【中國智能制造網 學術論文】總體上，我國家用機器人發展還處于初級階段，仍然存在著許多問題，如價格過高，實用性偏低，操作不靈活等。廠商應加大研發投入與合作力度，結合現有產品和技術優勢，讓家用機器人更加“貼心”。　　今天，掃地機器人對于大眾來講已不是新面孔，但卻也不是老面孔，因為它在近幾年仍處于快速發展的成長期：從一開始的技術形象的“洋概念”，到產品初入國內市場的“品”，到性能不斷優化的“干中學”，再到價格比較親民的“接地氣”，目前又在向“炫酷拽”與“有內涵”兼顧的方向發展。可以說，掃地機器人飽經鍛煉，已經成長為家庭服務機器人行列中的排頭兵。
　　
　　從吸塵器手中遞過來的“世紀接力棒”
　　
　　洗衣服、做飯、打掃衛生，這三項成為現代人們不喜歡做的事情。好在人類足夠聰明，從“懶”中找到了機會。20世紀初發明的吸塵器，給掃除衛生減輕了不少工作量。1901年，英國土木工程師布斯觀察到，美國車箱除塵器用壓縮空氣把塵埃吹入容器內的除塵方式并不高明。他反其道而行之，嘗試用強力電泵把空氣吸入軟管，通過布袋將灰塵過濾。后來，他用這種吸塵法制成了吸塵器，成立了公司并申請了。
　　
　　此后，歐美的胡佛、伊萊克斯、戴森等電器大亨用了近百年的時間，從吸塵器的吸嘴開始，到真空泵，再到電機、儲灰箱、過濾網等每一部件入手，輪番對吸塵器進行研發升級。直至1996年，在英國BBC的一檔名為《明日世界》的欄目，主持人暢想了未來家庭主婦如何利用科技應對各種家務時，智能掃地機器人雛形初現。
　　
　　20世紀80年代SANYO公司就已經開始進行自主吸塵機器人的研發。其作為清潔機器人的研究，對清潔機器人的發展起著不可替代的促進作用。2001年，家電巨頭伊萊克斯（Electrolux）重磅推出的三葉蟲（Trilobite）智能掃地機器人，是世界上款量產的智能掃地機器人，它的命名取自一種在全世界每一寸土地都曾經留下足跡的古老節肢動物，設計者希望它的三葉蟲智能掃地機器人，也能像三葉蟲一樣在世界的每一塊地板上駛過。
　　
　　智能掃地機器人三葉蟲的機身采用圓餅形設計，塑料外殼。依靠單片機控制底部車輪自主行動，清潔方面有一個可拆卸滾桶刷和輕型真空泵，采用滾掃為主抽、吸為輔的清掃方式。機體裝置的反射式超聲波傳感器為機器人提供了避障能力。當其完成了清掃任務或內置鎳氫電池電量低時，會自動返回電源處充電。三葉蟲的儲塵箱滿后，會自動發出報警音，提醒用戶清空。該機器人還配有磁條，用來限制其活動范圍，避免進入衛生間或者從樓梯上跌下。
　　
　　盡管起初用戶們對這款革命性的產品十分追捧，但很快，挑剔的用戶就列舉了三葉蟲的種種不足。在它靠近有尖角的障礙物時，還是會發生碰撞。究其原因，是在這種情況下，超聲波反射的能量較少，難以檢測。在漂亮的房間里放置磁條也很不美觀（在三葉蟲二代里磁條被紅外線發射器替代）。但是無論如何，圓餅式機體、充電基地加阻擋器，已經成為智能掃地機器人的標準配置。
　　
　　日本松下電器公司于2002年3月展示了一種吸塵機器人，該吸塵機器人可自動為房屋進行真空吸塵。它的體積略大于一只籃球，前后部都帶有酷似眼睛的小燈，能發出聲波、紅外線等50種傳感信號，這些傳感信號可讓機器人在撞上障礙物之前自動轉身。吸塵機器人充電后，工作時間可達55分鐘。工作時，它先繞房間行走，計算出房間的大小，然后再做水平及垂直運動進行清掃工作。其缺點是機器人在距離障礙物前6英寸處就停止，無法清掃墻壁死角處的灰塵，導致無法把房間徹底清理干凈。
　　
　　美國馬薩諸塞州iRobot機器人公司和麻省理工學院人工智能實驗室聯合開發的全自動智能吸塵器Roomba，在2002年9月面市，被美國《時代》雜志評選為2002年酷的發明之一。其運轉模式是以數學運算理念設計的，當它啟動后會循螺旋狀運轉，工作過程中清掃范圍逐漸擴大，終涵蓋整個空間，當碰到墻壁或其他大型障礙物時，其機身上裝載的障礙物感應調節器可以保護機器不受損害，同時沿著墻壁繼續清潔。當吸塵器清潔一部分區域后，會轉90°以同樣方式清掃房間的另一部分，通過重復螺旋運轉的路線清掃。此外，該機器人能夠探測地面的污垢，可根據房間地面的具體情況進行有重點的清潔。
　　
　　這個榮獲多項大獎的機器人吸塵器徹底改變了人們清掃地板的方式。2004年，iRobot推出了有污垢探測和自動充電功能的產品。2005年，iRobot發布了清洗地板的機器人Scooba，它能清洗硬地板、瓷磚、油布地板等。2008年，iRobot發布了寵物系列。目前，iRobot的掃地機器人產品可以做到主動對清掃環境進行監測，每秒鐘思考次數超過60次，并且能夠以40種不同的動作進行反應。
　　
　　清潔機器人作為服務于人類的特種機器人，它是服務機器人不可或缺的一部分。其實，從吸塵器、機器人吸塵器、掃地機、掃地機器人、清潔機器人、家庭服務機器人等名稱的出現和變化，我們也可以看出，掃地機器人的成長經歷了一個從簡單到復雜、從低端到的過程。一開始，掃地機器人是手動、半自動吸塵器的升級版，自行移動、全自動的吸塵功能意味著將人的雙手解放出來，代表了勞動方式的升級。而后，隨著研發的投入和相關技術的進步，能夠吸塵僅僅是基本的功能。
　　
　　從iRobot產品系列的功能介紹，我們可以了解到：機器人的“視力”越來越好——能適應不同房間格局、探測到污垢；“腿腳”越來越適應環境——清潔沙發底部、床底等不在話下；“手段”實力越來越強大——除了吸塵，還可以對污垢進行局部的反復清理，角落、墻邊和家具邊緣也不放過；“頭腦”越來越聰明——可輕松擺脫電線、流蘇等障礙物，不會被纏住。隨著感知、決策、執行，三項功能的一一具備和逐步完善，掃地機也就發展成了機器人。