廣義上講，機器人就是充分應用各種技術，在現實世界起各種作用的智能化系統。本文對其的定義為：機器人（Robot）是一種集成了機電、機構學、材料學及仿生學等多個學科，通過設置或者控制，識別目標，完成某些特定功能的裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類的工作，例如生產業、建筑業或是危險的工作。
機器人形象和機器人一詞，最早出現在科幻和文學作品中。但真正機器人的出現，則是1959年，當時美國人約瑟夫·恩格爾伯格和德沃爾制造出了世界上第一臺工業機器人，標志著機器人正式誕生。隨著計算機技術、大規模集成電路、人工智能、機器視覺、傳感技術以及工業機器人的飛速發展，智能化成為機器人新的發展方向。智能機器人能夠依靠人工智能的深度學習、自然語言處理等技術對所獲取的外界信息進行獨立的識別、推理、決策，在不需要人為干預的情況下完成一些復雜的工作。
目前，機器人逐漸被應用于地面運輸、航空及核環境探測、醫療服務等眾多領域。與傳統的、僅應用于固定環境下的工業機器人相比，現有機器人具有功能多樣化、運動環境復雜、智能化程度高、人機交互性強等特點，逐漸成為人們生活中常見的角色。
概念
起源
Robot（機器人）一詞出現在現代語言里，要追溯到1920年捷克作家Karel Capek創作的舞臺劇Rossum’s Universal Robots，劇名中譯為“機器人”的“Robot”是根據“Robota”（，愿意為“勞役、苦工”）和“Robotnik”（，原意為“工人”）而創造的。在20世紀工業革命后技術和生產快速發展的背景下，根據它造出具有“奴隸機器”含義的新詞“rob”，它反映著人類希望制造出像人一樣會思考，有勞動能力的機器代替自己工作的愿望。但在當時，機器人一詞也僅僅具有科幻意義，并不具備現實意義，真正使機器人成為現實的是 20 世紀工業機器人出現以后，“Robot”也被公認為“機器人”之意。
定義
隨著現代機器人技術的飛速發展，機器人所涵蓋的內容越來越豐富，新的機型、新的功能在不斷涌現，但至今對于機器人仍沒有一個統一、嚴格、準確的定義。國際上關于機器人的定義很多，現舉例如下：
1、英國簡明牛津字典
機器人是“貌似人的自動機，具有智力的，順從于人的，但不其有人格的機器”。這一定義并不完全正確，因為還不存在與人類相似的機器人在運行，這是一種理想的機器人。
2、美國機器人協會（RIA）
機器人是“一種用于移動各種材料、零件、工具或專用裝置的，通過可編程動作來執行各種任務的，并具有編程能力的多功能操作機（manipulator） ”。盡管這一定義較為實用，但這里指的是工業機器人，并不全面。
3、日本工業機器人協會（JIRA）
工業機器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執行器的，能夠轉動并通過自動完成各種移動來代替人類勞動的通用機器”。或者分兩種情況來定義：其一，工業機器人是“一種能夠執行與人的上肢(手和臂)類似動作的多功能機器”。其二，智能機器人是“一種具有感覺和識別能力，并能夠控制自身行為的機器”。
4、美國國家標準局（NBS）
機器人是“一種能夠進行編程并在自動控制下執行某些操作和移動作業任務的機械裝置”。這也是一種比較廣義的工業機器人的定義。
5、國際標準化組織（ISO）
采納的機器人定義是：“一種可編程和多功能的操作機，或是為了執行不同的任務而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統”。
