机器翻译技术的现状及发展

机器翻译技术的现状及发展（通用8篇）

机器翻译技术的现状及发展 篇1

机器翻译技术的现状及发展

摘要:本文在分析机器翻译内涵的基础上，阐述了机器翻译的历史和现状，探讨了机器翻译所面临的问题及机器翻译的发展趋势。

关键词:机器翻译；自然语言；发展趋势

1.引言

《圣经.创世纪》中第十一章巴别塔：“耶和华说：看哪，他们成为一样的人民，都是一样的言语，如今既作起这事来，以后他们所要作的事就没有不成就的了。我们下去，在那里变乱他们的口音，使他们的言语彼此不通。于是耶和华使他们从那里分散在全地上；他们就停工，不造那城了。因为耶和华在那里变乱天下人的言语，使众人分散在全地上，所以那城名叫巴别（就是变乱的意思）[1]。”这只是圣经故事，但告诉我们语言的不同确实是人们交流的极大障碍，因此人们一直在寻找打破语言障碍的途径和办法。翻译则能克服语言障碍，使得不同语言人们之间能相互交流。谭载喜在他的《西方翻译简史》一书中提到我国的翻译史时说：孔子周游列国，在各地言语发音不尽相同，彼此交流甚少的当时，也不得不通过象寄之才（即翻译人员）以“达其意，通其欲”。随着互联网的日益发展，网络信息的激增，国际社会交流愈加频繁，机器翻译已成为克服交流时所产生的语言障碍的重要手段之一。

2.机器翻译的定义

计算机翻译通常叫机器翻译(Machine Translation或MT)，即全自动高质量机器翻译(Fully Automatic High Quality Machine Translation,简称FAHQMT或MT)，就是人类利用计算机进行自然语言间的相互翻译，利用软件实现从一种自然语言文本到另一种自然语言文本的翻译[2]。

3.机器翻译的历史与现状

在古希腊时代就有人提出利用机械装置来进行语言翻译的想法，其中之一是如何用机械手段来分析自然语言。17世纪，人们首次提出使用机械字典克服语言障碍的设想。1903年，古图拉特(Couturat)和洛(Leau)在《通用语言的历史》一书中指出，德国学者里格(W.Rieger)首次使用了“机器翻译”(Machine Translation)这个术语。1952年在美国麻省理工学院(MIT)召开了第一届国际机器翻译会议，标志着机器翻译正式迈出了第一步。1978年在中科院计算机所的一台64K容量的计算机上成功地进行了20个标题的机器翻译测试。1987年在日本箱根举行了第一届机器翻译峰会(MT Summit)，并决定以后每两年轮流在亚、欧、美定期举行。20世纪90年代后，随着微机的普及，相继出现了多种翻译软件，例如金山公司的词霸系列，实达铭泰的东方快车系列，Trados 翻译软件等。到目前为止，由于计算机科学、语言学研究的发展，特别是计算机硬件技术的大幅度提高以及人工智能在自然语言处理上的应用，机器翻译已经取得了相当大的进步，不过，机器翻译的水平距理想的“全自动高质量（FAHQ）”的目标还有很远的距离[3]。4.机器翻译面临的问题

4.1影响机器翻译质量的核心是歧义的处理。在词汇的层面上，词汇的歧义主要是一词多义，如英语单词“note”可以指“笔记”、“短信”、“注释”、“纸币”等。以下是词汇歧义的例子：

原文：Thank-you notes are heart-warming.机器译文：感谢笔记温暖人心。人工译文：感谢信温暖人心。

在结构层面上，常见的结构歧义有 and(和)结构，如 nice girls and boys, 它既可表示“好女孩和男孩”，也可表示“好女孩和好男孩”，这种歧义只有人工翻译才能消除，计算机无法识别此歧义，可见歧义的处理是影响机器翻译质量的关键。

4.2人类翻译目标集中于目标语言，如果有必要的话，译者会采用灵活的方式以使翻译传情达意，有的时候会使用意译的方法，这是机器翻译所无法达到的。以文学翻译为例，文学翻译是“传达作者的全部意图，即作者对在读者思想感情上产生艺术作用的全部意图……”。即使对于专业翻译工作者来说，文学翻译也不是件容易的事，更何况是对于没有任何认知能力的机器。笔者曾让机器翻译了下面几句：以下是美国19世纪著名作家爱默森长篇散文Beauty中的原句。

原文：“But this beauty of Nature which is seen and felt as beauty, is the least part.”—Beauty Ralph Waldo Emerson

机器译文：但是这哪个看见并且作为美丽感到的自然的美丽，是最小部分。夏济安译文：可是凡是耳目所能辨认出来的美，只是自然之美的最低部分。以下是美国著名作家马克.吐温早期创作的一则优秀短篇小说《竞选州长》中的原句。原文：“I hauled down my colors and surrendered.”

—Running For Governor Mark Twain 机器译文：我沿着我的颜色拖并且投降。张有松译文：我偃旗息鼓，甘拜下风。

以上机器译文荒唐可笑。由于机器没有思维、推理、判断能力，缺乏人工译者的综合知识和长期积淀下来的文化知识等，无法对原文产生全面的了解，做的只是机械转码，无法突破思维障碍。要获得地道完整的译文，必须对机器译文进行人工

修改、加工。

5.机器翻译的发展趋势

机器翻译的质量虽然不能和人工翻译相提并论，但有许多优势是人工翻译所不具备的。我国著名计算语言学与机器翻译专家董振东说：“美国要开发一种口语翻译机，专门用来审讯与美国人语言不通的塔利班俘虏。如果用人来做翻译，由于语言不通，即使翻译被塔利班收买，对美国人信口胡说，美国人也不会知道，而机器就不可能出现这种情况。这机器现在有没有发明出来，能到什么翻译水平还不得而知，但这至少是一个相当好的发展领域。” 因此，发挥机器翻译的自身优势是决定机器翻译发展趋势的重要因素之一。机器翻译的发展趋势是解决人工智能的技术问题。“假设要从人工智能上有所突破，那只能在神经网络和模糊计算上寻找出路。”为了探索人工智能，使电脑模仿人脑，进行更多的智力劳动，模糊计算便应运而生。神经网络和模糊计算都是通过对人脑的结构和推理方式的模拟来实现计算机的智能化。“只有人脑才能和人脑相比”——这看似废话，对于机器翻译来说，却是技术上真正意义上的突破口。

6.结语

目前，机器翻译的水平较50年前有了很大的提升，但要彻底克服语言障碍，使MT投入实际应用，还需数学家、计算机专家、人工智能专家、语言学家、心理学家、认知学家、逻辑学家等通力合作，共同努力，从理论研究和应用开发上有所突破，相信机器翻译会到达光明的彼岸。

参考文献

[1] 李娟，《圣经旧约名篇精选(英汉对照)》[M].天津人民出版社，2002

[2] Hutehins, W.J.et al.An Introduction to Machine Translation[M].Academic Press, 1992

[3] 张有松译，《百万英镑/马克.吐温中短篇小说选》 [M].译林出版社，2008

机器翻译技术的现状及发展 篇2

社交机器人作为一种具有社会智能的服务机器人,其最终目的是能够在人类环境中与人进行自然有效地人机交互,并通过赋予其情感化和人性化的特征,给人以相应的情感交互体验,因此拥有广阔的应用前景[7—10]。近年来,国内外对社交机器人的研究持续升温,其中欧美、日本等发达国家已经取得了显著的成果,而国内在该领域的研究较少且起步较晚,其中技术相对成熟的是哈尔滨工业大学。

