操作人員與機器人聯系裝置的各類裝置分析與介紹

　　為了人能有效地參與機器人的控制，甚至與機器人共同完成任務，建立操作人員與機器人之間的交互作用很重要。在機器人各種級別的控制中，用各種聯系語言和硬件去實現這種交互作用。聯系裝置可分為兩大類，給定裝置和顯示機器人發出的信息的裝置。

　　給定裝置包括指令臺，組合控制板、執行裝置及其部件的機械模型、目標指示裝置、電子計算機標準終端、語言指令裝置等。

　　當機器人處于手控狀態時，指令臺和組合控制板發出高散的和模擬的指令去控制機器人的各個分系統（如機械手的傳動裝置）。指令臺和組合控制板也可用于變換機器人的工作程序。在監控狀態和編機器人程序時，操縱者可用指令臺和組合控制板發出指令。

　　執行裝置及其部件的機械模型是機器人處于模仿控制狀態下的給定裝置。為此，廣泛應用手柄和機械手。例如，用手柄可給定機械手手爪的移動速度向量。

　　目標指示裝置用于在機器人工作區內分辨出工作對象，即找出目標，并測定它的空間坐標。為此，可用超聲波，激光其它類型的測距儀。但是，這時必須有附加的設備，以便操作者用眼睛檢查測距儀是否對準了選定的對象。

　　在遠距離控制的機器人中，目標指示裝置是在它的電視觀測系統的基礎上構成的。我們將在后面研究列寧格勒加里寧工學院研制的電視目標指示系統。

　　語言指示裝置使人能以最習慣的方式給機器人下達命令。這時人可用語言聯系的標準手段從遠距離給機器人下達命令。當人與機器人共同完成工作時，這樣做是很重要的。由于辨識語言是非常復雜的問題，所以用語言控制機器人至今未能得到推廣。現在僅個別地實現了限于2～3千個單詞的語音辨識裝置，而且還只能由一、二個發音標準的人員使用。

　　除上述的給定裝置外，操作者也可以電子計算機標準終端（電傳打字機、臺式打字機、顯示器等）同機器人聯系。

　　信息顯示裝置分為機械式的、視覺的和聲音的。

　　機械式信息顯示裝置能量**限度地、最自由地使操作人員感覺器官參與機器人的控制過程。方法是，有效地動態顯示出外界對象與機器人交互作用的信息及他們在空間的方位信息。采用這樣裝置的例子有，觸覺直觀顯示器，能顯示出作用力的機器人機械手，顯示水下機器人空間方位的可移動操作臺。

　　顯示信息的視覺裝置由很多設備組成，其中有；信息臺、繪圖機、機器人形象電視系統，其它視覺反饋信息的信息源及電子計算機的標準終端。

　　聲音顯示裝置對人的聽覺器官起作用。在最簡單的情況下，聲音反饋以單一信號形式引起操作者的注意，或者發出危險警報。在更復雜的情況下，聲音信號中含有機器人與環境交互作用的信息，或者含有機器人分系統的狀態信息。例如，聲音信號的頻率就能含有與機械手產生的力的大小有關的信息。機器人與操作者用口頭語言聯系的最完善形式。后面將介紹這種裝置中的一個具體方案。

　　按照所需要的器件的特征和所用的物理原理對操作者與機器人的聯系裝置進行分類不能反映聯系裝置在各種級別的控制系統中使用的區別。人與機器人聯系裝置的分級結構如表1所示。

　　從這個表可以看出，在機器人較低級別（Ι～Ⅱ）的控制中，操作者與機器人聯系語言和機器人與操作者聯系語言有本質的差別。在第四、五級別控制中所用的語言趨于一致，并向人的自然語言方向發展。同時還可以看出，給定裝置和信息顯示裝置是接近的，而在第五級別控制中它們就合成一個聯系裝置了。