隨著機器人的深入研究和應用領域的拓展，許多科學家也給出了機器人的定義。例如1967 年，日本召開的第一屆機器人學術會議提出了兩個具有代表性的定義。一是森政弘與合田平提出的：機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性自動性、隨動性七個特征的柔性機器。二是“仿人機器人之父”加藤一郎提出的機器人需滿足以下三個條件：
1)具有腦、手、腳三要素的個體；
2)具有非接觸傳感器（用眼、耳接收遠方信息）和接觸傳感器；
3)具有平衡覺和固有覺的傳感器。
而中國科學家對機器人的定義是：“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。”
雖然各國科學家機器人的定義都有所不同，而且隨著時代的變化，機器人的定義也在不斷發生變化。但是在這些定義中，拋開對外形、作業目的等差異，在核心機制方面對機器人的要求已經從“可編程”逐步轉向了“智能”，這也是當今智能機器人迅速發展的寫照。
文化與社會
影響
現如今機器人已經融入了人類社會生活的方方面面，使得人類的生活方式、思維方式和認知方式都發生了快速的變化。本文主要從以下幾個方面，探討機器人帶來的影響。
社會生活：從我們整個社會的發展的角度和層面來看，我們每個醫院里的護士、 加油站的工作人員、餐廳里的“服務員”、寫字樓的秘書、交通警察指揮交通的交警等直觀的、重復性的勞動都將會被人工智能機器人的發展所取代。那么，在這樣的發展形勢下，我們就要必須學會與智能機器良性共處。人們傳統的思維方式已經固定了，新產生的人工智能將會影響到傳統的思維，并且最終改變人們的思考方式。例如，傳統知識通常印刷在固定的書籍、 報紙或雜志上，因而這些知識都是固定的、一成不變的。而人工智能系統知識庫的知識可以不斷地修改、擴充和更新。知識不再一成不變，而是時刻在更新與進步的，這將打破人們以往的僵化思維。但是從一個角度來看，一旦系統用戶開始相信智能機器的判斷和決定，他們就可能不想多思考，過于依賴系統，失去了獨立解決問題的能力。
經濟生產：工業機器人的發明使得勞動者逐漸從大型機器的捆綁中解放出來。作為勞動工具的機器人將在人類的監督下自主完成相關任務。勞動工具將可以擁有有限的自主性。我們人類在這個過程中就不再要直接的進行一些活動的參與，只需要從適當的援助。例如在當下的一些制造業的自動化生產中的智能化機器人，可以自主應用各種控制系統，執行需要速度、耐力和精度的任務，幾乎不需要人工干預，既可以簡化操作，又可以節省能源、材料和人力。但是人們也擔心未來機器人會徹底代替人工，使得大量勞動力失業待家。
文化道德：近年來，高速發展的人工智能科學已經將之前只能從事簡單勞動的機器人打造成為擁有相當程度感知能力的“人性”智能機器人。因此，“人權”受到了那些具備“人性” 的機器人的嚴重威脅與挑戰。智能機器人給人類的生活帶來巨大的便利，但與此同時，人權倫理問題即已擺在了人類的面前。因為僅從當前的人工智能發展情況來看，已經能夠根據人類的日常行為、對話及生活需要等簡單信息，利用大數據的匯總分析，將人類的思維想法進行破解，同時，人類的行蹤也會完全暴露在掌握人工智能技術的人眼中，那么勢必會威脅到人類隱私的安全，如果無任何隱私可言，又哪來的人權。這些都是我們需要面對的問題。
倫理道德