1 国内外发展现状

社交机器人是机器人领域中的热点问题,也是人机交互重要的应用对象和高效的实验平台[11,12]。对社交机器人的研究,日本和美国开展地较早。1999 年,日本索尼公司就研发出第一代AIBO机器狗,它是最早进入家庭的社交机器人[13]。至2002 年,美国麻省理工( Massachusetts Institute of Technology,MIT) 媒体实验室也成功研发出早期的社交机器人Kismet和Leonardo[14,15]。随后,欧洲英国与德国等也普遍开始了对社交机器人的相关研究[16—18]。我国在20 世纪初开始出现社交机器人的相关研究[19]。其中由哈尔滨工业大学研制的H&F robot-Ⅲ机器人比较先进,它已经实现了语音交互和面部识别,并引入了人工情感概念模型,具备了一定的交互和情感表达能力[20]。为了给今后的研究奠定基础,图1 和表1 选取了日本、美国、欧洲和国内26 个具有代表性的社交机器人,并对其功能、商业化和外观等特征行了对比分析。

纵观国内外社交机器人的发展可以发现,人机交互和情感化始终是其研究的重点。早期的社交机器人主要用于实验室研究,仅能支持少量的语音识别,做一些简单的面部表情。随着技术的不断进步,社交机器人的交互方式也日益丰富,语音交互、面部表达、动作表达及触觉识别成为其主要的交互形式,情感在人机交互中的作用也得到了普遍的重视,人工情感模型开始被广泛应用于社交机器人的设计之中。2008 年,麻省理工大学媒体实验室研发出首款定位于MDS( mobile /dexterous/social) 的社交机器人Nexi,它能够以立体的方式对周围环境进行识别,并通过其面部组件表达丰富的情感,极大地增强了人机互动性[21]。此时的部分社交机器人,如Nao、Paro等已经开始在市场上出现,其应用领域也逐渐扩展到医疗、公共服务等行业。发展到近年来的社交机器人,如Pepper、JIBO、Buddy及国内的爱乐优和威尔,均已实现了商业化。它们在家庭中充当生活助理的角色,在与用户进行交流的同时,还能给人以情感体验,取得的进步显而易见。

同时,在社交机器人日趋商业化的过程中,机器人造型在人机交互中的作用变得越来越重要。已有的社交机器人造型可以分为仿人型、仿动物型和仿卡通型三个类型。其中仿人型根据模仿程度的高低又分为类人型( 如ASIMO、Robi等) 和拟人型( 如ROMAN、H&Frobot-Ⅲ) 两种。由于造型对用户情感认知的重要影响,目前,机器人造型在人机交互中的作用日益受到国内外研究者的重视[22—24]。

总体说来,在社交机器人领域,欧美更多地关注于机器人的社会交互性[25,26],而日本则关注于拟人性和情绪性[27,28]。我国在几代社交机器人的研发当中也取得了较大的进步[29,30],其中一些机器人已经具备了语音和面部表达能力,并拥有简单的情绪模态,但在自主性和社交性方面与发达国家仍有较大的差距,有待进一步提高。

2 关键理论技术分析

2. 1 恐怖谷理论

在机器人造型对人情感影响的大量研究中,最重要的是由Mori于1970 年提出的“恐怖谷理论”[31,32]。该理论认为,当机器人在造型和动作上与人相似时,随着相似度的增加,人对机器人产生的好感亦会增加,直到相似度超过一个临界点,人的反应会突然变得非常反感,直至谷底。此时,即便机器人与人有一点微小的差异,也会变得异常显眼,让人产生恐怖和厌恶的感觉。而当相似程度继续升高时,人对机器人的情感又会逐渐变得积极,如图2所示。

近几年来,随着各类机器人的大量涌现,恐怖谷理论成为了机器人领域的热点,且越来越多的研究开始支持这一理论的合理性[33—36]。虽然关于“恐怖谷理论”的研究目前仍在进行中,但该理论至少指出在人工智能未完全通过图灵测试之前,机器人外形和动作的设计并不一定要与人类趋同。因此,在设计社交机器人的造型时也应充分考虑这一理论,避免与人过于相似而陷入恐怖谷。

2. 2 人工情感理论

社交机器人要表达丰富的感情,就必须有自己的情感系统。人工情感是基于人类情感理论,采用人工科技对情感进行模拟和延伸,从而使机器能够对情感进行识别、理解和表达的理论[37—39],如图3所示。在社交机器人中,它可以作为控制机制对外界环境作出反应,将机器人的心理状态、目标和意图等反馈给用户,帮助用户理解社交机器人,从而建立更加便捷可信的人机交互。关于人工情感的研究当前主要集中在情感建模方面,已有大量的情感计算模型被提出,下面对4 种常见的模型进行了介绍。

OCC模型[40]: 基于认知评价理论,将情感的起因分为事件、主体行为、对象观感三类,通过分析不同事件对主体行为的影响而引发各种感情,从而产生了一个包含22 类情绪的层次系统。

Cog Aff模型[41]: 模型分为反应层、评估层和元管理层三个层次。反应层能够快速地将内部和外部的状态映射为情绪或行为。评估层通过对情景进行推理,选择和评估行为序列,产生认知情绪。元管理层则负责对系统内部的各种状态进行监控和评价,而各层次之间交互会产生更加复杂的情感,如图4( a) 所示。

EM模型[42]: 根据主体的喜好、行为特征和目标解析环境中对象及其他主体的当前状态,进而触发特定的情绪。同时,EM模型可以通过积累的阀值机制及时更新情绪状态,从而表现出更加真实的社会行为。

Kismet模型[43]: 模型包括情绪刺激、情绪评价、情绪激活、情绪表达4 个组成部分。当系统被外界事件所激发,模型通过唤醒、效价和态三种特征对刺激进行评价,进而将评价变量映射到情感空间来激活相应的情绪,如图4( b) 所示。

由于情感自身的复杂多变性及其与社会行为繁复的关联,人们对其机理的认知还不够成熟,这也导致了当前的情感模型只能部分地模拟人的情感,与真实自然的情感交互仍相差甚远。因此,如何建立一个科学、创新的情感计算模型仍是该领域面临的主要难点。

2. 3 传感技术

为了实现更有效的人机交互,除了定位、避障等基本的感应功能之外,社交机器人还必须具备对外界环境充分的感知能力。目前关于社交机器人的传感技术主要包括视觉识别和触觉识别两个方面。

2. 3. 1 视觉识别

人类约75% 的信息是通过视觉获得的[44],因此,绝大多数的社交机器人都采用了摄像头等视觉设备来实现视觉感知能力[45—48]。视觉识别一般分为对象检测、定位及跟踪,特征提取和特征归类识别三个步骤[49—51]。与之相应的技术包括对象追踪、特征提取和归类识别技术,在社交机器人领域主要用于完成人脸检测识别、表情识别、动作识别和视觉追踪等任务。为了方便以后的研究,表2 总结了各技术的常用核心算法及其应用领域。

由于丰富的基础研究,机器人视觉技术在某些方面取得了可喜的成绩,其中人脸识别系统已经实现了商业化。然而与人类的视觉能力相比,多数的研究仍停留在对基本表情和动作的识别上,且缺乏对情感内涵的理解,关于鲁棒性的研究也相对较少。这些问题都阻碍了机器人视觉技术的进一步发展,仍有待解决。

2. 3. 2 触觉识别

在现实世界的交流中,人通过对触觉的感知来丰富和增强对信息的理解[52—54]。社交机器人的触觉识别功能主要通过种类繁多的触觉传感器来完成。根据传感器转能原理的不同,目前的触觉传感主要有6 种方式: 压阻效应式、电容效应式、光传感式、磁敏式、超声波传感式和压电式[55,56]。为了方便触觉传感器的选取,表3 对6 种传感方式的优缺点进行了对比分析。

