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而在实验验证了电磁波的存在之后,这一假说就上升成为电磁理论的基本组成之一。真空中的位移电流,只相当于电场强度随时间的变化,不伴有电荷或任何别的实体的任何运动。即使在介质中,位移电流也不产生化学效应和焦尔热。运流电流又称“对流电流”。带电介质或介质中的带电部分在空间运动所形成的电流。是指电荷在不导电的空间,如真空或极稀薄气体中的有规则运动所形成的电流。真空电子管中由阴极发射到阳极的电子流,带电的运动着的雷云运动所形成的电流都是运流电流。相对于观察者以速度v运动的电荷元ρdV(ρ为电荷的体密度,dV为体积元)形成的运流电流密度为ρvdV。本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。当介质被极化时。在运动电流产生的磁场中任取一个闭合曲面S,在定容中,通过将圆盘布置在正、负电极的不同位置上,对天然气-空气混合气燃烧产生的离子电流进行TN量,并将高速摄影仪在燃烧过程中拍摄的纹影照片与相应的离子电流进行了分析对比,结果表明:圆盘位置等参数不影响离子电流曲线的形态,曲线均存在点火、前锋区、后焰区3个阶段,可以完整的体现燃烧信息,但圆盘与火核中心的距离有一佳值;圆盘布置在正电极对离子电流的影响大于布置在负电极;圆盘位置不影响前锋区离子电流峰值出现时间,但影响该值的大小。在定容中,通过将圆盘布置在正、负电极的不同位置上,用一个变压器作为交流低电压电源,可以获得从铅流向铝的直流电。这是一个半波整流器,可以用于给电池充电。

换一种说法:电场强度在一封闭曲面上的面积分与封闭曲面所包围的电荷量成正比。(当所涉体积内电荷连续分布时,上式右端的求和应变为积分。它表示,电场强度对任意封闭曲面的通量只取决于该封闭曲面内电荷的代数和,与曲面内电荷的位置分布情况无关,与封闭曲面外的电荷亦无关。在真空的情况下,Σq是包围在封闭曲面内的自由电荷的代数和。当存在介质时,Σq应理解为包围在封闭曲面内的自由电荷和极化电荷的总和。高斯定理反映了静电场是有源场这一特性。高斯定理是从库仑定律直接导出的,它完全依赖于电荷间作用力的平方反比律。把高斯定理应用于处在静电平衡条件下的金属导体,就得到导体内部无净电荷的结论,因而测定导体内部是否有净电荷是检验库仑定律的重要方法。

传导电流是其中的一种。传导电流相当于自由电子的定向运动,并由介质的电阻率所决定。传导电流通过导体时不但产生焦耳热,而且在导体周围空间激发涡旋磁场。在低频交流电法中主要考虑传导电流对电磁场分布的作用。在电磁学里,位移电流的单位与电流的单位相同,在SI单位制中单位为安[培]。如同真实的电流,位移电流也会产生磁场。但是,位移电流并不是移动的电荷所形成的电流;而是电位移通量对于时间的偏导数,故它不具有传导电流所具有的其它效应,如焦耳热效应和化学效应。考虑到上式的求导和积分顺序可以交换,式中的称位移电流密度。位移电流是指穿过某曲面的电位移通量φD的时间变化率。这是麦克斯韦(1861~1862年)首先引出的一个概念。

原本呈电中性的粒子的正负电荷被拉开,在拉开过程中正、负电荷产生位移,也就是有电流,这就是极化电流。中文名极化电流外文名Polarizationcurrent别名吸收电流形成原因分子极化和电子漂移而形成的影响因素电压,极化电流又称吸收电流,由于分子极化和电子漂移而形成的电流。它随施加电压的时间从相对较高的原始值衰减至接近于零,并取决于绝缘系统所用粘接材料的类型和情况。其中极化是指在外电场的作用下,构成原子外围的电子云相对原子核发生位移形成的极化。而且建立或消除极化时间极短。根据极化过程的特点,可将电介质极化分为电子式极化、离子式极化、偶极子极化和界面极化四类。在直流电场作用下,不同特性的电介质内部将发生其中的一种或几种极化过程。