每種新技術都有自己的優點和缺點。隨著機器人技術的發展，人機交互的意識增強，人機之間的物理界限逐漸模糊并融合。當人們與機器人相處時，就會出現問題，包括道德問題。從簡單的圖靈測試到世界上第一位具有國籍的機器人公民索菲亞的出現，機器人的發展有失控的風險，難以預測機器人技術的走向是否能夠被人類準確評估與規范，也沒有任何的經驗或者教訓可以借鑒和吸取。21世紀以來，軍用殺戮機器人在戰場上誤殺無辜生命，無人駕駛汽車致使行人死亡，聊天軟件公開發表種族歧視、性別歧視的言論，人臉識別涉嫌種族歧視，機器人在虛擬互動中通過“作弊”獲得用戶的隱私信息等負面事件不斷出現，機器人的負面影響及其倫理規范引發學者思考。
越來越多的科學家認為應該建立有關機器人的倫理體系。目前已存在狹義機器人倫理學的主要研究目標就是讓機器人在與人類互動的過程中，具有一定的道德判斷與行為能力，從而使機器人的所作所為符合人們預設的道德準則。從理論上看，根據人類預設的道德原則進行道德決策的機器人可以成為只做好事的“道德楷模”，而且在一定程度上還可以避免人們對其的不當使用、惡意利用或濫用。科技倫理學并不是在阻礙科技的發展，而是使科技在一條正確的道路上發展，它要求我們在前進的道路上不斷反思。如何將人類道德嵌入機器人以及如何對待機器人的問題，我們應該將普遍性的倫理規則與具體的設計情景 相結合，發揮設計者、行業協會、企業、政府部門等不同設計主體的作用，通過法律、倫理等不同層面保障機器人的良性發展，發揮機器人的積極作用。
發展歷程
總的來說，機器人在世界范圍內的發展經歷了以下四個階段。
萌芽期
1954年，第一臺可編程的機器人在美國誕生。1958年，美國發明家約瑟夫·恩格爾伯格建立了Unimation公司，并于1959年研制出了世界上第一臺工業機器人。這一階段，隨著機構理論和伺服理論的發展，機器人進入了實用階段。
產業孕育期
上世紀 60 年代末，美國斯坦福研究院的查理.羅森成功研制出第一臺移動機器人Shakey，該機器人安裝了視覺系統，能根據人的指令完成一些簡單的操作，但是由于運行速度過于緩慢，且機器人過于龐大因此沒有應用到實際。1962年，美國AMF公司生產出第一臺圓柱坐標型機器人。1969年，日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發出世界上第一臺以雙腳走路的機器人。但是這一時期的機器人屬于“示教再現”型機器人，只具有記憶、存儲能力，按相應程序重復作業，對周圍環境基本沒有感知與反饋控制能力。
快速發展階段
這一階段，隨著傳感技術（包括視覺傳感器、非視覺傳感器—力覺、觸覺、接近覺等）和信息處理技術的發展，出現了有感覺的機器人。1984年，美國推出醫療服務機器人“Help Mate”，可在醫院里為病人送飯。2000年日本本田技研工業開發出“ASIMO”機器人，可以單腳站立，在平坦或不平坦的表面行走、爬樓梯甚至跑步。2004年，美國的火星探測車， “勇氣”號和機遇號火星探測器在火星表面先后成功著陸。2006年起，機器人模塊化、平臺統一化的趨勢越來越明顯。服務機器人發展迅速，應用范圍日益廣泛，以手術機器人為代表的醫療康復機器人形成了較大產業規模，空間機器人、仿生機器人和反恐防暴機器人等特種作業機器人實現了應用。
智能應用階段
這一階段，隨著感知、計算、控制等技術的迭代升級和圖像識別、自然語音處理、深度認知學習等人工智能技術在機器人領域的深入應用，機器人領域的服務化趨勢日益明顯，逐漸滲透到社會生產生活的每一個角落。同時，這一時期的機器人具有感知環境的能力，配備有視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感覺器官，能從外部環境中獲取信息,具有思維能力,能對感知到的信息進行處理,以控制自己的行為，具有作用于環境的行為能力。