随着人机交互研究的不断深入,触觉技术在社交机器人中的应用也日益受到人们的关注。例如,Stiehl研制出一种“感应皮肤”,通过在硅树脂中植入3 种不同的传感器对外力进行识别,它已被成功地应用于Huggable机器人中[57]。Shibata研究出一种柔顺的触觉感应材料,能够附于不同形态的机器人表面,对力觉和位置信息进行识别,这种材料也已被应用在机器人Paro中[58]。除了以上两种主要的传感形式外,有些社交机器人还具有嗅觉传感,如日本早稻田大学的Kobian机器人采用了4 个气敏传感器,能够区分香烟、酒精和氨水的气味[59]。

在相关学科的推动下,传感技术取得了长足的发展。然而毕竟不同于纯理论研究,社交机器人想要真正走进人们的生活,不仅要求其传感的准确性,还要考虑到数据处理成本、自主化程度和适应性等因素,对传感技术的选择也应视具体使用情境而定。此外,鉴于人类环境的复杂性,必须对视觉、听觉、触觉等多种传感技术进行综合应用,才能进一步提高社交机器人对环境的感知力。

2. 4 面部表达技术

面部表达是指通过前额、眼睛、眉毛、面颊和嘴的协同变化来表现各种情绪状态[60,61]。社交机器人面部表达的实现方法主要有机械激发和计算机图形动画两类,其中机械激发以面部编码系统理论( facial action coding system,FACS)[62,63]为基础。

大多数拟人型社交机器人的面部表情都是基于面部编码系统理论实现的。该理论基于大量面部表情的分类研究,将面部划分为46 个运动单元AU( action unit) ,并分析了每个单元的运动特征、控制区域以及它们之间的相互关联。这些运动单元可以实现面部肌肉的基本运动,其中一些特定的基本运动通过相互组合就形成了相应的面部表情。如德国的ROMAN和国内的H&Frobot-Ⅲ 机器人都是以FACS理论为基础,通过机械激发的方式来实现面部表达[20,64]。

计算机图形动画技术以显示屏为载体,通过动画图像来虚拟人的面部表情[65,66]。较之机械激发表情僵硬、突变等缺陷,使用图形动画技术生成的面部表情更加自然和丰富。近年来,计算机图形动画技术被广泛地应用于社交机器人的面部表达中,美国MIT的JIBO和法国的Buddy机器人,在设计时都采用了动画图像来表达面部情感[67,68]。

2. 5 语音识别和合成

语言是人类最重要的交互工具。具备语音识别与合成的能力,是社交机器人实现人机交互的基础。

语音识别是将人类语言转换为语音信号,并使机器能够对其进行理解和识别的技术,典型的语音识别过程如图5( a) 所示。目前语音识别常用的方法包括隐马尔可夫模型( hidden markov model,HMM)[69—71]和人工神经元网络( artificial neural network,ANN)[72—74]两种。其中ANN系统具有一定的学习和逻辑推理能力,这是HMM模型所欠缺的,然而ANN系统也缺乏HMM模型的动态时间归正能力。因此,当前越来越多的研究开始尝试结合两者的优点,开发基于HMM和ANN的混合模型[75,76]。

语音合成是通过控制语音的各种参数实现的,如音调的高低、变化、音域及韵律等,常见的语音合成流程如图5( b) 所示。根据对各参数控制程度的不同,其主要方法分为4 类[77—80]: (1) 共振峰合成:模拟人的发声机制,依据声学相关规则来生成语音;(2) 音素拼接: 以语音波形为基元,从已有的语音库中选取所需数据,由韵律分析模块单独对其进行韵律调整,然后拼接起来形成语音; (3) 基元选择: 利用高效的选择算法从庞大的语料库中挑选合适的基元拼接形成语音。这种方法的优点在于省略了韵律调整的过程,极大地减少了对语音的处理操作; (4) 基于HMM的统计模型: 通过对大量的语音数据的训练生成相应的隐马尔可夫模型,然后由模型直接对语音进行合成。

随着语音技术的不断发展,市场上已经涌现出大量的语音开发软件,其中可以直接应用于社交机器人的包括IBM Via Voice、Microsoft Speech SDK、Cambridge HTK、CMU Sphinx、Dragon Naturally Speaking、Voice Xpress和Philips Free Speech 2000。虽然语音技术的发展相对成熟,但在具体的实用场景中仍存在识别速度慢、拒识、答非所问等问题,同时关于语音情感的研究也相对欠缺,与真实的自然语言交流尚有较大差距。

3 存在的问题及研究方向

3. 1 跨学科融合的必要性

社交机器人是一个涉及人工智能、人机工程学、认知心理学、社会科学和艺术设计学等多学科交叉的研究领域。虽然学科间研究的侧重点各不相同,其目的都是希望让社交机器人真正走进人们的生活。然而由于不同的人对社交机器人的接受态度受到地域、性别、年龄、文化背景等因素的影响,具有很大的差异性[81—83]。同时,人类环境的多变性和复杂性也对社交机器人的进一步发展提出了严峻的考验,而这些问题的解决有赖于各学科之间的密切配合才能取得成功。基于此,未来关于社交机器人研究应包括多学科的知识构成,通过交叉融合,实现自然有效地人机交互。

3. 2 建立适用于社交机器人的社会规范

人类社会行为规范的本质是对社会关系的反映[84]。社交机器人作为具有社会行为能力的机器人,除了要具备类人的交互能力,遵守相应的社会规范也是满足人们对其行为预期的必要因素。近几年来,社交机器人的应用领域日益广阔,而在不同的使用情境中,人们对其行为的预期也不尽相同。因此,建立适用于社交机器人的社会规范,探究不同应用场景中的人机关系及其相应的行为规范就变得日益重要,而目前关于这方面的研究十分少见,还需要相关研究者的积极探索。

3. 3 社交机器人商业化应用

随着机器人科技和经济的发展,社交机器人的应用已日趋商业化,我国作为人口大国对其有着巨大的需求空间。然而当前关于社交机器人的研究仍主要集中在技术理论层面,对于如何创新社交机器人商业模式、建立稳定用户群等方面的内容却鲜有提及。由此可见,关于面向商业化的研究必将成为今后社交机器人领域的热点之一。

4 结论

在相关学科的推动下,社交机器人的研究已经取得了较大的进展。本文对社交机器人的国内外发展现状及关键技术进行了论述,理清了社交机器人的发展脉络及其相关技术特征,并指出跨学科融合的必要性、建立适用于社交机器人的社会规范和社交机器人商业化应用是其未来研究的三个重点方向,为此领域以后研究获得更大的突破奠定了必要的基础。然而从面向用户的角度来看,社交机器人要实现自然有效的人机交互还存在着巨大的挑战。所以,在当今科学技术高度发展和智能科技日益进步的条件下,仍需要以智慧和勇气来挑战社交机器人领域的难点问题,并进行创新性研究,为我国机器人产业的发展作出更大的贡献。

摘要：社交机器人是一个新兴的机器人研究热点。为了更加深入地对其进行研究,梳理了国内外具有代表性的社交机器人,从功能、商业化和外观三个方面总结了社交机器人的发展现状;对该领域的相关理论和关键技术进行了详细地阐述,包括恐怖谷理论、人工情感理论、传感技术、面部表达及语音识别与合成技术;最后,针对目前研究中存在的问题,讨论了未来的研究方向。

机器翻译技术的现状及发展 篇3

关键词：除草机器人；机械除草；智能；运动主体；末端执行器

中图分类号：S224.3 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）05-0037-02

1 除草机器人发展概况

我国是农业大国，80%的人口是农民，人均土地拥有量少，农业机械化、自动化的需求不如发达国家那么迫切，因此，农业机器人的发展相对滞后。目前，我国已经进入人口老龄化时期，加之受城镇化进程的影响，农村劳动力数量大为减少。这使得农业生产成本不断提高，农民的劳动强度越来越大。

