包括ROS(Robot Operating System),为感知、规划和控制等模块提供模块化架构和库。常用工具还包括Gazebo(物理仿真)、MoveIt(运动规划),以及TensorFlow、PyTorch等AI库用于机器学习集成。

最新发展与趋势

最新进展集中于嵌入式AI提升自主性、多传感器融合感知及在线学习。协作机器人(cobots)和社交机器人发展迅速。行业趋势还包括微型化、软体机器人,以及云机器人(Cloud Robotics)实现集中化管理和持续优化。