例如2016 年，谷歌的人工智能機器人 Alpha Go 以 4:1 的成績戰勝了世界圍棋冠軍李世石，證明了機器人的智能化的可行性。2017 年，優步 無人駕駛汽車在舊金山進行測試，雖然測試結果不能完全令人滿意，但在無人駕駛領域仍是跨出了一大步。目前，美國的機器人技術已經位列世界前列，近幾年，美國高度重視機器人在醫療與國防安全領域的應用，例如醫療圖像機器人、特種機器人等。機器人技術在日本也在快速發展，尤其在仿人機器人技術上，其中，日本本田技研工業已經研發了第一代仿生機器人 ASIMO。且韓國為提高軍事方面的作戰能力，也將大力發展軍用仿生機器人。
2024年9月，工業和信息化部最新統計顯示，從2022年至2024年，中國新增工業機器人裝機量占全球一半以上，服務機器人在家庭服務、醫療康養等領域實現規模化應用，特種機器人在空海探索、應急救援等領域發揮重要作用。截至2024年7月，中國持有的機器人相關有效專利超過19萬項，占全球比重約三分之二。2025年7月，海關總署發布的數據顯示，2024年中國工業機器人出口市場份額躍居全球第二，2025年上半年出口繼續增長61.5%。出口目的地從東南亞、非洲市場，擴展到歐洲、北美等高端市場。據統計，中國已經成為全球最大的機器人市場和生產國。2025年8月8日，在2025世界機器人大會開幕式上，工業和信息化部副部長辛國斌介紹，2025年上半年，中國機器人產業營業收入同比增長27.8%，工業機器人和服務機器人產量同比分別增長35.6%和25.5%，連續12年位居全球最大工業機器人應用市場。截至2025年8月11日，中國工業機器人產量和裝機量連續多年位居全球第一，人形機器人發展領跑全球。
分類
本文簡單從以下四種角度來對機器人進行分類：
按用途劃分
工業機器人：又稱產業機器人，主要應用在制造業相關領域，進行焊接、噴涂、裝配、搬運、打磨、機械加工等作業，適用于相對固定、獨立的工業生產環境，具有高精度、高速度、重復作業的特點，在汽車、電子產品制造、機械加工等行業也廣泛應用。
探索機器人：用于進行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探險、探索。
服務機器人：一種半自主或全自主工作的機器人，其所從事的服務工作可使人類生存得更好，使制造業以外的設備工作得更好，例如家庭服務機器人。作為“家中保姆”， 家用機器人能夠承擔很多家務活，如清掃、洗刷、 煮飯等。就目前而言，普及最廣的還是掃地機器人和清潔機器人。
軍事機器人：用于軍事目的，或進攻性的，或防御性的。這類機器人又可分為空中軍用機器人、海洋軍用機器人和地面軍用機器人，或簡稱為空軍機器人、海軍機器人和陸軍機器人。
按控制方式劃分
伺服控制機器人：這種機器人的工作原理是通過反饋傳感器取得的反饋信號與來自給定裝置的綜合信號，經比較器加以比較得到的誤差信號，經過放大后，用于激發機器人的驅動裝置，進而帶動末端執行器裝置以一定規律運動，到達規定的位置或達到規定的速度等。伺服控制機器人又可分為點位伺服控制和連續路徑（軌跡）伺服控制兩種類型。
非伺服機器人：這種機器人按照預先編好的程序依順序工作，使用終端限位開關、制動器、插銷板和定序器來控制機器人的機械手的運動，工作能力比較有限。伺服機器人有遙控型機器人、程控型機器人、示教再現型機器人等。
按運動方式劃分
固定式機器人：是指固定在某個底座上，整臺機器人或機械手不能移動，只能移動各個關節的一類機器人。
輪式機器人：輪式機器人具有易驅動、移動速度快的特性。傳統輪式機器人一般至少有三個輪子，這樣能夠保證機器人的靜態穩定性。兩輪機器人是一種典型的非完整約束系統，且具有非線性、欠驅動、強耦合等特點，但因兩輪機器人結構簡單，小巧靈活，且能耗較低等特點，使得其受到廣泛研究 。
