机械电子工程_新版机械电子工程
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机械电子工程专业的先进水平
我的专业是机械电子工程专业。机械电子工程专业俗称机电一体化，是机械工程与自动化的一种。机械电子工程专业包括基础理论知识和机械设计制造方法，计算机软硬件应用能力，能承担各类机电产品和系统的设计、制造、试验和开发工作。
机械电子系统早已在我们的日常生活中广泛应用。如果没有多项技术的面向未来的技术和知识交流，那么就不会产生安全气囊、防滑刹车系统、复印机、CD机、行驶模拟装置和自动售票机等一系列运用了机械电子技术的产品。机械电子是工程科学中的一个跨学科专业，在机械制造、电子工程和计算机科学等学科的基础上建立起来的。必须继续结合这些传统学科的方法和工具，才能继续发展机械电子的产品、系统和制造方式。只有这样，才有可能将传感器、执行元件和信息处理融和在一个机械设计中，从而使用其产生的协同工作效果。电子工业、微电子技术和计算机科学的迅猛发展扩大了机械电子系统的运用。机械电子不仅仅局限于机械制造某个固定的方向，它同时还受到该领域所有分支学科的影响。
1993年，波鸿应用科学大学才把机械电子作为一个专业独立出来。在此之前，机械电子只是机械工程的一个专业方向和重点课程，这种情况仍旧广泛存在，甚至被划分在精密仪器技术专业中。迄今为止，已经有几所综合性大学和约30所应用科学大学将其列为独立的专业学科。
机械电子的工程师必须对专业有全面和系统的认识，并且与机械制造、电子工程和计算机科学领域的专家合作。与这些专家不同的是，机械电子的工程师应该具有通才的素质，对项目和问题有决策和协调的能力。如前所述，本专业由三个学科的内容交叉而成，课程的设置也是如此，包括了上述三个传统专业的课程。机械电子专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机械人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型，超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的测量技术等）和生物机械（机器人技术，生物系统，仿生执行技术，控制和设计，控制系统等）。不同大学的专业设置不一样，取决于专业的具体方向和培养重点的不同。
机械电子工程专业培养具有机械电子工程专业基础知识与专业技能，能在生产一线从事机械电子工程专业产品的设计制造、控制开发、应用研究和生产管理等工作的应用型高级专门人才；培养能在中、高等职业教育领域从事机电一体化专业的理论教学、专业实践指导和学生管理工作的复合型职教师资。
移动互联网、物联网、大数据正当红，发达国家率先将目光重投制造业！机器人是新时代技术碰撞的产物，大规模代替传统人力是大势所趋，同时完成工业转型也是互联网时代进阶的追求。一方面，机器人不能仅仅是“暖男”，只会唱歌跳舞的机器人并不神奇，要取得成功，机器人需要证明自己既实用，又富有吸引力，既充满理性，也富有情感。另一方面，全球企业在机器人的研发舞台上星光熠熠，但人除了要考虑当今全球最顶尖的机器人又发展到什么地步，还要思考人与机器人的关系，关键是人本身。
以下是经过大众评选的2015全球顶尖机器人TOP10。
NO.1 谷歌Atlas升级版： 最强人形机器人——人形，人性
2015年，升级版Atlas面世，这款机器人由谷歌旗下的波士顿动力学公司研制，身高1.9米，重150公斤。体形彪悍的Atlas由航空级铝钛材料打造，拥有四个液压驱动的四肢，以及28个液压关节，头部还配备两个视觉系统：激光测距仪和立体照相机，是迄今为止研制的最先进的机器人之一。
Atlas拥有高度机动能力的类人机器人，在设计上能够应对复杂地形。它可以靠两足行走，上肢举起和搬运重物。在遇到较为复杂的地形时，可以手脚并用，应对挑战。此外，它还能穿过狭窄的空间。新版Atlas有多达75%的组件和设计进行了升级，灵活性更高、更安静同时也更强壮。操作人员将让机器人在中压模式下完成大部分任务，以节省电量，需要额外的力量时便将压力增至最大。
