1。1  课题研究背景及意义

当前新一轮科技和产业变革蓄势待发，特别是新一代信息技术、新材料技术、新能源技术的快速发展，正在培育全球经济发展新动能。机器人是各种先进技术的深度融合，是提高生产效率和产品质量、提升生活水平的重要工具，也将是智能社会、智慧地球发展中不可或缺的重要支撑。人工智能将赋予机器人自主决策、自我控制能力，甚至使其像人一样思考和想象，进而成为人类未来生产和生活中的重要伙伴。总之，机器人的快速发展将极大地解放劳动力，不断创造、聚合生产要素，将成为人类文明进步的又一重要标志[2]。

随着机器人技术的发展，人们越来越发现，机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途，甚至在某些人类无法涉及到的领域（例如在排除炸弹、深海探测等），机器人甚至有着无可代替的作用。所以就像人类开始第一次工业，创造了巨大的生产力，使得人类进入“蒸汽时代”一样，在人类进入“机器人时代”之前，对机器人有一个完全且透彻的了解是非常必要的。而要想对机器人有深入透彻的研究，首先要设计和实现一套远程机器人实验系统，用于进行教学的实验和研究，为学生进行相关的课程学习和课外实践提供必要的实验条件[11]。“远程机器人实验系统”旨在将现有设备资源进行整合后，以网络为通讯载体和服务渠道，进行实验环境和实验设备资源的远程共享访问，让实验人员可以在机器人设备所在的实验现场之外，实现对于硬件设备、软件程序、控制监控的远程操作管理。真正实现机器人实验资源的合理配置、高效利用、远程访问[3]。

作为一所理工科大学，实验和实践是学校学术研究的立身之本，实验教学也在平常的教学计划中占有了相当大的比重，学生对自己动手操作的实验结果能有更加清晰和深刻的记忆，而不是死记硬背书本上的公式和概念，这有利于理工科学校的教学。但传统的实验教学仅仅局限于在固定教学时间、固定实验室内的固定实验，学生受制于有限的时间和空间，往往很难有热情去主动的在固定时间里前往实验室，也就缩减了学生的实践效果。随着因特网的发展和高校全天候实验室的建立，急需一套“远程机器人实验系统”，以打破时间和空间的束缚，让学生只要在线预约，就能在自己想要做实验的时间内远程操纵机器人，而不需要特地到达实验室进行实验[4]。同时，学生能够通过安装在实验室的摄像头实时地了解自己操作的机器人的各种状态，正确的检验自己所书写的代码。

除此之外，设计与实现一套远程机器人实验系统还能极大的提升设备的利用率，不会出现暑假和寒假期间大量时间的闲置，由而还能降低设备的空闲率。除此之外，这一套系统还减轻了实验室管理员的负担，以往每次学生做完实验，管理员都要进行机器人的维护，现今学生能够自己通过因特网进行远程机器人实验，这也在一定程度上减轻了管理员的负担。

本校拥有大批优良实验设备的实验室，更有国家级重点科技实验室，此类远程实验系统能够以低成本的方式实现优势资源的共享，通过该系统，能够给其他实验室提供基础，能够实现在实验室建设经费不足的情况下通过远程实验系统的资源共享，促进教学资源的合理分配。

综上所述，设计并实现一套远程机器人实验系统是非常必要的。

1。2  国内外研究现状

1。2。1  国外研究现状