履帶式機器人：履帶式地面移動機器人具有承載力大、接地比壓小的特點，不但在平坦路面上具有較為出色的移動速度，在非 結構路面上也擁有很強的越障能力，被廣泛地應用于軍事、工業等領域 。
足式地面移動機器人：以Atlas機器人為例，它是典型的仿人形的兩足機器人，全身具有多達20多處活動關節，由數十款傳感器互相配合，不僅能夠像人一樣直立行走、爬樓梯，還能完成像跳躍這種高難度動作，可以連續跳躍多級臺階。
撲翼式機器人：這種飛行機器人是仿昆蟲或鳥類的特殊飛行方式----撲翼，通過翅翼運動帶動空氣的流動，再反作用翅翼的相互影響過程。相比于旋翼、固定翼飛行器，撲翼機器人具有易操控、可靠性高、隱蔽性強、噪聲小等優點，在軍用和民用領域有更廣闊的應用前景。
按智能程度劃分
一般機器人：是指不具有智能，只具有一般編程能力和操作功能的機器人。
智能機器人：指具有不同程度的智能的又可分為傳感型機器人、交互型機器人、自主型機器人。
按鏈接方式劃分
串聯機器人：指較早應用于工業領域的機器人。它是一個開放的運動鏈，主要以開環機構為機器人機構原型。由于其開環的串聯機構形式，該機構末端執行器可以在大范圍內運動，因此具有較大的工作空間，并且操作靈活,控制系統和結構設計較簡單；同時由于其研究相對成熟，已成功應用于很多領域或,如各種機床、裝配車間等。
并聯機器人：它是一個封閉的運動鏈，一般由上、下平臺，以及兩條或兩條以上的運動支鏈構成。與串聯機器人相比，由于主聯機器人是由一個或幾個閉環組成的關節點坐標相互關聯，因此具有運動慣性小、熱變形咬小、不易產生動態誤差和累積誤差的特點。此外，還具有精度較高、機器剛性好、結構緊終穩定、承載能力強且反解容易等優點。基于這些特點，并聯機器人在過去的近三十年里一直是機器人研究領域的熱點。
混聯機器人：這是在工業實際應用中，針對機器人操作空間和操作靈活度的具體要求而提出的一種新型機器人結構。混聯機器人是以并聯機構為基礎，在并聯機構中嵌入具有多個自由度的串聯機構，從而構成的一個復雜的混聯系統，其結構設計復雜，屬于對并聯機構的補償和優化化。混聯機器人在繼承了并聯機器人剛度大、承載能力強、速度高精度高等特點的同時，其末端執行器也擁有了串聯機器人運動空間大、控制簡單、操作靈活等特性，多用于高運動精度場合。
應用領域
醫療行業
目前，機器人為醫療領域帶來了更高效、更準確、更安全的技術解決方案，可顯著提升診療效果、降低醫療成本、促進醫療資源均衡化，促進醫學領域的重大變革。例如手術機器人根據特殊的手術環境與臨床需求，依據制定方案、特定流程來執行特定動作，為醫療領域帶來了更高效、更準確、更安全的技術解決方案，可顯著提升診療效果、降低醫療成本、促進醫療資源均衡化，促進醫學領域的重大變革。康復護理機器人則是具有輔助肢體功能恢復或重建功能的智能化裝備，可自動執行指令任務以代替或協助人體某些功能；相應研究與應用較多面向腦卒中、脊髓損傷等造成的神經損傷患者（典型癥狀如偏癱、截癱）。采用對患肢實施運動訓練、功能性電刺激的方法，對患者受損的中樞神經形成反饋，刺激損傷神經的再生或者未損傷神經對損傷功能的代償，從而達到神經康復的目的。
軍事領域
目前，在現代戰爭中，如何將士兵的傷亡率降到最低是各國都在熱議的話題。所以未來軍事發展的必然趨勢就是利用智能機器人代替 士兵作戰。目前，世界上已經研制和列入發展計劃的智能機器人主要可分為反坦克兵、突擊掃雷兵、戰場布雷兵、空中偵察警戒兵等。軍事智能機器人能夠完成搜索、監視、排爆、破障、攻擊目標、運送物資、救助傷員等一系列作戰任務，它們相比人類士兵更加精密、輕便、靈巧、抗毀、抗摔、抗打、能力更強。 智能機器將成為未來戰場的主力軍，人類戰爭將形成“人在回路上”的新模式。 在新模式下，軍隊的組織架構和力量編成將發生巨變，智能機器將成為未來軍隊的主要成員，人類將扮演計劃員、管理 員和指揮員的角色。