在推出最强人形机器人Atlas前，谷歌已经先后推出过PETMAN、BigDog以及WildCat等几代产品。作为最先进机器人技术的集大成者，Atlas基于PETMAN进行了一系列的改进，拥有媲美猎豹的速度、马类高强度忍耐力和猴类的灵活性，目前研发团队仍在不断改进和升级这一史上最强的机器人金刚。
NO.2 机器人挑战赛冠军DRC-HuBo
——体力，精力
今年6月，为应对日本福岛核事故而举行的DARPA机器人挑战赛在美国加州落下帷幕，韩国科技先进研究院（KAIST）的机器人DRC-HuBo赢得冠军，这也是韩国首部会直立行走的机器人。此次大赛的目的是遴选出从事危险环境修复工作的机器人，因为目前还没有可通过核反应堆中地形执行修复任务的机器人。DARPA机器人挑战赛要求参赛机器人执行核清理的工作，包括驾车、拆卸和开门、使用标准电动工具在墙上切割孔洞、连接消防栓以及旋转打开阀门等。
DRC-HuBo拥有创新的轮式模式。它有两条腿，可以走路。但在有必要时，它也可以跪下来，利用膝盖和脚上的轮子前进，这会让它前进时更加稳定。因为行走对机器人来说就是非常困难并且危险的动作。
NO.3 入职日本银行的足球宝贝Nao
——智能，智力
Nao机器人是法国Aldebaran Robotics的一款人工智能机器人。它具备较高水平的人工智能，能够与人亲切的互动，是目前世界学术领域内运用最广泛的类人机器人。Nao支持多种编程方式，允许用户探索各种实际应用领域，已在全球范围内吸引了一大批程序开发人员，同时也是Robocup的最大赢家，Nao于2008年取代索尼爱宝机器狗成为机器人世界杯RoboCup Soccer的标准联盟平台，单是这个机器人足球赛每年现场有上千台Nao。
东京三菱日联银行是日本最大的银行，4月其东京站附近的支行迎来Nao，这是第一位人型机器职员，能说中英日三国语言，可解答客户开户，挂失银行卡等问题。Aldebaran Robotics下一步的目标是让陪伴型机器人真正成为人们日常生活的一份子。
NO.4 最接地气儿服务机器人： 即将面市的软银“胡椒”
——生活，生命
Pepper“胡椒”是由软银集团、阿里巴巴、富士康共同设立的SoftBank Robotics Holdings Corp开发，是一款主导沟通交流的情感机器人。Pepper身高1.2米，体重28公斤，胸前自带一块10.1英寸的触摸屏，可持续工作超过12个小时。除了具有人工智能，Pepper还配备通信功能，可与互联网上的云系统等进行联动。
软银集团近日宣布，企业版Pepper for Biz十月一日开始预订。企业版的Pepper会预设一系列程序，让Pepper带有一身工作技能去上班，例如对附近的人打招呼，做调查问卷或策划书，展示商品或者图像，接待客人，给来访者登记等。
雀巢公司已经打算在日本的大型商场内引入Pepper作为雀巢咖啡机的销售员，它会主动向消费者解说产品的规格特色，并且与顾客进行互动。软银集团CEO孙正义也提到Pepper一个不可忽略的优势：Pepper每天可以工作24小时，它不会抱怨，也不会迟到。这个同时被马云相中的机器人每个月租金为444美元，并且只租不卖。
NO.5 最大机器人厂商ABB集团代表作YuMi
——协作，协同
人机安全协作新时代来临，abb最新推出的YuMi机器人近日成为热点，YuMi可以真正实现人机协作，其具有协同式双臂，配有突破性功能，YuMi将小件装配等自动化带入一个全新时代，其灵活的双臂，以软性材料包裹，并配备创新的力传感技术及最先进的软件控制系统。
目前，ABB已在全球范围内安装了超过25万台工业机器人。YuMi从机械手表的精密部件到手机、平板电脑以及台式电脑零件的处理，都能以其精确性轻松应对，甚至连穿针引线都不在话下。
YuMi的推出将进一步开拓全新的工业生产方式，帮助电子工业等领域实现小件装配的自动化应用。YuMi将人与机器人并肩合作变为现实，并宣告一个人机协作新时代的来临。
NO.6 富士山下的微软，自动化设备的心脏
——高冷，高端