目前，我国主要使用化学药剂和人工的方式除草，其特点是劳动强度大、耗时费力、效率低、效果差，除草工作完成后，幼苗仍受不同程度的草害威胁。滥用农药在很大程度上造成农民直接或间接经济损失，如人身中毒、农产品农药残留量超标、环境污染、药害、生物链破坏、农药浪费等。随着人们生活水平的提高，人们开始重视生存环境，对食品安全也越来越关注。长期以来，我国在机械施药技术方面的规范混乱短缺、无章可循，加之广大用户的机械施药技术水平低、安全施药意识淡薄，导致每年因施药不当而中毒伤亡的人数高达10万人左右。同时，由于使用不当，农药大量飘移流失，导致农药有效利用率仅为30%左右，严重污染农业生态环境。

随着科学技术的发展，在大田除草的生产环节上，智能型机器人开始融入其中：从产生到现在，从国外到国内，从图像识别分析到机械手准确定位。目前，发达国家已经广泛开展农业机器人研究。近年来，瑞典、丹麦、荷兰等欧洲国家及美国、日本等相继开展杂草识别和除草机器人的研究。虽然我国对除草机器人的研究刚刚起步，但随着国家对农业机器人重视程度的提高，农业除草机器人的研究领域必将取得重大突破，并在农业生产能力提高方面发挥重要作用。

2 除草机器人技术原理及其重要技术

除草机器人的硬件部分由PC处理机、运动主体、末端执行器、摄像头等组成（见图1）。

在除草机器人的设计中，摄像头的视觉图像分析运动主体的灵活快速响应和末端执行器的指令执行为关键所在。

2.1 除草原理

除草机器人工作原理：在PC处理机内部建立数据库，存储作物生命特征，并作为对照；除草工作时，摄像头沿着作物生长的垄条进行拍摄，并将所拍摄的地貌特征影像输送到PC处理机内进行比对分析，然后快速响应，控制各电器部件完成运动主体的前、后、左、右、上、下移动且与作物保持安全距离，由末端执行器在所经过的区域完成除草工作。

2.2 实施除草的重要技术

2.2.1 视觉图像分析 利用机器视觉导航技术引导除草机器人沿着农作物行自动行走，同时利用机器视觉技术检测农作物行间作物位置。

主要应用方法：1） 基于OCD-ICP的图像配准方法。该方法利用图形学原理，对图像边缘角点候选点集提出4个筛选规则，逐步筛选优化的角点集，并在此基础上利用迭代最近点的方法得到最优配准。2） 基于HSI颜色分量的颜色特征提取方法。该方法结合HSI颜色分量反映物体本质颜色的特点，采用直方图多阈值分类方法量化各HSI颜色分量，组合量化后的颜色分量提取图像颜色特征，对该方法提取的视觉图像颜色特征进行聚类，并对视觉图像进行分割。

大部分方法都是多种原理并用，采用先进的彩色处理技术，基于一定的平台技术。我国的相关技术还有很大的需求和发展空间，国外在这方面的研究比较成熟和先进。

2.2.2 运动主体的准确快速响应和末端执行器的指令执行 除草机器运动主体运送末端执行器在作物间行走除草并绕过作物所在位置。在整个过程中，机器人的图像识别处理能力直接决定作业效果。运动主体及末端执行器的行走路径分别见图2和图3。

主要应用方法：1）在三维软件中建模，然后利用模型在三维软件环境中进行仿真，模拟在不同路面条件下机器人的移动滑移效果，并根据机器人的运动学特性重建出不可测的滑移量。将滑移量传递给控制器参数设计出滑移补偿控制器，并进行三维软件与MATLAB联合仿真。仿真效果表明，该控制器可以有效地补偿滑移效果，改善移动机器人在滑移状态下的控制精度。2）数字图像处理和计算机视觉技术发展十分迅速，广泛地应用于军用和民用领域，是智能机器人获取外部信息和理解世界的重要途径。运动检测与目标跟踪是计算机视觉中两个最重要的应用，也是实现智能化识别及除草的关键技术，借助传感器信息执行部件能够快速安全地到达目标点，并实施除草的动作指令。

3 除草机器人发展趋势

随着信息化时代的到来和设施农业、精确农业的出现，落后的农业生产方式也乘上了“现代化的快车”，而农业的新发展离不开生物工程与信息化。除草机器人融合田间测绘、变量操作和决策支持系统等关键技术，将在现代农业中担当主体角色。

使用除草机器人可以提高劳动生产率，解决劳动力不足问题，改善农业的生产环境，避免农药对人体的伤害。因此，开发高效去除杂草、降低甚至消除生态污染的自动化除草机器人十分必要。从长远来看，除草机器人具有很高的社会、经济、生态效益。

未来，我国农业机器人将会朝着更加智能、准确、高效、绿色的方向发展。农业机器人的发展，特别是除草机器人的发展是我国农业高效产业化的组成部分，会使我国的农业生产发展更加现代化、科学化。

参考文献

[1] 杨晶东，杨敬辉，洪炳镕.移动机器人视觉图像特征提取与匹配算法[J].计算机应用研究，2009（9）：3526-3529.

[2] 侯学贵，陈勇，郭伟.除草机器人田间机器视觉导航[J].农业机械学报，2008，39（3）：106-108.

[3] 陈勇，田磊，郑加强.基于直接施药方法的除草机器人[J].农业机械学报，2005，36（10）：91-93.

光纤通信技术的现状及发展 篇4

由于在通信系统中，利用实现光纤通系统的形成的光波的频率要比利用电波的频率高出很多，并且在信息传播过程中利用光纤要比其他传播介质损耗要低很多，因此，无论是从传输速率还是能源利用上来看，光纤技术占有绝对的优势，这也是如今在通信领域大力发展光纤通信技术的主要原因。

在通信领域中，自从光纤通信技术的出现，使其发成了翻天覆地的变化，如同一场通信革命。

机器翻译技术的现状及发展 篇5

职业技术教育是对受教育者在一定水平的教育基础上所进行的专业知识和技能、技巧的教育。它的特点是强调职业道德培养，着重进行适应社会发展和生产发展的实践动手能力的技术培训，是一种实用性很强的职业技术、技能教育。在国家政策的支持下，我国的高等职业技术教育取得了较快的发展；但在充分肯定成绩的同时，必须清醒地看到职业技术教育发展中还存在着很多困难和问题；从当前情况看，要办出受企业欢迎、社会认可、群众满意的职业技术教育，还有很大差距。因此，必须把职业技术教育作为国民经济发展的重要基础，作为教育事业发展的优先领域。

一、发展职业技术教育的重要意义

纵观近代以来职业技术教育发展史，可以得出一个基本结论，这就是：职业技术教育是劳动力生产和再生产的关键环节，是教育体系与经济社会发展对接的重要枢纽，是一个国家和地区现代化的强大动力。因此，大力发展职业教育，是一种长远、积极的就业支持政策，有利于拓宽就业渠道和增加就业岗位，可以提高劳动者的就业能力和适应职业变化的能力，实现劳动力资源的重新配置和调整，促进劳动者再就业，化解社会矛盾，意义十分重大。