工業生產
在工業應用中，機器人的用途主要有四個方面，即零件制造、材料加工、產品檢驗和裝配。按照應用的方面大致可以分為焊接機器人、碼垛機器 人、裝配機器人等幾個大類。焊接機器人就是執行焊接任務的機器人，使用時在機器人的“長臂”末軸安裝用于焊接的焊鉗或焊槍，使機器人在完成按照預先設定的動作時能夠像人一樣進行焊接、切割等機械加工操作。碼垛機器人是將已經封裝完畢的物體，按一定順序碼放在平面上，機器人可以進行自動堆碼，然后推出，便于叉車運送。工業機器人在部分工業生產領域已經獲得應用，并且取得顯著的應用效果。合理應用工業機器人可以顯著提升生產效能，節約生產成本，避免環境污染，確保生產安全，推動工業生產快速發展，實現工業生產的現代智能化。
救援救災
此外，在救援救災領域，人形機器人也將扮演不可替代的角色，其適合用于危險任務的無人化替代。在實際的災害場景中，救援任務常常具有急迫性且各不相同，傳統的特種裝備往往難以勝任，需要救援人員親自執行。而人形機器人則能直接利用救援人員使用的多種裝備來執行救援任務。例如消防機器能夠代替消防員進入高溫、濃煙、缺氧、有毒有害等災害事故現場完成偵檢、排 煙、滅火、洗消、破拆、搜救等急難險重任務，在有效保護消防員安全的同時也可以有力提升消防部隊戰斗力。
其他領域
除上述主要應用領域外，機器人還可應用于以下領域：
教育領域：教育機器人是 面向教育領域專門研發的，以培養學生的分析能力、創造能力和實踐能力為目標的機器人，它具有教學適用性、交互性、開放性、可擴展性等特點。近年來，隨著人工智能技術的進步， 機器人的發展逐步走向智能化、人性化的特點也越來越顯著。 智能化和人性化的機器人產品將更加適合未來的教育教學環境。
服務行業：現在己有越來越多的機器人被用于人類社會的日常服務實踐 ，特別是在餐飲、酒店和旅游領域，機器人被逐步用于為顧客送餐，引路，展示講解或實現一個全面化的自動化服務環境。
航空航天領域：在航天工業生產中機器人多用在飛機復雜結構件表面制孔、焊接、噴涂、維修和自動化裝配等制造環節。在航空探索方面，研制和使用太空機器人已成為人類航天事業的一個發展趨勢。例如美國的“火星探路者”宇宙飛船經過 4 億多千米的航行，成功登陸火星后釋放了一個小機器人在火星探察。機器人共向地面傳回了 1.6萬幅圖片， 還對火星上的巖石和土壤進行了化學分析。
體育領域：在體育領域中，機器人正逐步幫助人們進行體育運動，例如輔助人類日常鍛煉與訓練競賽、與人類同場競技、評估與輔助治療運動損傷等。
會計行業：在該行業中常用到的財務機器人可操作費用報銷、下發及收集業務部門預算編制表、財務分析、采購預算審核和管理會計報告等工作。
農業領域：農業機器人是在農業生產中的運用，是一種可由不同程序軟件控制，以適應各種作業，能感覺并適應作物種類或環境 變化，有檢測和演算等人工智能的新一代無人自動操作機械。
結構原理
縱觀整個機器人行業，雖然機器人的種類繁多，其機械結構、控制結構的細節也有所不同，但是一臺完整的機器人，都包含機械系統、控制系統、驅動系統和感知系統這四大系統。
機械系統