发那科是一家日本非常“高冷”的公司。该公司以超级专注的企业文化著称，公司致力于机器人业务，拒绝参与其它一切业务，很少接受采访，拒绝跟投资者和分析人士交谈，几乎只提供季度收入报告。却是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的专业企业，占全球市场份额的70%。1974年发那科首台机器人问世，发那科一直致力于机器人技术上的领先与创新，是世界上唯一一家由机器人来做机器人的公司。发那科机器人产品系列多达240种，负重从0.5公斤到1.35吨，广泛应用在装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节，满足客户的不同需求。
从iphone到波音客机到丰田汽车，全世界要生产这些设备必备发那科生产的机器人，与装在字画设备内的“心脏”。全球超过一半计算机数据控制器（CNC，计算机数值控制运算，被广泛使用在机床上来控制机器运转与加工方式）市占率，让媒体称之为“富士山下的微软”没有它，就没有苹果的供应链。
2015年发那科又向大众展示了新品fanucM-2000iA系列的机器人与Paint Mate 200iA防爆涂装机器人，前者可以直接通过放大镜对机器设备进行自动检测，一旦设备发生异常会迅速报警，以便工作人员及时处理问题并提高生产效率。后者基于公司广受欢迎的LR Mate 200iC机器人系列，用途定位于小部件的喷涂，同时允许安装多种型号的喷枪，具有极高的性价比。
NO.7 医疗领域的达芬奇外科手术
——医生，医德
在未来的外科手术中，“机器人医生”一定会发挥越来越重要的作用。达芬奇手术机器人辅助腹腔镜手术作为一种新的微创技术，在国际上的应用越来越广泛，特别是对于操作空间狭小的复杂手术具有不可替代的优势。目前达芬奇手术机器人主要应用在泌尿科、妇科、普外科、心胸外科等，其中泌尿科和妇科在全球外科手术中应用最广。
近两年，达芬奇手术机器人的装配量增长迅速。据悉，截至目前，美中互利医疗有限公司在中国共销售了38台达芬奇手术机器人，卫计委共同意了57台达芬奇手术机器人的申请。保守估计，2015年我国达芬奇手术机器人累计装机量60台左右，2018年累计装机量120台左右；2015年底，达芬奇手术机器人累计完成量将超过2万例，2018年当年的手术量将超过2万例。
NO.8 工人的另一只手：
库卡机器人——工业，工友
库卡是工业机器人“四大家族”（ABB、发那科、库卡、安川）的成员之一，至今已在全球安装了超过15万台工业机器人。占据着中国工业机器人市场总计约75%的份额。在去年年末的工博会上，LBR iiwa工业机器人首次在中国市场亮相，随后开始对外销售。与体型庞大的传统工业机器人相比，铝制外壳的LBR iiwa可谓小巧玲珑，其高度不过50厘米，重量不到24公斤。它的身形大小也与轻工业机器人身份颇为吻合。
传统的工业机器人往往被铁栅隔离，以防止其用力过猛伤及附近的工人，而LBR iiwa在接触到人体时，则会按照设定的程序自动弹开保持安全距离。它的机身装配有七个力矩传感器，使得其能够精确感知外部所施加力量的大小。在组装汽车发动机的精密零部件时，能有的放矢，能判断零件组装的紧密度也能得到力量控制的回馈。库卡将发展前沿的协作机器人列为在中国的重要战略目标之一，它已成为工业机器人行业的新潮流。
NO.9 安川电机的机械外骨骼ReWalk
——简便，简捷
安川电机于2013年9月25日开始与ReWalk Robotics公司展开战略性合作。通过成立ReWalk研究会以及参与神奈川县公募型“机器人验证实验支持项目”确立了ReWalk在日本普及的使用方法，并研究了构造问题的解决方案。
自2015年6月1日起安川电机开始销售脊损伤患者步行辅助装置“ReWalk”作为外骨骼状机器人。不采用力传感器和肌电传感器，通过可以定位穿戴者的身体重心进行步行的独创性计算程序算法，实现步行自然化和穿戴简便化。在欧美已实现商品化，可帮助脊损伤造成的下肢麻痹患者实现站立和步行。患者在指定医院接受使用训练（基础训练20小时，应用训练最低20小时）后，便可在日常生活中使用，让机器人帮助残疾人开启新的生活。
NO.10 太空机器人KIROBO破两项吉尼斯世界纪录
——语音，语言
今年3月27日，世界首个机器人宇航员KIROBO创造了“首个进入太空机器人”和“最高海拔聊天机器人”两项吉尼斯世界纪录。KIROBO身型小巧，高34厘米，重量仅有1千克，能够与宇航员聊天，陪伴他们在太空中度过漫长而单调的日子。KIROBO于2013年8月“陪同”日本宇航员若田光一前往国际空间站。