二、当前职业技术教育的现状

20多年来，我国的职业技术教育事业得到了较快的发展，已初步建立起具有中国特色的初等、中等和高等职业技术学校，又有与普通高等教育、成人教育相沟通的职业教育体系。在国家政策的支持下，我国的高等职业教育取得了较快的发展。2004年高等职业教育招生达到237万人，占整个高校招生总量的53%，高职高专招生总量已经超过了本科。在这种形势下，截止到2005年，全国具备颁发学历资格的普通高职院校达到1078所。但中等职业学校的发展却不容乐观，自1999年以后高等教育招生人数的急剧增加，拉动了以升学为主的普通高中教育的发展。1998年全国普通高中招生数为359.6万人，2004年增长到821.5万人，增幅达128.4%；而同期承担技艺型、应用型人才培养的中等职业学校，招生数由519.5万人增加到548.1万人，增幅仅有5.5%，中等职业教育招生总数的比例由占高中阶段的59.1%下降到40.0%。更令人担心的是，在全国农村高中阶段教育中，接受普通教育与职业教育的人数比例相差极大。并且，有资料显示，我国现有技术工人7000万人，其中高级技工只占3.5%，即使是全国最大工业基地上海，高级技工的比例也不足7%，与发达国家高级技工占40%的水平相比相差很远。并且现有的技工大多年龄偏大，一部分青年工人的技术水平又达不到规定的标准。而在上亿的农民工里，技术熟练的工人所占的比例很低，有受过专门技术培训的仅占12.5%。

三、我国职业教育发展中存在的问题

从当前职业技术教育的现状的来看，发展职业教育，培养技工人才是当务之急。但是，我国职业教育发展的历史短，起点低，再加上各级政府及教育工作者对职业教育缺乏足够的认识和重视，从而造成我国职业教育仍存在很多问题。

（一）人们对职业教育的认识存在偏差

长期以来，受中国传统“精英教育”的影响，人们对职业教育的认识存在偏差，认为职业教育是低水平、低层次的教育，是上不了普通高中和普通高校的学生迫不得已的选择。在农村，农民对职业教育也没有深入的认识和理解，他们还没有真正形成依靠科技致富的意识，因此，不愿把子女送入职业学校就读，他们希望子女能够考上大学，出人头地，摆脱贫困。随着高等教育办学规模的不断扩大，社会上出现了“普高热”现象，普通高中的招生人数不断增加，而职业学校却出现招生困难的态势，特别是农村职业学校的生源更为短缺，即使招了一些学生，其生源的素质也是相对较差的，这直接影响到职业学校在社会上的声誉。

（二）职业教育投入少，办学条件差

目前，我国职业学校的经费短缺现象严重，国家财政预算内事业费只能基本保住人员经费，甚至有些学校连保工资都困难，更难以发展职业教育。由于办学经费紧张，造成许多学校连培养学生职业技能所需的最基础的设施和设备都没有。同时，由于经费紧张，不但教师没有机会出去进修，而且连学生必要的实习也无法实现，而这一情况在农村职业学校中更加突出。在教育工作上，有些领导对普通教育、职业教育和成人教育不能做到统筹兼顾、共同发展，甚至有的地方政府对农村职业教育不但不安全配套经费，而且连专项经费也很难保证。再由于部分职业学校教师的专业素质偏低，很难把先进的科技成果引入教学中，造成了职业学校开设的课程不能适应学生升学考试和就业的需要，这不但影响了职业技术人才的培养和职业学校自身办学的吸引力，而且也挫伤了广大学生和家长的入读信心。

（三）就业形势严峻

职业教育是以就业为导向的教育，目前我国高等教育已呈现大众化的趋势，大学毕业生数量迅速增长，同时，产业结构调整和国企改革，使企业向社会释放了大量的多余劳动力。据统计，20世纪90年代后期失业人口已达1200万，过剩的失业、待岗人群挤占了职业院校毕业生的就业空间。现今毕业生就业难已经呈现出两个向下的趋势，一个是就业率降低，一个是起薪点降低。毕业生就业难折射出我国经济发展中一个深层次的问题—“资源错配”，即经济资源在一些人为因素的作用下，违背了市场经济的规律，片面流向重型产业和劳动密集型产业，而知识型服务业则处于低迷状态。特别是2001年之后，在低利率、低汇率政策扶持下，重型产业加速发展，工业对经济增长的贡献中，近3/4来自重制造业。这种产业结构失衡反映在劳动力需求结构上，就是“白领”岗位需求相对不足，而对蓝领型岗位却有着旺盛的需求。因此，才会出现大学生就业难、大学生工资不如农民工等新的“脑体倒挂”现象。

（四）职业教育改革缺乏力度

目前，虽然职业学校都在不断调整自己的办学方向和专业设置，及时适应市场对职业技术人才的需求，但仍有相当多的学校办学模式相对单一，专业结构不合理，缺少本校的办学特色和活力。有的学校领导的职业教育观念陈旧，不思变革，有的学校专业课程和教材内容不能较好地反映最新的科研成果，教师的教学方法手段相对落后，特别是青年教师的专业技能和实践操作能力不强。再者，职业学校内部缺乏沟通，专业设置重复，资源不能共享，特别是农村职业教育人才培养目标与农村经济发展的实际需要相背离，培养出来的学生，实践动手能力差，没有学到科技致富的真本领，在农村经济发展中发挥不了应有的作用。

（五）教育教学与社会需求相脱节

职业学校培养目标存在短期行为，一些学校不能随着社会的发展及时完善培养目标。不能根据市场需要及时调整专业设置，专业结构不尽合理，对市场的适应性较差。热的专业过热，供过于求；冷的专业过冷，虽社会急需，但无人问津。培养目标和课程设置之间、课程设置和岗位群的知识能力要求之间出现脱节，毕业生的岗位适应性差影响了办学的质量和声誉。同时，课程教学内容陈旧，缺乏时代特色。职业教育存在着重理论、轻实践，重知识、轻能力的现象。

四、职业技术教育的发展趋势

（一）在规范化建设方面，职业技术教育逐渐体系化

早在1985年《中共中央关于教育体制改革的决定》就要求“逐步建立起一个从初级到高级、行业配套、结构合理，又能与普通教育相互沟通的职业技术教育体系”。经过多年的改革与发展，我国的职业教育基本建成了具有中国特色的，初等、中等、高等相互衔接，专业配套，结构合理，形式多样，又与普通教育、成人教育相互沟通、协调发展的体系。

职业技术教育体系在纵向上的几个层次自行衔接，横向上又与普通教育相互沟通。

① 初等职技教育，培养熟练工、初级技术工人。

②中等职技教育，培养中级技术工人、初级的技术员、专业人员、管理人员。③高等职技教育，培养中级以上的技术人员、专业人员和管理人员、技师（或高级工）和智能型操作人员，招收高中毕业生和中职技校的毕业生。同时规范了中等和高等职业学校的名称，并体现了职业特点。职业教育的发展，既扩大了我国教育的总体规模，也使我国教育结构得到了历史性改变，特别是中等职业教育的发展，优化了高中阶段教育的结构。

（二）在管理体制方面，在中央统一领导下，逐步加强了地方政府对职业技术教育的统筹和管理权，扩大地方政府的管理职权是教育体制改革的趋势，对职业技术教育更为重要。我国经济发展的一个重要战略趋势是发展区域经济，即要求在一个经济区域内，充分利用本地区的自然资源、经济资源和劳动力资源，以自己特定的文化、教育、科技水平，实现资源的最优配置，构建起体现本地区产业和技术特色的经济结构和管理体制，推进本地区经济的迅速发展。职业技术教育要服从并服务于区域经济的发展，必须受地区的统筹和管理。

2002年《国务院关于大力推进职业教育改革与发展的决定》明确提出要加强地方政府对职业教育的统筹和管理权，要求地方政府要统筹规划，促进本行政区域内职业教育与其他各类教育协调发展，建立多渠道筹措职业教育经费的机制，组织动员社会力量举办职业教育；要整合和充分利用现有各种职业教育资源，打破部门界限和学校类型界限，积极发挥市场机制的作用，提高办学效益，优化职业学校布局结构。