機器人的機械系統指的是機器人的本體，是機器人賴以完成任務的執行結構。機器人的機械系統通常是多個關節連在一起的機械連桿的集合體，可以形象地理解為機器人的骨骼結構。通常機器人系統的機械部分主要包括機身、移動機構、手臂、末端執行器、驅動和傳動機構等。有些機器人不需要具備移動功能，主要通過機械臂完成操作功能。機械手臂一般由上臂、下臂、手腕及安裝在其上的手爪或末端執行器等組成。比如工業機器人，通常只具備人的手臂的形態，有不同的關節個數，有的會增加可移動的底座。
控制系統
控制系統就是機器人的大腦，是機器人的控制核心。它可根據接收的任務指令以及從感知系統反饋回來的信號，幫助機器人完成指定運動或者決策。機器人的控制系統通常由控制器、控制軟件和運動控制單元組成，對于不同類型的機器人，控制系統的結構、功能有較大差別，控制器的設計方案也不一樣。比如工業機器人，其控制器通常是工控主板或者嵌入式主板和PLC控制器，控制軟件多為機器人廠家根據自家的控制器開發的專用軟件，而運動控制單元則多數直接用的是運動控制卡或直接運動控制器。
驅動系統
機器人驅動系統主要負責為機械系統提供動力，其驅動方式分為電氣驅動、液壓驅動、氣壓驅動和新型驅動等。其中，電氣驅動是目前機器人使用最多的一種驅動方式，常用的電氣驅動元件為驅動電動機，比如步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機等。電氣驅動特點是環境污染小、運動精度高、電源取用方便、響應速度快、信號檢測處理方便、控制方式靈活。液壓驅動的機器人驅動能力強、抓取力大，具備機械傳動平穩、防爆性好的特點，但是液壓驅動機器人對密封性能要求高，且不宜在高、低溫環境工作。氣壓驅動機器人主要通過空氣壓縮機提供的壓縮空氣來提供動力源，常用驅動元件有直線氣缸、氣動旋轉馬達等。氣壓驅動機器人的特點是結構簡單、動作迅速、價格低，但由于空氣的可壓縮性，所以其一般工作速度的穩定性差、抓取力較小。機器人的傳動機構與通用機械一樣，主要用來把驅動元件的運動傳遞到關節和執行器動作部位，比如齒輪傳動、絲杠傳動、帶傳動、鏈傳動、連桿及凸輪傳動等。
感知系統
機器人的感知系統與人的感覺類似，相當于人的五官和神經系統，應該能夠檢測環境信息，同時調理與傳遞、估計與理解檢測到的信息。其系統中能夠檢測環境信息的器件被稱為傳感器。這些傳感器在功能上與人類感覺器官類似，可以實現視覺、觸覺等感覺。為了將機器人各種內部狀態信息和環境信息轉變為機器人自身或者機器人之間能夠理解的數據、信息或者知識，感知系統通常由多種傳感器組成，通過這些傳感器采集各種信息，然后采取適當方法將多個傳感器獲取的信息綜合處理，以便控制機器人進行智能作業。因此，機器人的感知系統可以看作機器人獲取外部環境信息及進行內部反饋控制的工具。
性能指標
通常，以下幾項參數可以用來描述機器人的主要性能指標：
（1）負荷能力：指在滿足其他性能要求的情況下，機器人能承載的負荷質量。
（2）運動范圍：指機器人在其工作區域內可達到的最大距離。其中，機器人可按任意姿態達到其工作區域內的那些點被稱為靈巧點；對那些接近于機器人手臂運動范圍邊界的極限點，由于不能任意指定其姿態，所以被稱為非靈巧點。對工業機器人來說，這是很重要的性能指標；
（3）定位精度（準確性）：指機器人到達指定點的精確程度，它與驅動器的分辨率、反饋裝置以及傳動裝置的精度等有關。精度是關于機器人的位置、姿態、運動速度及載荷量的函數，是機器人的一個重要性能指標；
（4）重復精度（穩定性）：指動作重復多次，機器人到達同樣位置的精確程度。重復精度比精度更為重要，如一個機器人定位不夠精確，通常會顯示一個固定的誤差，這個誤差是可預測的，因此可通過編程予以校正。然而，如果誤差是隨機的，它就無法預測，因此也就無法消除。重復精度規定了這種隨機誤差的范圍，它通常通過一定次數的重復運行機器人來測定。