既然做是一款为陪伴人类而设计的机器人，所以它的外形必须要友好、亲切。这也是KIROBO借鉴了阿童木设计的原因。据了解，科研人员为KIROBO安装了语音识别、自然语言处理、言语合成及面部设别等功能设备。KIROBO未来的其中一个应用前景是陪伴老人和残疾人。
把KIROBO送上太空的还有一个原因——机器人能获得一个极端的测试环境。结果显示，处于零重力下的KIROBO其表现甚至要优于地面。未来在太空探索中，它也为人类和即将出发的机器人做出了卓越的贡献。
结语
我国处于被动地位一个世纪终于吹起了转型强国的号角，《中国制造2025》及工业4.0意味着超复杂的全系统或正在形成，机器人作为代替人力的工具只是一个方面，最重要的是带动工业发展和红利，最终指向人类的福祉。
工业方面，显而易见的有三方受益者：工厂、制造业解决方案提供商、技术供应商。
目前国内在建机器人工厂超过30个，未来10年将是国产机器人的黄金发展期。
一直以来，人们只能在电影中看到非常炫酷的机器人。在电影中，机器人能为人类做任何的事情，小到打扫卫生，大到能保护人类。从而，人们一直梦想着能有一个电影中的机器人为他们做任何事。在不久的将来，这个梦想就能实现，再也不是一个梦。在当今科技迅猛发展的背景下，这些精密复杂的机器人早就不再只停留在漫画书或者电影屏幕上了，各个国家的大学、私人企业和军队正努力将它们变为现实。以下是大家整理出全球十大最具影响力的机器人。
1.大狗(BigDog)
制造者：美国波士顿动力公司 身形：高0.71米，重75公斤 用途：移动平台
这个形似机械狗的四足机器人被命名为“大狗”(Bigdog)，由波士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计。它不仅仅可以爬山涉水，还可以承载较重负荷的货物，而且这种机械狗可能比人类都跑得快。“大狗”的四条腿完全模仿动物的四肢设计，内部安装有特制的减震装置。这种机器人的行进速度可达到7千米/小时，能够攀越35度的斜坡。它可携带重量超过150千克的武器和其他物资。“大狗”即可以自行沿着预先设定的简单路线行进，也可以进行远程控制。大狗机器人被称为“当前世界上最先进适应崎岖地形的机器人”，但是我们应当冷静地看待这种机器人。
美国国防高级研究计划局（DARPA）授予波士顿动力公司一份价值1000万美元合同，根据合同，“大狗”机器人应在2015年开始参与相关军事演练。为给战斗中的作战人员降低风险，DARPA要求波士顿动力公司设计制造静音性能更好、防弹性能更强的“大狗”机器人。
随着“大狗”机器人研发工作的持续进行，美国海军陆战队已经计划在今年11月对该型机器人进行测试。海军陆战队所测试的机器人每小时可行走7-8英里，可紧随海军陆战队员的脚步，可做到和士兵一样安静。
2.比娜A48
制造者：美国汉森机器人技术公司 身形：一个真人大小的头和肩 用途：人类的机器人化身
“比娜A48”可以进行智商3岁至4岁水平的谈话。它是由美国百万富翁马蒂·罗斯布莱特出资请人设计制造的，“比娜A48”的外貌和行为跟罗斯布莱特的妻子比娜一模一样。“比娜A48”的设计者介绍，制造它是“为了探索人类实现技术上永生的可能性”。为此，比娜录制了超过20小时的谈话作为样本，以供“比娜A48”在回答问题时进行参照。
3.Chembot
制造者：美国iRobot公司和美国芝加哥大学 身形：样机大小可在兵乓球到篮球之间变化 用途：能改变外形，适合从狭小的空间通过
美国iRobot公司近日研发出一款外形恐怖的化学机器人ChemBot。ChemBot整体外形就像一个不规则的球，靠改变其外形进行移动。化学机器人ChemBot的超弹性外表皮肤由许多细胞形状的小室构成。细胞小室内充满着空气和捆绑在一起的松散固体颗粒。当排空空气时，ChemBot的超弹性外表皮肤会在压力下自动收缩，固体颗粒经分散后充满整个细胞小室。化学机器人ChemBoth是美国国防部高级研究计划局和陆军研究院投资330万美元委托给iRobot公司研发出的成果。
4.好奇漫游者
