爱华网智能机器人能够把人从繁琐的劳动中解放出来，并可以代替人类从事危险的工作，甚至能够从事教育和娱乐工作。它是未来计算机发展的最主要方向之一。但是，因为智能机器人的开发需要集成机械，电子，计算机，自动控制，人工智能等多个领域的科学知识和工程经验，所以智能机器人让很多IT开发者望而却步，从而失去了研发智能机器人的兴趣。本系列BLOG基于普及IT知识和促进共同学习进步的目的，极其粗浅地聊一下智能机器人。因智能机器人开发所需知识涉及过广过深，加之鄙人才疏学浅且能力有限；文中错误望同行即时指正，以免误人子弟，亦可以让鄙人改正错误，进步成长。另外，鄙人保证BLOG的原创性，但因知识来源过多，不会刻意列出引用，除非是大段原文引用或关键性研究成果。
这是本系列BLOG的第一篇，主要是笼统地介绍一下智能机器人。
一般来说，智能机器人由传感系统，控制系统，驱动系统和机械系统这几大模块组成。智能机器人的“智能”二字的体现主要是在于控制系统（相当于人的大脑和神经系统）的学习, 分类, 推理和决策的能力，也就是大家常说的“人工智能（AI）”的部分。工业和军事的非智能机器人的机械能力和物理能力，如输出功率，可靠性等方面，可能会提及，但不在本BLOG讨论之列。
机械系统即机器人本体，一般至少会拥有一个机械臂，臂上有若干个关节，关节个数通常称为机器人的自由度数（德国人发明的类似章鱼手臂的机械臂，应是由一个个的小关节组成，所以看不出明显的关节）。机械臂可以按关节转，机械臂自己也可伸缩，或者关节固定机械臂顺时逆时针转动（Positionor Rotation）。
机器人臂定位，一般是依靠控制系统按照关节的角度和机械臂的长度运用线性代数计算出臂的空间位置。开发过与空间相关的软件（如用DirectX或OpenGL3开发过带有物理仿真特效的游戏引擎，做过3D人物动作。进行地球测绘遥感并开发过空间数据库3D索引，或开发过光线渲染和光流追踪算法等）的童鞋应该都熟悉这套机制。主要原理就是四元素或线性代数的矩阵运算，但坐标设定可能有多种方式，如直角坐标，极坐标，关节坐标等。这部分还涉及运动学（Kinematics）的内容，所以雅可比矩阵，牛顿欧拉方程，拉格朗日方程等都要稍稍了解一下。详细内容可以在任何一本机器人学的书中找到，这里就不多说了。（网上订吧，书城和图书馆里这类书很少见）
智能机器人的控制系统是相当于人脑和神经，它是智能机器人的核心，它负责“有目的地”（Intention）处理内外环境的信号，分析并响应这些信号，其中包括动作响应。智能系统应该具有起码的BDI（Belief-Desire-Intention）机制，能够有意识地做它应该，并能做的事。（这关系到AI的意识，也是智能与否的关键指标）。与之相关的，也有人工感情（ArtificialEmotion）的东西，这方面暂时不会说太多，因为个人感觉现在关于这方面研究，连基本的感情哲学和感情框架都没搞通，甚至连可实行性都不清楚。
控制系统与传感系统和驱动系统有紧密的联系。传感器系统接收内部信号，用于监测（Monitoring）内部系统运行的状况，如当时动力系统输出，机械臂的相对位置等（有些机器人系统开发的时候会加入Heart-Beat的检测机制和冗余容错，以保证任何时刻各个子部件或子系统都能健康；VxWorks自然不必说，但即使是非阻塞IO列队调度为主的机器人系统，如MS的Robotic系统都应要求Real-Time回复的硬实时性）。
控制系统指挥驱动系统（Actuation）， 按照控制系统发出的电信号，电动机驱动机器人进行动作。专业的机器人的控制系统不但会输出角度速度信号，还会依靠传感系统获取的反馈信号或其他外部收集环境的信号来调整角度速度信号，所以变频器是不可或缺的（现在央视广告里凡是卖空调的都在吹，要“完美变频”。好像没个变频器，出门都不好意思和人打招呼。其实对智能机器人来说，“完美变频”能够让机器人更柔软，更有亲和力，简单来说，就是更像人）
通过传感系统可利用各种传感器, 如麦克风，摄像头，激光测距，雷达，声纳，陀螺仪，温度传感和压力传感， 对机器人外部的信号收集，能让智能机器人实时感知周围环境的变化，并依靠智能控制系统对变化做出反应。（关于各种传感器的原理和应用范围，以后可能会提及，但因为不是核心内容，童鞋们最好自己看书。做过自动化的童鞋应该可以跳过这部分吧）
智能机器人还需要同人交互，所以语音识别（VoiceRecognition）是必需的，但回答系统就比较晕了。普通搜索引擎不能用的，IBMWatson的思想可以学习，但具体如何开发一点都不懂；而且，一问到开放性的问题，AI一定会死，所以暂时随便搞一个凑合着用吧。计算机视觉（Computer Vision）的技术是必不可少的，认人或认路都需要。这部分的知识在后面会重点叙述的。
虽然部分机器人能做到集中计算，但不少机器人的系统是分布式的，主控制机–上位机完成采集，分析以及命令下达；从属机–嵌入式，PLC或者伺服器负责具体电机控制。如果做智能机器人，只用一台机做采样，过滤，分析，决策，控制，监控等任务一定不现实。除非这个智能机器人是固定的并用电线供电，不然就计算能力强大，但光供电和散热都可能搞死机器人。个人认为，怎么着都要用云计算来支持吧（一个成功的智能机器人的背后，肯定后一个默默奉献的云）。如果一台电脑就能搞定，鄙人有理由对那个智能机器人的智能表示怀疑。
下一回，鄙人原想接着这篇文章的最后一段，开始谈谈智能机器人架构和选型，但是发现在国内书店很少有关于机器人原理的书，觉得可能有必要稍微提一下机器人原理。 所以在下一篇Blog，鄙人将简单地聊聊机器人机械特别是机械臂部分的原理。但是较高级点的问题如机器人动态（RobotDynamics）和控制，可能不会讨论。