主要技術
機器人是一門多學科交叉的綜合技術，涉及機械工程、電子工程、計算機技術、傳感器技術、自動控制、人機交互、仿生學等多個學科。因此，機器人領域中需要研究的問題非常多，需要探索的項目也非常多，其中感知、定位和控制是機器人技術的三個重要問題。下面針對移動機器人應用過程中的環境感知、自主定位和運動控制等方面，簡述涉及的一些關鍵技術。
環境感知
1986 年，由 Cheeseman 和 Smith 提出了SLAM（Simultaneous Location and Mapping）算法的基本概念，即同步定位與地圖構建，為機器人實現環境感知與定位建立了一套標準的系統方案，該方法目前已被大多數移動機器人所采用。早期的 SLAM 算法是以激光雷達為主導傳感器，通過激光雷達獲得環境的點云圖， 進而估計機器人自身的位置信息，這類算法被稱之為激光SLAM。現如今激光 SLAM 技術已經比較成熟，應用在市面上的許多產品之上，例如家用的掃地機器人，百度集團無人車，都是以激光 SLAM 技術為主導。但是在實際環境中，采用單個傳感器的 SLAM 系統穩定性和精度較差，常常發生位姿漂移，追蹤失敗的情況，所建立的地圖和實際存在很大誤差。基于多傳感器融合的SLAM 系統能夠改善這些問題，數據融合的方式一般分為松耦合和緊耦合。松耦合的特點是多種傳感器分別計算位姿，然后利用濾波的方法將多個位姿融合。松耦合算法相對簡單，但是融合的程度較小，往往效果不佳，所以當前主流方法都采用了緊耦合的方式。緊耦合以非線性優化為系統框架，將各種傳感器數據直接放入優化器中共同優化得到一個位姿。
自主定位
由于移動機器人是一種具有自主行駛、自主規劃功能的高度智能化的機器人， 因此機器人的導航定位技術是機器人研究的重要課題。目前，常見的導航方式有電磁導航、激光導航、超聲波導航和視覺導航等。其中電磁導航的原理是在地下埋下導線，通過導線中不同頻率電流產生的磁場從而“引導”機器人的行動，屬于典型的非主動導航模式。 超聲波導航則是移動機器人導航方式中應用最廣泛的一種，其實質為通過超聲波傳感器實現距離測量。 超聲波發射器發出超聲波，超聲波在遇到障礙物后返回超聲波接收器，通過計算兩者的時間差即可得出機器人與障礙物之間的距離。激光導航的原理是在行駛路徑周圍安裝位置精確的反射板，移動機器人通過發射激光束，同時采集由反射板反射的激光束，即可確定其當前的位置。最后，視覺導航是最先進的導航技術之一，其原理是在地面上涂上與周圍顏色反差較大的涂料或油漆，根據機器人中安裝的攝圖傳感器不斷拍攝的圖片與存儲圖片進行對比， 偏移量信號輸出給驅動控制系統，控制系統經過計算糾正機器人的行走方向，實現對其的導航。除以上四種導航方式以外， 還有 GPS 導航、紅外導航等導航方式。
運動控制
機器人運動控制技術根據控制目標的不同一般分為路徑跟隨、軌跡跟蹤和點鎮定三類。路徑跟隨是指根據某種控制律，跟隨運動空間中給定的一條與時間無關的幾何路徑， 一般可分為全局和局部路徑規劃；軌跡跟蹤是根據某種控制律，跟隨運動空間中給定的一條與時間相關的幾何路徑，路徑跟蹤方法主要包括自適應法、智能控制法、最優控制法和模型預測控制等。
參考資料 >
【#我國新增工業機器....新浪微博.2024-09-29
中國機器人出海跑出加速度中國是全球最大機器人生產國.新浪財經.2025-07-26
工信部副部長辛國斌：今年上半年我國機器人產業營業收入同比增長27.8%.今日頭條.2025-08-09
視頻.抖音短視頻.2025-08-12