1.2　机械应用领域

机械类专业是一个涵盖面广泛、应用领域众多的专业领域。机械类专业是现代工业的基础，对于国家的经济发展和科技进步，其具有举足轻重的地位。随着科技的飞速发展，机械类专业的重要性愈发凸显，不仅为人类创造了更加便捷、舒适的生活条件，为各行各业提供了强大的技术支持，还为国家的基础设施建设、能源开发、交通运输等领域提供了源源不断的动力，是推动工业发展、科技进步和国家繁荣的重要力量。机械类专业应用领域涵盖面广，本节将重点介绍机械类专业在机器人、智能汽车、医疗健康领域的应用。

1.2.1　你了解机器人吗

自1959年世界上第一台工业机器人问世以来，机器人的发展取得了巨大成就，在制造业、服务业、医疗保健、国防和太空等各个领域被广泛应用。传统的工业机器人适用于结构化环境和重复作业任务，现代机器人发展则需要增强机器人对环境与任务的适应性、提升智能和自主作业能力、改善人机交互能力、提高安全性能，并且需要突破制约人-机交互、人-机合作、人-机融合发展的瓶颈，解决机器人三维环境感知、规划和导航、类人的灵巧操作、直观的人机交互、行为安全等关键技术，并在智能机械和重大装备中发挥重要作用。

2022北京冬奥会现场展示中，冰壶六足机器人取得了6次击打全面命中的成绩；沈阳东北亚滑雪场，滑雪六足机器人完成了中级雪道的启动、滑行、转弯、制动动作，在雪地平地实现了蹬地前进、转弯、后退等功能测试，入选2022年二十大“奋进新时代主题成就展”展品。冰壶六足机器人能针对不同作业任务生成最有效的形态，最大限度发挥性能，设计出最优的行走姿态；滑雪机器人能针对人类滑雪运动各肢体行动需求，实现雪板和雪杖的滑雪最优设计，让机器人能单腿行动、整机控制，实现了对不同坡度、硬度雪地下的滑雪稳定平衡控制。此外，面对日益复杂的巡检应用场景，人们还设计出了以高机动性、高可靠性和高承载性为特点的新型电力巡检六足机器人。

电力巡检六足机器人

在确保安全的基础上高效发展核电，是当前我国能源建设和核工业发展的一项重要政策。发展核电对保障能源供应与安全，保护环境，实现电力工业结构优化和可持续发展，提升我国综合经济实力、工业技术水平和国际地位，都具有十分重要的意义。同时，核电站的安全直接影响国家能源生产、自然环境以及人民的生命财产安全，有重大的社会影响力，面向核电站应急状态和重大事故救援对救灾机器人的迫切需求，核事故紧急救灾机器人应运而生。机器人除可获取核事故现场图像及监测辐射外，还能处理典型核事故，包括在极端环境中关闭阀门、探测、堵焊等。

1.2.2　你了解智能汽车吗

随着科技的快速发展，我们的生活变得更加智能和便捷。交通领域也在经历一场巨大的变革，智能网联汽车成为这场变革的引领者。与传统汽车相比，智能网联汽车不仅能够理解我们的需求，还可以感知周围环境，做出智能决策，并且能够与其他车辆和基础设施进行高效通信。

智能网联汽车是一种装备了先进的车载传感器、控制器等设备，同时融合了现代通信与网络技术的汽车。这种汽车不仅能够感知周围复杂的环境，还能根据感知得到的信息做出智能的决策。此外，它可以与其他车辆共同工作，就像是车辆之间在“聊天”，相互协同决策行驶路线，使整个交通系统更有序。智能网联汽车的目标是能够自行完成行驶任务，不需要人为操控。未来的路上，你可能会看到这样的奇妙场景：车子在自己的“指挥”下行驶，我们只需坐在车上，放松身心，享受旅途。这是未来汽车的发展方向，将为我们的出行方式带来前所未有的科技体验，这一功能的实现依托自动驾驶与V2X技术。

