機(jī)器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人是整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。在工業(yè) 、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。現(xiàn)在，國際上對機(jī)器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般來說，人們都可以接受這種說法，即機(jī)器人是靠自身動力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機(jī)器人協(xié)會給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。”從工業(yè)自動化機(jī)器直至模仿人類行為的類人機(jī)器人，都要求使用當(dāng)今的控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)。即便是的軟件仿真也無法仿真現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的所有變量。

　　將圖形化系統(tǒng)軟件與商用硬件整合在一起，您可以在一個月內(nèi)開發(fā)軟件，并完成功能齊全的原型系統(tǒng)。您需要根據(jù)一系列因素進(jìn)行開發(fā)平臺的選擇，其中包括價(jià)格、靈活性、I/O數(shù)量、處理器速度、堅(jiān)固性和板載傳感器。表1提供了可用平臺的比較。

　　表1：針對不同應(yīng)用和價(jià)位的機(jī)器人都有相應(yīng)的原型開發(fā)平臺。

　　使用LEGO MINDSTORMS NXT進(jìn)行原型開發(fā)

　　LEGO MINDSTORM NXT包含智能的、用于計(jì)算機(jī)控制的LEGO模塊，是預(yù)算較少的情況下進(jìn)行原型開發(fā)的理想選擇。它包含32位ARM微控制器，可以用于和多種傳感器及電機(jī)一起使用。NXT模塊使用10位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）作為輸入，可以作為數(shù)據(jù)采集單元，控制多達(dá)三個電機(jī)和轉(zhuǎn)數(shù)器。

　　新加坡義安理工學(xué)院的工程學(xué)院開發(fā)了視覺引導(dǎo)的自動化機(jī)器人，用于撿網(wǎng)球。通過使用相機(jī)采集圖像和NI機(jī)器視覺軟件完成目標(biāo)跟蹤，機(jī)器以高和高速度完成了這個任務(wù)。在實(shí)際應(yīng)用中，您需要更大的撿球系統(tǒng)完成整個網(wǎng)球場的任務(wù)。

　　圖1：新加坡義安理工學(xué)院工程學(xué)院使用LabVIEW開發(fā)了視覺引導(dǎo)的自動化機(jī)器人用于撿網(wǎng)球。

　　使用iRobot Create進(jìn)行原型開發(fā)

　　如果您正在尋找使用開發(fā)時(shí)間更短、價(jià)格更低的方案，iRobot Create整個系統(tǒng)價(jià)格低于300美元。iRobot Create是可靠的多功能機(jī)器人平臺，可以用于機(jī)器人興趣開發(fā)和研究應(yīng)用。

　　圖2：Boston Engineering使用LabVIEW構(gòu)建跳舞、唱歌的iRobot。

　　Boston Engineering近將iRobot Create的使用推向了新的階段，通過添加能夠使用LabVIEW進(jìn)行編程的FlexStack模塊，他們編制了讓機(jī)器人唱歌和跳舞的程序。機(jī)器人根據(jù)RFID標(biāo)簽完成不同形式的舞蹈。

　　使用NI Single-Board RIO和NI CompactRIO進(jìn)行原型開發(fā)

　　有許多預(yù)先裝配的商用機(jī)器人平臺可以讓您在幾周之內(nèi)完成原型開發(fā)。但是，如果機(jī)器人原型開發(fā)需要一個更靈活的平臺，帶有確定性的實(shí)時(shí)執(zhí)行、可自定義的I/O定時(shí)和控制，請考慮CompactRIO和NI Single-Board RIO嵌入式平臺。

　　使用LabVIEW圖形化編程工具和RIO嵌入式平臺，您可以快速地開發(fā)功能完整的自動化機(jī)器人。KC BioMediX Inc是一家剛剛起步的醫(yī)療器械公司，位于堪薩斯州的肖尼市，他們開發(fā)了稱為NTrainer System的產(chǎn)品，幫助早產(chǎn)嬰兒進(jìn)行口腔進(jìn)食，提高存活機(jī)率。

　　圖3：使用LabVIEW和CompactRIO，KC BioMediX, Inc.能夠?qū)⑵溟_發(fā)成本縮減250000美元。

　　使用Mobile Robots Inc.進(jìn)行原型開發(fā)

　　圖4：由CCS Robotics使用MobileRobots PatrolBot作為平臺開發(fā)的機(jī)器人SpeciMinder正在被CCS Robotics應(yīng)用于醫(yī)院中。

　　如果您需要帶有靈活性的商業(yè)解決方案，MobileRobotics Inc.提供了基于可以用于所有目的和幾乎所有價(jià)格下的平臺。如果您正在尋找能夠與人類交互的、講究“機(jī)器人禮儀”的機(jī)器人，PeopleBot和GuiaBot知道如何進(jìn)行社交。

　　MobileRobots Inc. PatrolBot已經(jīng)用于實(shí)際使用，如將樣本送到醫(yī)院的多個實(shí)驗(yàn)室中。將樣本置于CCS Robotics開發(fā)的SpeciMinder頂部，PatrolBot可以在無需人工干預(yù)的情況下從一個地方移動到另一個地方。

　　功能原型驗(yàn)證能夠減少開發(fā)時(shí)間和成本。從低成本解決方案需要少的I/O（例如基于LEGO MINDSTORMS NXT撿網(wǎng)球的機(jī)器人）直至高通道數(shù)確定性的解決方案，針對不同應(yīng)用都有對應(yīng)的機(jī)器人平臺。

　　了解更多關(guān)于NI進(jìn)行原型開發(fā)的方法

　　-Meghan Meckstroth

　　Meghan Meckstroth是專注于機(jī)器人技術(shù)的NI應(yīng)用工程師。她獲得了美國田納西大學(xué)機(jī)械工程的學(xué)士學(xué)位。

　　LEGO和MINDSTORMS是LEGO Group.  2009 The LEGO Group的注冊商標(biāo)。

　　目前NI已全面推出LabVIEW Robotics 2009，用于自主地面機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、原型與發(fā)布。