（三）在办学体制方面，鼓励和支持民办职业教育发展，形成了职业教育多元办学的格局长期以来，我国职业教育办学体制的特征是在计划经济体制下形成的以政府包揽办学和单一计划办学。社会主义市场经济体制建立、所有制结构的变化，对职业教育办学体制的影响是直接和具体的，要求职业教育办学的主体由政府或国有经济向公有制为主、多种所有制共同参与转变，同时使公民个人、合资企业等成为办学主体的需求成为现实。办学主体多元化和办学形式多类型是办学体制改革的核心与关键，办学主体决定着办学的管理主体与投资主体。因此，深化职业教育办学体制改革，形成政府主导、依靠企业、充分发挥行业作用、社会力量积极参与的多元办学格局，逐步建立与经济多元化和办学主体多元性相适应的职业教育办学体制是职业教育办学体制改革的目标。

机器翻译技术的现状及发展 篇6

讲 义

割加工设备、数控绕线机等等。其技术范围复盖很多领域:(1)机械制造技术(2)信息处理.加工.传输技术(3)自动控制技术(4)伺服驱动技术(5)传感器技术(6)软件技术等。

3.1.2 数控机床出现的意义

以计算机为主导的数控技术在机械制造领域的应用，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使传统的制造业焕发了青春，犹如朝阳产业具有广阔的发展天地。3.1.3 数控机床的优点 3.1.3.1 加工效率高。

利用数控手段可以加工复杂的曲线和曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。数控加工中心可以使用多把刀具自动换刀加工，一次装夹即可把所有表面加工完成。再如模具制造业，现在的家用电器、航空航天、汽车等行业应用大量的模具，使用数控线切割加工、电火花加工、数控车、铣、磨等加工设备替代传统的钳工加工、普通机床加工，大大提高了加工效率。

3.1.3.2 加工精度高。

同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。3.1.3.3 劳动强度低。

由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不象传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。3.1.3.4 适应能力强。

数控加工系统可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。可以实现制造的柔性化，特别对于多品种、小批量的制造更加显示出其优越性，成本低，调整方便。尤其配合成组技术的运用，大幅度提高了管理效率和经济效益。3.1.3.5 工作环境好。

数控加工机床是机械控制、强电控制、弱电控制为一体高科技产物，对机床的

运行温度、湿度及环境都有较高的要求。3.1.3.6 就业容易、待遇高。

由于我国处于数控加工技术的大力发展阶段，大量的数控机床、加工中心和其他先进的加工手段，需要大量熟练数控技术操作的人员。数控机床的工作原理简介

4.1编制程序→计算机数控系统（数据处理）→输出信号（司服单元）→驱动装置→机床运动 具体是：

4.2 编制程序：手工或自动编程，手工编程是根据零件图纸分析图样，依据图样对零件材料、尺寸、形状、精度和热处理的要求来确定工艺方案，进行工艺处理和数值计算。在此基础上，根据数控系统规定的功能指令代码和程序格式编写出数控加工程序单。自动编程一是：经过计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）处理，由计算机自动生成数控加工程序。二是：人机对话。通过数控系统显示器上的图形提示和参数确定，在数控系统中自动生成加工程序。4.3 输入-输出装置：将编制好了的程序输入数控系统或将调试好了的加工程序通过输出设备存放或纪录在相应的控制介质上。程序输入至数控系统的方法：键盘，USB接口，通信接口，CF卡。输出装置：USB接口，通信接口，CF卡、显示器。

4.3计算机数控装置；是数控机床的核心，它接受输入装置送来的数字信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，将各种指令信息输出给司服系统，使设备按规定的动作执行。

4.4司服系统：包括司服单元、司服驱动装置（或执行机构），是数控机床的执行部分。其作用是把来自CNC装置的脉冲信号转换成机床运动，使机床部件精确定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。有的司服系统还配备有位置测量装置，可直接或间接测量执行部件的实际位移量，并反馈给数控装置，对加工的误差进行补偿。

驱动装置：一般是步进电动机、交直流司服电动机、直线电机。目前我国数控机床的技术现状

5.1 总体水平

国产数控机床目前缺乏核心技术，从高性能数控系统到关键功能部件基本都依赖进口，即使近几年有些国内制造商艰难地创出了自己的品牌，但其产品的功能、性能的可靠性仍然与国外产品有一定差距。近几年国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术，但缺乏对机床结构与精度、可靠性、人性化设计等基础性技术的研究，自主开发能力的培育尚不够完善，国产数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有较大差距。从产品总体水平看，我们处于发达国家名牌产品之下，发展中国家之上的中等偏上水平，中低档产品与国外同类产品差距较小或基本持平，但生产效率却远远低于国外。而高性能、高档次的产品（高速、高精度、特高精度、低噪音等）与国外知名企业有明显差距，成为制约国产高档数控机床发展的瓶颈。同时，采用进口功能部件价格昂贵，从而使整机价格攀升，国产数控机床的价格与一些发达国家和地区的产品趋于持平。总之，我们要赶上国际先进水平，还要不断提高产品开发能力。5.2首先是主机精度普遍不够。

只有少数几种产品达到欧洲标准定位精度。精度差距只是表面现象。其实质是基础技术差距的反映。如普遍未进行有限元分析，未做动刚度试验；大多未采用定位精度软件补偿技术、温度变形补偿技术、高速主轴系统的动平衡技术等。5.3其次，基础材料开发方面的差距

未普及高强度密烘铸铁，在欧美已有一批先进产品采用聚合物混凝土，我国则还是空白。

5.4再次，高动、静刚度主机结构和整机性能开发的差距

高速机床主机结构设计方向是增强刚性和减轻移动部件重量，如国际普遍采用龙门式、框式、O型整体结构，箱中箱式结构，L型床身，三轴移动移出机身，侧挂箱式卧式加工中心等。我们则大多未开发。5.5关键配套件，特别是新兴配套件差距较大。

如电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精全数字式数控系统、高精度的位置检测系统等。目前我国数控机床功能部件生产已有一定规模，电主轴、主轴单元，数控系统、滚动功能部件、数控刀架、数控转台等都有专门的制造

厂家，其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。但从整体上看，我国功能部件生产发展缓慢，品种少，产业化程度低，从精度指标和性能指标的综合情况看还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、电主轴等数控机床功能部件虽已形成一定的生产规模，但仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的高级数控系统、高速精密电主轴、刀库机械手、数控回转工作台和高速防护装置，高速滚动功能部件和数控动力刀架等主要还依赖进口。我国数控机床的发展趋势

6.1数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，成为先进制造技术中的一项核心技术。计算机技术、数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件，当今的市场，国际合作的格局逐渐形成，产品竞争日趋激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不断升级，用户的个性化要求日趋强烈，专业化、专用化、高科技的机床越来越得到用户的青睐。

6.2数控机床结构的发展趋势

数控装备及加工技术的未来，主要从机床设备硬件和加工技术应用两个方面来论述，其主要内容包括：机床床身结构形式、传动部件、伺服电机、主轴单元、控制系统及新型刀具、涂层材料技术、高速加工技术、快速成型技术、特种加工技术、CADCAM技术。

6.2.1更好更广泛的标准化

软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期；

6.2.2 更多联动轴、更快的自动换刀

数控机床的控制轴数通常指机床数控装置能够控制的进给轴数。数控机床控制轴数与数控装置的运算处理能力、运算速度及内存容量等有关。数控机床同时联动的控制轴数越多，完成的运动越多，加工能力越强，而控制系统也越复杂。加工中心刀具库种类越多，刀架自动识别刀具的能力越强，自动换刀速度越快。