自动驾驶是一种先进的汽车技术，让汽车能够在行驶过程中不依赖人类直接操作，而是通过感知环境、做出决策、执行操作，实现自主驾驶的能力。这项技术旨在提高出行的安全性、便捷性，并将车辆从传统的人工驾驶模式转变为智能化的自动驾驶状态。自动驾驶系统就像一位聪明的司机，通过复杂而协调的系统来实现车辆的自主行驶，其架构主要由3个部分组成：识别周边车辆、障碍物、行人等道路环境的感知系统，就像是自动驾驶汽车的“眼睛”；基于环境信息做出智能决策并规划最佳行驶路径的决策规划系统，就像是自动驾驶汽车的“大脑”；负责将决策和规划的结果转化为具体车辆操作的控制系统，相当于汽车的“手脚”。V2X，即vehicle-to-everything，是车辆与外部环境之间的交互和通信技术，允许车辆之间进行直接的信息交换，车辆可以实时获取周围车辆的位置、速度等信息，从而实现车辆之间的协同行驶和碰撞避免。例如，当一个车辆检测到可能发生碰撞的情况时，它可以通过车联网技术向周围车辆发送警告信号，提醒其他车辆采取相应措施，避免事故的发生。

智能网联汽车的应用领域之一是实现在露天矿山中矿车的无人驾驶。无人矿车可以结合车辆感知和高精定位，根据矿山的地形和工作需求，自主选择最优路径，自动驾驶往返于采矿区和卸料区。在挖掘作业中，矿车与铲装设备通讯相互协同，可以提高作业效率。另一个应用领域是夜间清扫车。夜间清扫车通常用于城市街道、公园和停车场等地的清洁工作，通过无人驾驶技术和传感器设备的应用，对路面、障碍物和行人等进行实时检测和识别，准确地规划路径和避免碰撞，实现了智能化和自主化清扫作业。

1.2.3　你了解医疗机械吗

医疗器械是医疗健康领域的重要组成部分，而机械在医疗器械的设计和制造中发挥着关键作用，不仅为医疗器械的设计和制造提供了必要的技术支持，还为医疗健康领域的创新发展提供了重要的推动力。

医疗机器人有广泛的感知系统、智能和模拟装置，是基于机器人硬件设施，将大数据、人工智能等新一代信息技术与医疗诊治手段相结合，实现“感知-决策-行为-反馈”的闭环工作流程，在医疗环境下为人类提供必要服务的系统统称。医疗机器人按照具体用途可分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人和服务机器人。其中，手术机器人是医疗机器人范畴中占比最大也是最重要的领域。它可以解释为“内窥镜手术器械控制系统”，相比于传统外科手术，它能够提供高分辨率3D立体视觉以及高器械自由度，在病人体内狭小的手术空间里建立超高清视觉探查系统，并拥有定位导航、灵活移动与精准操作的能力，能够拓展至各类外科手术的适应症，提高手术效果，减少术后并发症和恢复时间。手术机器人根据手术类型可以分为腹腔镜手术机器人、骨科机器人、经自然腔道机器人、血管介入机器人、经皮穿刺机器人、神经外科机器人等。

机械技术和设备为医疗服务提供了强大的支持，使得医生能够更加精确、高效地进行诊断和治疗。例如，医学影像技术的进步使医生可以更加清晰地观察到患者体内的情况，从而做出更准确的诊断；康复工程的发展则为残疾人和病人提供了更多样的康复治疗方法，提高了康复效果；3D打印技术的应用可以实现定制化的医疗器械和人体组织模型，为患者提供更加精确和个性化的治疗服务；生物传感器的发展则可以实现实时监测患者的生理参数，为医生提供更加全面和准确的诊断依据。

随着科技的不断发展，机械将为医疗健康领域带来更多的创新和突破，为人类的健康事业做出更大的贡献。 qD7vxQlz6hn79BYY+/xfB93Ez4ZinZPA+YnwcWI8tlv2L7f4hlnQo3fow4vaFLlp