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影響服務(wù)機(jī)器人發(fā)展3大核心技術(shù)
全球?qū)I(yè)服務(wù)機(jī)器人2023年07月03日總銷量為4.11萬臺,與2023年07月03日的3.29萬臺相比上升了25%,總銷售額為46億美元,同比上升14%。而在個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域,2023年07月03日約售出540萬臺,同比增長16%,銷售額為22億,較2023年07月03日增長4%。
在數(shù)據(jù)呈現(xiàn)之外,對于服務(wù)機(jī)器人,國家和相關(guān)團(tuán)體也給予了重視。比如中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,就在不久前,其宣布將陸續(xù)發(fā)布3項(xiàng)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)和17項(xiàng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)。
從這種種跡象來看,在可預(yù)見的未來,服務(wù)機(jī)器人的前景是極其可觀的。說白了,機(jī)器人就是一個(gè)各項(xiàng)技術(shù)的綜合體,而按照大方向來分類,主要分為三部分,分別是感知、認(rèn)知交互和運(yùn)動控制。
感知——智能的第一步
通常來講,機(jī)器人的感知就是借助于各種傳感器來識別周邊環(huán)境,相當(dāng)于人的眼、耳、鼻、皮膚等:
視覺感知:即計(jì)算機(jī)視覺,類比于人類的視覺系統(tǒng)。用攝影頭代替人眼對目標(biāo)進(jìn)行識別、跟蹤和測量等。
當(dāng)前,服務(wù)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)視覺已經(jīng)相當(dāng)完善了,像人臉識別、圖像識別、定位測距等等??梢哉f,在為人類提供服務(wù)時(shí),“看得見東西”的機(jī)器人比“盲人”機(jī)器人有用的多。
聲音感知:即語音識別,語音是人機(jī)交互最常用、最便捷的方式,由此,對于服務(wù)機(jī)器人而言,語音識別是必須具備的重要功能之一。
“服務(wù)機(jī)器人在語音識別上已經(jīng)超過了人類?!比绻麅H僅只是在表面上識別文字,參看科大訊飛語音識別97%的準(zhǔn)確率,服務(wù)機(jī)器人確確實(shí)實(shí)已經(jīng)達(dá)到了人類的需求水平。而在此后,服務(wù)機(jī)器人的目標(biāo)則是進(jìn)一步深入文字的背后。
其他感知:在服務(wù)機(jī)器人身上,以上兩種最重要的感知已經(jīng)得到了完美的體現(xiàn),而在其他的方面,人們?nèi)蕴幵诓粩嗟奶剿髦小?/span>
以“皮膚感知”為例,為了讓機(jī)器人在外表更接近人類,以及更多的感知,不少團(tuán)隊(duì)一直在努力研究一種“敏感皮膚”,力圖做到柔軟、敏感性強(qiáng)等特性。在此之上,已經(jīng)有不少成果展現(xiàn)在了公眾的面前,微風(fēng)、蚊蟲降落等感知已是小菜一碟。此外,還有嗅覺等等,這些都是一個(gè)服務(wù)機(jī)器人所應(yīng)具備的功能。
認(rèn)知交互——服務(wù)機(jī)器人價(jià)值實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵
不管是人類還是機(jī)器人,感知都是最基層的一部,而認(rèn)知?jiǎng)t是往上再進(jìn)一步的升華。在認(rèn)知的基礎(chǔ)上,服務(wù)機(jī)器人才能理解人類的各個(gè)方面,才能與人類更自然的進(jìn)行交互:
自然語言處理:前面提到,在識別語音之后,服務(wù)機(jī)器人所要做的就是深入文字的背后,這指的就是“自然語言處理”。
目前,自然語言處理這塊可以說是服務(wù)機(jī)器人的一大缺陷。雖然服務(wù)機(jī)器人也可以與人類進(jìn)行一些連續(xù)語音交互,但其仍不能達(dá)到令人滿意的程度?;蛟S也可以這樣說,服務(wù)機(jī)器人較好的做到了自然語言處理,但在自然語言理解方面仍是一個(gè)“牙牙學(xué)語的嬰孩”。
深度學(xué)習(xí):在人類面前,機(jī)器人就是一張白紙,它們需要學(xué)習(xí)人類的各方面,像說話、做家務(wù)等等,而在這方面,深度學(xué)習(xí)算法就是一個(gè)關(guān)鍵。
利用深度學(xué)習(xí)算法,在加以大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練,服務(wù)機(jī)器人就可以模仿人類形成自己的一套做事方法,并在之后加以運(yùn)用。以人臉識別為例,科學(xué)家們利用數(shù)據(jù)庫中的人類照片對算法進(jìn)行訓(xùn)練,讓之將照片與人名相對接,在不斷的糾錯(cuò)中提高其識別的準(zhǔn)確率。
如果將人工智能技術(shù)的研究比作造房子的話,深度學(xué)習(xí)算法就是最底下的“地基”,承擔(dān)著一項(xiàng)技術(shù)的所有“風(fēng)險(xiǎn)”。此外,在認(rèn)知交互方面,除了語義理解和向人類學(xué)習(xí),服務(wù)機(jī)器人還需要對“感情”進(jìn)行理解,如此,它才能夠真正的貼近人類,實(shí)現(xiàn)自己的真正價(jià)值,尤其是注重情感交流的陪護(hù)型服務(wù)機(jī)器人。
運(yùn)動控制——足式機(jī)器人是未來趨勢
在運(yùn)動控制上,服務(wù)機(jī)器人主要涉及兩方面,一個(gè)是定位導(dǎo)航,一個(gè)是平衡性。
在定位導(dǎo)航,服務(wù)機(jī)器人需要完成定位、建圖和路徑規(guī)劃,對此,大部分公司采取的都是SLAM技術(shù)。以掃地機(jī)器人為例,借助于計(jì)算機(jī)視覺和SLAM技術(shù),其系統(tǒng)內(nèi)部將進(jìn)行建圖和路徑規(guī)劃,在此之后,掃地機(jī)器人在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中將不再是沒頭沒腦的亂撞,而是能夠有規(guī)劃的掃地,并自行返回充電,毫不拖泥帶水。
而在平衡性上,縱觀市面上的服務(wù)機(jī)器人,九成以上都是輪式或履帶式,足式機(jī)器人是相當(dāng)之少見。
相比如足式,輪式和履帶式底盤的確具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性、可靠性和耐用性。從當(dāng)前市場來看,這兩種底盤是最適宜的選擇,然而,從長遠(yuǎn)的角度來講,足式機(jī)器人才是未來趨勢。輪式和履帶式底盤將服務(wù)機(jī)器人的運(yùn)動范圍局限在了平地和一點(diǎn)點(diǎn)坡度的地面,而在未來,服務(wù)機(jī)器人的服務(wù)范圍必將擴(kuò)大,行走環(huán)境也將變得多樣化,比如樓梯,因而其底盤也必須得到改變。
未來,服務(wù)機(jī)器人的家庭普及率將逐年增長,與此同時(shí),服務(wù)機(jī)器人的性能也會在用戶的體驗(yàn)反饋中不斷提升。
需要注意的是,以上所提技術(shù)皆為機(jī)器人本身所搭載的技術(shù),做到了這些,服務(wù)機(jī)器人只是實(shí)現(xiàn)了“機(jī)器人”的價(jià)值。而在“服務(wù)”上面,服務(wù)機(jī)器人和廠商還需做其他的工作,比如接口協(xié)議的統(tǒng)一、機(jī)器人的通信技術(shù)等等。