制造者：美国国家航空航天局喷气推进实验室
身形：汽车大小(长3米，宽2.7米，高2.1米)，重907公斤 用途：探索火星存在生命的证据和有利于生命发展的条件
自NASA好奇号火星车于今年8月6日降落火星以来，迄今已行走近数百英尺，期间经历了各种不同的地形并留下车轮痕迹，但它们并不会被永久保留下来，因为火星上存在发生频繁的尘暴。目前，好奇号正往地球发送最新拍摄到的图像。
5.DASH
制造者：美国加州大学伯克利分校毫系统仿生实验室的罗纳德?菲尔林 身形：长10厘米，重16克 用途：主要用于搜索灾难现场
这只机器昆虫名为“动力自治爬行昆虫”(简称DASH)。DASH机器昆虫长约10厘米。研究人员发现，尽管翅膀大大提高了机器昆虫的灵活性，但是这个附加的装置并没有能够为昆虫从地面上飞起提供足够的速度。不过，翅膀的振动仍然提高了机器昆虫的空中性能，与鸟类等动物滑翔飞行的特点相似。
6.达芬奇外科手术系统
制造者：美国直觉外科手术公司
身形：由多个部分组成，主要是4个机械手臂 用途：人类外科手术
这个系统于2014年4月1号才被美国药监局批准投入使用，它的引进主要归功于PaulJ.DiMare先生和他太太的慷慨捐赠。
1月21日，济南军区总医院的医学专家利用达芬奇手术机器人成功为一名甲状腺结节患者实施甲状腺切除手术，这也是中国首例达芬奇机器人甲状腺切除手术。2013年１月8日波兰弗罗茨瓦夫市省级专科医院日前完成波兰第一例利用达芬奇外科手术机器人操作的肾脏移植手术。这项手术是一位肾功能衰竭患者移植来自其母亲的肾脏，由波兰和法国专家共同进行，持续四个多小时。院方表示手术成功，病人的感觉很好，有可能在2至3天后出院。
7.机器苍蝇(RoboticFly)
制造者：美国哈佛大学微型机器人学者罗伯特伍德 身形：重0.9克，翼展3厘米 用途：用于侦查或搜索
苍蝇似乎从不受人待见，但它们却是世界顶尖飞行高手之一。美国哈佛大学的研究人员2013年5月2日宣布，他们从苍蝇身上得到启发，经过十多年研制，终于开发出世界上第一款机器苍蝇。在实验室飞行测试中，机器苍蝇展示了稳定、可控的飞行性能，目前能连续飞行超过20秒。有趣的是，它飞行时的消耗功率大约19毫瓦，经折算与真苍蝇的消耗大体一致。
研究人员表示，机器苍蝇提供了一条研究昆虫飞行力学的新途径，将来如果电源等问题能够获得解决，将有可能广泛应用于环境监测、搜救以及农业生产等领域。
8.HRP－4C
制造者：日本国立先进工业科学与技术研究所 身形：高1.7米，重43公斤 用途：成为天后级明星
2009年推出了这个名为“HRP-4C”的机器人身高和日本平均青少年女性身高一样为1.58米、重约43公斤，身穿一套银白和黑色相间的太空服。据了解，机器人“HRP-4C”全身共有30个马达来控制肢体移动。此外，“HRP-4C”还可以做出喜、怒、哀、乐和惊讶的表情。此外，它还能够缓慢行走，眨眼睛和用细小的女性嗓音说“大家好”。2010年，奥巴马在日本横滨举办的亚太经合组织首脑会议上，奥巴马接受盗了女性机器人HPR-4C的迎接，HRP-4C女机器人热情的与奥巴马进行交谈，还打着打着手势。
9.贾斯汀(Justin)
制造者：德国航空航天中心机器人和机电一体化研究所 身形：真人大小，具有不同的配置 用途：从冲咖啡到修理卫星
德国航空中心最新研制一款移动机器人系统——“贾斯汀”，这款机器人具有轻重量手臂和四指手，是理想的太空实验平台。它曾经只是一个会接球泡咖啡的机器人，但不久后贾斯汀”机器人将派遣至国际空间站欧洲宇航局哥伦比亚实验室进行远程控制，它将与其它欧洲漫游机器人完成一些实验，这些漫游机器人将与遥控机器人在月球等行星上进行探索勘测，在两至三年内，这款太空实验机器人将在地面上模拟宇航员在国际空间站进行移动。
10.看护机器人
制造者：日本丰田公司 身形：高1.3米，重54公斤 用途：助手和老年人护工
2013年6月13日，日本经济产业省日前向媒体展示了正在研发中的新型看护机器人及设备。这种机器人的外形酷似小男孩，能与老年人对话，或与传感器联动以确认动作，目的是用来看护患痴呆症的老年人。此外还展示了看护人员帮助病人转移病床时可减轻重量的特制衣物，此看护机器人的推出，应对了日本老龄化的问题。