6.2.3 向极端化、大型化和微型化发展

国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。大型、超大型工件的加工则依靠重型数控机床的支撑。如重型电机、重型机床制造行业的大型主轴、机座、箱体加工所用的数控加工中心、重型数控卧式车床、数控立式车床等。

6.2.4 进一步实现信息交互网络化

对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、管理，还可实现数控装备的数字化服务（数控机床故障的远程诊断、维护等）。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔（e-Tower）的外部设备，包括计算机、机外和机内摄像头等，能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线帮助排除故障等功能，是独立的、自主管理的制造单元。

6.2.5 研发新型功能部件并成熟应用

为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括：

（1）高频电主轴：高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成，具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点，在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用；

（2）直线电动机：近年来，直线电动机的应用日益广泛，虽然其价格高于传统的伺服系统，但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用，机械传动结构得到简化，机床的动态性能有了提高。如：西门子公司生产的1FN1系列三相交流永磁式同步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等；德国EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机；

（3）电滚珠丝杆：电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成，可以大大简化数控机床的结构，具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。

6.2.6 进一步提高可靠性

数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在7～10万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为1万小时左右，国外整机平均无故障工作时间达800小时以上，而国内最高只有300小时。

6.2.7加工过程绿色化

随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。废弃的切削液是金属切削加工造成的污染之一。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

6.2.8 切削加工向高速、高效方向发展

机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。20世纪90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元（电主轴，转速15000－100000r/min）、高加/减速度进给运动部件（快移速度60～120m/min，切削进给速度高达60m/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，为开发应用新一代高速数控机床提供了技术基础。目前，在

超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到5000～8000m/min以上；主轴转数在30000转/分（有的高达10万r/min）以上；工作台的移动速度（进给速度）：在分辨率为1微米时，在100m/min（有的到200m/min）以上，在分辨率为0.1 m时，在24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min 6.2.9 进一步提高加工精度

从精密加工发展到超精密加工，是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（#lt;10nm），其应用范围日趋广泛。当前，在机械加工高精度的要求下，普通级数控机床的加工精度已由±10 m提高到±5 m；精密级加工中心的加工精度则从±3～5 m，提高到±1～1.5 m，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级（0.001m），主轴回转精度要求达到0.01～0.05 m，加工圆度为0.1m，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。这些机床一般都采用矢量控制的变频驱动电主轴（电机与主轴一体化），主轴径向跳动小于2 m，轴向窜动小于1 m，轴系不平衡度达到G0.4级。高速高精加工机床的进给驱动，主要有#quot;回转伺服电机加精密高速滚珠丝杠#quot;和#quot;直线电机直接驱动#quot;两种类型。

6.2.10进一步提高可靠性

随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为制造、使用环节追求的目标。这就要求从软件的安全性和机械结构的可靠性、电器系统的可靠性等多方面进一步加强研究，改进提高。

6.2.11加工工序进一步复合化

在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要工序乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。就棱体类零件而言，加工中心便是最典型的进行同一类工艺方法多工序复合加工的机床。事实证明，机床复合加工能提高加工精度

和加工效率，节省占地面积特别是能缩短零件的加工周期。

机器翻译技术的现状及发展 篇7

焊接在制造工业中具有举足轻重的作用, 它已经越来越广泛地应用于现代工业的各行各业中。自科技革命以来, 科学技术正在日新月异地发展, 而这自然离不开越来越多高质量的产品, 这也就需要高效精准的焊接工作, 而传统手工焊接已然达不到要求, 所以焊接的自动化必不可少。众所周知, 第一台Unimate型机器人是在1959年被制造出来的, 自那以后, 越来越多的工业机器人出现在世界各地的各行各业中, 其中一半左右的工业机器人为焊接机器人。从始至今, 焊接机器人的发展经历了3个阶段:第一阶段的焊接机器人是以示教再现方式运行的;第二阶段为可以通过传感器接收信息的离线编程焊接机器人;第三阶段为智能机器人, 具有多传感器, 且能够自行编程以适应环境[1]。

1 焊接机器人技术研究现状

1.1 焊接机器人用弧焊电源

电源之于电器相当于食物之于人类, 所以说电源对任何一种电器来说都是至关重要的, 作为一种智能电器, 焊接机器人也不例外, 它是否能够保持高效率工作, 有一个好的电源非常重要。因此, 焊接机器人用弧焊电源的研究一直是焊接机器人研究的重中之重。逆变电源与晶闸管电源是当前的弧焊机器人通常使用的两种电源。另外, 由于全数字化焊机具有焊接参数波动小, 不容易受温度升高等因素的干扰, 而且具有重复性较高的优点, 所以它将是弧焊机器人焊接电源的一个重要的研究方向[2]。

1.2 焊缝跟踪技术

想要保证焊接的质量和效率, 焊接条件是否稳定是一个非常重要的因素。而绝对的稳定条件是不可能的, 所以是否可以实时检测出由于焊接条件波动引起的焊缝偏差会直接影响焊接的质量, 因此也就离不开焊缝跟踪技术的支持。焊缝跟踪技术的研究主要以以下两种技术为主[3]:首先是传感器技术, 目前研究的比较多的有光学传感器和电弧传感器两种, 其中前者又以视觉传感器的研究比较密集, 主要是因为它可以获得非常多的信息并使用机器视觉等前沿技术进行分析处理, 由此可以在很大程度上使得弧焊机器人更好地适应焊接环境。另外, 后者中的旋转电弧传感器由于其在偏差检测时比较灵敏而得到的关注度比较高。其次, 焊缝跟踪控制理论与方法。Fuzzy Mathematics技术和Neural Networks技术为焊缝跟踪技术的研究取得突破打下了很好的基础。当前使用的通用型焊接模糊控制器就是将由Fuzzy Mathematics中的一系列工具得到的模糊控制理论和实际焊接过程相结合发展而来的。模糊控制虽然拥有比较优质的控制规则, 但是其综合定量知识的能力还不够好。我们都知道, 由于神经网络控制使用的是并行式的处理方式和分布式的信息存储, 所以它能够储存大量的信息, 而且它的容错性比较强, 所以从自动化方面来看十分适合焊缝跟踪中的跟踪智能控制和视觉模式识别。

1.3 多台焊接机器人和外围设备的协调控制技术

众所周知, 焊接机器人并不是一个独立的工作单元, 而是包含变位机及控制柜等元件的工作站或者系统, 所以想要提高焊接效率, 必须使系统的各个元件协调工作[4]。很多工件焊缝处的横焊等焊接位置能在很大程度上影响焊接品质和焊缝成形的效果, 而仅仅依靠调节机器人位置和姿势以达到恰当的焊接位点不仅在技术上很难实现, 也会给相应操作带来诸多不便。如果通过控制变位机做协调运动使得将要被焊接的位点一直处于水平的位置, 并且工装夹具和弧焊电源等其他元件也做相应的协调运动, 焊接的质量和效率将会大大提升。

1.4 仿真技术

焊接机器人是一种多自由度、多连杆的复杂空间结构体, 其复杂的空间结构导致其动力学和运动学问题非常复杂, 很难进行计算。如果可以不使用整个机器人作为仿真对象, 而使用焊接机械手替代, 然后再使用电脑图形等技术在电脑中形成几何图形, 并进行演示, 以此对可能遇到的一些问题进行模拟并加以解决, 就可以避免很多无用功。