20年,捷克作家卡雷尔·凯佩克(Karel Capek)发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中,凯佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”,“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响,引起了人们的广泛关注,被当成了“机器人”一词的起源。在该剧中,机器人按照其主人的命令默默地工作,没有感觉和感情,以呆板的方式从事繁重的劳动。后来,罗萨姆公司取得了成功,使机器人具有了感情,导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中,机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私,机器人的体能和智能都非常优异,因此消灭了人类。但是机器人不知道如何制造它们自己,认为它们自己很快就会灭绝,所以它们开始寻找人类的幸存者,但没有结果一对感知能力优于其他机器人的男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类,世界又起死回生了。

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凯佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象,但人类社会将可能面临这种现实。

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1950年科幻作家阿西莫夫(Asimov)在《我是机器人》一书中提出了“机器人三原则”:

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至今,它仍会为机器人研究人员、设计制造厂家和用户提供十分有意义的指导方针。

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1967年日本召开的届机器人学术会议上,人们提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的:“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发,森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象;另一个是加藤一郎提出的,具有如下3个条件的机器可以称为机器人:

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①具有脑、手、脚等三要素的个体;

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②具有非接触传感器(用眼、耳接受远方信息)和接触传感器;

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③具有平衡觉和固有觉的传感器。

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该定义强调了机器人应当具有仿人的特点,即它靠手进行作业,靠脚实现移动,由脑来完成统一指挥的任务。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官,使机器人能够识别外界环境,而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。

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美国机器人工业协会给出的定义是:机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置,通过可编程动作来执行各种任务,并具有编程能力的多功能操作机。

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日本工业机器人协会给出的定义是:机器人是一种带有记忆装置和末端执行器的、能够通过自动化的动作而代替人类劳动的通用机器。

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国际标准化组织对机器人的定义是:机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。

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我国科学家对机器人的定义是:机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,,是一种具有高度灵活性的自动化机器。

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随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点,人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器人。现在虽然还没有一个严格而准确的机器人定义,但是我们希望对机器人的本质做些把握:机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物,在工业、医学、农业、服务业、建筑业甚至等领域中均有重要用途。

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分类

关于机器人的分类,国际上没有制定统一的标准,从不同的角度可以有不同的分类。

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(1)按照机器人的发展阶段分类

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①代机器人:示教再现型机器人。1947年,为了搬运和处理核燃料,美国橡树岭国家实验室研发了世界上台遥控的机器人。1962年美国又研制成功PUMA通用示教再现型机器人,这种机器人通过一个计算机,来控制一个多自由度的机械,通过示教存储程序和信息,工作时把信息读取出来,然后发出指令,这样机器人可以重复地根据人当时示教的结果,再现出这种动作。比方说汽车的点焊机器人,它只要把这个点焊的过程示教完以后,它总是重复这样一种工作。

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②第二代机器人:感觉型机器人。示教再现型机器人对于外界的环境没有感知,这个操作力的大小,这个工件存在不存在,焊接的好与坏,它并不知道,因此,在20世纪70年代后期,人们开始研究第二代机器人,叫感觉型机器人,这种机器人拥有类似人在某种功能的感觉,如力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉等,它能够通过感觉来感受和识别工件的形状、大小、颜色。

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③第三代机器人:智能型机器人。20世纪90年代以来发明的机器人。这种机器人带有多种传感器,可以进行复杂的逻辑推理、判断及决策,在变化的内部状态与外部环境中,自主决定自身的行为。

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(2)按照控制方式分类

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①操作型机器人:能自动控制,可重复编程,多功能,有几个自由度,可固定或运动,用于相关自动化系统中。

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②程控型机器人:按预先要求的顺序及条件,依次控制机器人的机械动作。

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③示教再现型机器人:通过引导或其他方式,先教会机器人动作,输入工作程序,机器人则自动重复进行作业。

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④数控型机器人:不必使机器人动作,通过数值、语言等对机器人进行示教,机器人根据示教后的信息进行作业。

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⑤感觉控制型机器人:利用传感器获取的信息控制机器人的动作。

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⑥适应控制型机器人:机器人能适应环境的变化,控制其自身的行动。

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⑦学习控制型机器人:机器人能“体会”工作的经验,具有一定的学习功能,并将所“学”的经验用于工作中。

⑧ 智能机器人:以人工智能决定其行动的机器人。

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(3)从应用环境角度分类

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目前,国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人。

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我国的机器人专家从应用环境出发,将机器人也分为两大类,即工业机器人和特种机器人。这和国际上的分类是一致的。工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、

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