2 焊接机器人技术的发展趋势

2.1 虚拟现实

虚拟现实技术是一种包括3D电脑图形学技术、多功能传感器的交互接口技术和高清显示技术在内的, 对事件的现实性从空间和时间上进行分解后重新组合的技术, 它能够被用在临场感通讯和遥控机器人等方面[5]。另外, 虚拟现实技术还能够被用于焊接过程的模拟, 这样一来我们就可以在实际焊接之前先在电脑上完成“数字化”焊接过程, 再用已经完成的数字化操作来指导实际的焊接工作。这一仿真过程可以让用户在还没有进行后期焊接就可先了解未来产品的情况, 进而达到有效预测评价生产系统性能的效果, 而且实际操作前先进行仿真实验, 可以对各种工艺方案进行比较, 进而选取和优化多机器人焊接轨迹。

2.2 焊接机器人控制系统

开放式、模块化控制系统将是焊接机器人控制系统研究的重点方向。其他的研究热点还有基于PC机网络式控制器以及机器人控制器的标准化和网络化。离线编程的实用化将是在线编程的可操作性之外的编程技术的研究重点[6]。

2.3 多传感器信息智能融和技术

随着传感器种类和数量愈来愈多地使用在机器人系统中, 诸如静电电容式距离传感器、超声波触觉传感器、基于光纤陀螺惯性测量的3D运动传感器等各种新型传感器如雨后春笋般出现[7]。但是, 单一传感信号在输入信息方面的可靠性不高, 而智能机器人对这一条件的要求很高, 为此便出现了多传感器智能信息融合技术, 它可以对各种信息进行综合的处理, 并通过这些信息正确理解环境, 进而达到机器人系统可以准确而快速地处理所获得的各种信息的目的。

3 结语

不可否认, 焊接机器人技术在以前和当前的工业发展中均扮演中十分重要的角色, 在未来肯定还会继续甚至扮演越来越重要的角色。最近几年, 我国在机器人弧焊电源、仿真技术与离线编程、信息传感、智能控制、焊缝跟踪等方面进行了大量研究, 并对多项技术进行了攻关。相信在不久的将来, 焊接机器人将在越来越广的领域提供更加优质高效的服务。

摘要：随着科学技术的不断发展, 传统手工焊接技术已然满足不了现代高技术产品制造的效率和质量的要求, 焊接自动化生产的趋势十分明显。文中从焊接机器人用弧焊电源、焊缝跟踪技术、多台焊接机器人和外围设备的协调控制技术及仿真技术等4个方面分析了焊接机器人技术的研究现状, 并从虚拟现实、焊接机器人控制系统及多传感器信息智能融和技术探讨了焊接机器人技术的发展趋势。

关键词：焊接机器人,现状,发展趋势

参考文献

[1]许燕玲, 林涛, 陈善本.焊接机器人应用现状与研究发展趋势[J].金属加工:热加工, 2010 (8) :32-36.

[2]宋章军.服务机器人技术研究现状与发展趋势[J].集成技术, 2012 (3) :1-9.

[3]哈恩晶.焊接机器人的应用现状与发展趋势[J].机械工人:热加工, 2004 (5) :16-18.

[4]解生冕.机器人双丝共熔化池脉冲MAC高速焊及协同控制模式熔滴过渡行为研究[D].广州:华南理工大学, 2012.

[5]梁明, 王国荣, 石永华, 等.焊缝自动跟踪系统中的智能控制[J].电焊机, 2008, 30 (8) :17-20.

[6]施春芳.焊接机器人技术现状和发展趋势的研究[J].中国科技投资, 2012, 6 (24) :161.

机器翻译技术的现状及发展 篇8

【关键词】车身制造；现状；发展趋势

随着人民生活水平的不断提高，汽车的逐渐趋于普及，汽车工业得到了飞速发展，同时也推动了汽车制造水平的不断提高。最近几年以来，大量的工业机器人装备被引入我国汽车制造业中，这种生产线自动化的实现，是制造技术的大幅度提升，也是汽车质量提升的动力源。

一、汽车车身制造技术的现状

随着改革开放的不断深入，我国的经济实力有了很大提高，科技创新能力也有了长足发展，涌现出一大批汽车制造企业，如吉利、奇瑞、比亚迪、东风、长城、北汽、长安等，其产品在国内市场的销量逐渐提高。我国已经成为世界汽车生产第一大国。随着汽车的普及，人们对汽车的质量要求也越来越细致，为满足日益提高的需求，汽车制造业加强制造技术的研发，加快对制造技术的改造，增强人员素质培养。汽车车身制造作为汽车整车的重要部分，车身的个性化设计、多样化设计在逐渐成为汽车制造中的主导。目前，车身制造成本在整车的制造成本中比重较高，一般货车的车身质量所占的比例最少约16%，上限大约在30%；轿车和客车的车身质量所占的比例最少约40%，上限大约在60%。在实际制造中，有的可能还会稍高于上限。所以，仍然迫切需要车身制造寻找更加节约材料成本，提高美观和工作性能的创新技术。车身的改变促进汽车的更新，其生产能力的提高决定着汽车整车的生产能力，因此，在我国汽车行业中，只有通过最新制造技术的研发和应用，降低车身制造成本，才能在汽车制造业中立于不败之地。

二、汽车车身制造技术的特点

汽车车身制造包含汽车从设计、冲压、压铸、零部件制造工艺和焊接到工厂的物流，以及技术的创新研发等多个方面。汽车车身制造的冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺和总装工艺并称为四大工艺技术。汽车车身制造技术涉及多个学科的知识，主要具有实用性、集成性和系统性的特点。（1）实用性。车身制造技术的发展是以满足人们对汽车的美观、个性化以及多样化等方面的要求为基础的，因此车身制造技术首先必须是一种实用技术，通过实用技术的提高，可以让汽车制造企业快速适应市场需求，提高市场竞争力，进而带动整个汽车制造业的发展，最终国家的综合实力也将得到进一步提高。（2）集成性。汽车车身制造涉及电子、机械、材料管理和信息等多个学科，而且随着制造技术的不断发展，各学科之间的界限已经淡化或者消失，专业之间已经相互渗透，技术的集成化已经成为一大特点，有利于推动车身制造的技术、质量的多方面的提升。（3）系统性。汽车车身制造在整车制造中不是独立存在的，它关系着整个汽车制造的多个内容，涉及了汽车产品的设计、生产过程中应用的设备、加工制造、销售维修等，是一项系统工程。其技术水平直接影响制造生产过程中信息的生成、采集、传递以及反馈、调整、物质流、能量流。

三、汽车车身制造技术的发展趋势

（1）数字化管理。汽车车身制造技术的信息化发展，主要是数字化系统的提升，目前，随着数字化工厂、CIMS概念的深入，人们已经应用了CAX（CAD，CAPP，CAE，CAM）系统、PDM系统、MPII系统、ERP系统等，对产品进行数字化的设计和仿真，自动加工，物流、资金、人力等数字化的管理。（2）智能化系统。工业机器人在汽车制造业的应用，使汽车制造技术得到了迅猛发展，制造过程中智能化系统也得到了广泛提升和应用，解决了汽车制造系统中存在的多个问题，将人工智能、模糊控制、计算机技术、管理科学等多种先进技术和科学的方法融合，其适应性非常强，友好性特别高。（3）虚拟化制造。通过虚拟设计、虚拟装配、虚拟加工，在计算机内完成汽车制造过程的仿真研发，发现问题，创新技术，有效降低了汽车成本，缩短了新产品的研发周期，产品的竞争力得到有效增强。（4）绿色化环保。随着全球环境的恶化，绿色环保制造观念也渗透到汽车制造业中，如何在保证产品的质量、成本、功能的情况下，减少污染，降低能量消耗，已经成为每一个汽车制造企业努力探索的方向。

综上所述，汽车车身制造技术的飞速发展，必须结合国情，协同集成、自主创新，共同努力，推动我国从汽车制造大国向汽车制造强国进军。

参考文献

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