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2017年服務(wù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)分析

作者: DANBACH 時(shí)間:2017-03-13 來(lái)源:丹巴赫機(jī)器人
摘要:2015年服務(wù)機(jī)器人企業(yè)如春筍般崛起,2016年上半年業(yè)界即有服務(wù)機(jī)器人正經(jīng)歷資本寒冬的說(shuō)法出現(xiàn)。2016年5月31日,中國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布解讀稱(chēng),中國(guó)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)開(kāi)始迅速增長(zhǎng)。...

    
       2015年服務(wù)機(jī)器人企業(yè)如春筍般崛起,2016年上半年業(yè)界即有“服務(wù)機(jī)器人正經(jīng)歷資本寒冬”的說(shuō)法出現(xiàn)。2016年5月31日,中工業(yè)和信息化部發(fā)布解讀稱(chēng),中服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)開(kāi)始迅速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2020年,服務(wù)機(jī)器人年銷(xiāo)售收入有望超過(guò)300億元人民幣。政府的權(quán)威報(bào)告讓“資本寒冬”的說(shuō)法不攻自破。以2015年為分界點(diǎn),不少2015年前進(jìn)入行業(yè)的品牌已經(jīng)開(kāi)始B、C輪融資,而2015年后才進(jìn)入市場(chǎng)的部分品牌也完成了A輪融資,從實(shí)際情況來(lái)看,該行業(yè)依然是熱門(mén)投資領(lǐng)域。
  服務(wù)機(jī)器人實(shí)際上是多種技術(shù)的融合和實(shí)現(xiàn),包括語(yǔ)音交互、導(dǎo)航定位、運(yùn)動(dòng)控制、后臺(tái)調(diào)度管理、多傳感技術(shù)、通信等多領(lǐng)域技術(shù)。要讓產(chǎn)品成功商用,這些技術(shù)缺不可。
  定位導(dǎo)航技術(shù):
  得雷達(dá)SLAM者,走得更遠(yuǎn)
  行業(yè)的服務(wù)機(jī)器人企業(yè),八成都采用了SLAM技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),SLAM技術(shù)是指機(jī)器人在未知環(huán)境中,完成定位、建圖、路徑規(guī)劃的整套流程。
  隨著谷歌無(wú)人駕駛車(chē)的使用,基于激光雷達(dá)技術(shù)的雷達(dá)SLAM算法也變成了科研界的熱門(mén)話題。據(jù)介紹,雷達(dá)SLAM雖然成本較高,但卻是目前穩(wěn)定、可靠、高性能的SLAM方式。剛剛完成A輪融資的深圳優(yōu)地科技有限公司,旗下優(yōu)地機(jī)器人采用的正是雷達(dá)SLAM。這種技術(shù)定位精度控制在±10mm內(nèi),能夠確保機(jī)器人在完全未知的環(huán)境中創(chuàng)造地圖,同時(shí)根據(jù)地圖進(jìn)行定位、導(dǎo)航、自主規(guī)劃路線。也就是說(shuō)你下達(dá)任務(wù)后以后它就能自主規(guī)劃路線、完成任務(wù)后回到迎賓地點(diǎn),無(wú)需人工操作,與谷歌無(wú)人駕駛技術(shù)有異曲同工之妙。
  SLAM技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于AR、機(jī)器人、無(wú)人駕駛等新興領(lǐng)域,其中雷達(dá)SLAM因良好的指向性與高度聚焦性,成為行業(yè)主流定位導(dǎo)航方式。
  運(yùn)動(dòng)控制技術(shù):
  輪動(dòng)機(jī)器人更符合市場(chǎng)需求
  有趣好玩的雙足機(jī)器人你定都見(jiàn)過(guò),然而事實(shí)是這類(lèi)機(jī)器人穩(wěn)定性差,移動(dòng)速度慢,并且推就倒。而輪式、履帶式的服務(wù)機(jī)器人則擁有更好的平衡性,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中更穩(wěn)定。
  “我們的機(jī)器人采用自主研發(fā)的輪式底盤(pán),輪式底盤(pán)具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性、可靠性和耐用性。”優(yōu)地科技負(fù)責(zé)人接受采訪時(shí)表示,“比如有的機(jī)器人只能在平地行走,而我們機(jī)器人可以爬坡,只要坡度不超過(guò)15度都可以,整機(jī)可以承重40kg。”
  目前雙足機(jī)器人主要有電機(jī)和液壓兩種運(yùn)動(dòng)控制方式,前者結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,但負(fù)載能力有限;后者雖然有較大的負(fù)載能力,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而輪式、履帶式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方式主要由縱向控制和橫向控制兩部分組成,前者調(diào)節(jié)移動(dòng)速度;后者調(diào)節(jié)移動(dòng)軌跡。在運(yùn)動(dòng)、避障過(guò)程中,輪式、履帶式機(jī)器人能夠根據(jù)速度的不同采取不同的控制策略,以保持整體的穩(wěn)定性。從目前的技術(shù)發(fā)展和實(shí)用性來(lái)看,輪式、履帶式的機(jī)器人顯然更符合市場(chǎng)需求。
  多傳感器融合技術(shù):
  終體現(xiàn)產(chǎn)品差異化功能
  傳感器如同機(jī)器人的“五官”,機(jī)器人通過(guò)傳感器獲取外界信息,以滿足探測(cè)和數(shù)據(jù)采集的需要。系統(tǒng)通過(guò)綜合、互補(bǔ)、修正、分析所得信息,從而完成決策,快速作出反應(yīng)。未來(lái)的機(jī)器人想要做得更像人,多傳感器融合技術(shù)至關(guān)重要。比如日本Pepper機(jī)器人就配有1個(gè)3D傳感器、5個(gè)觸摸傳感器、2個(gè)陀螺儀、2個(gè)聲波定位儀、3個(gè)緩沖傳感器、6個(gè)激光傳感器。通過(guò)這項(xiàng)技術(shù),Pepper能識(shí)別人的表情、語(yǔ)氣、周?chē)h(huán)境,并根據(jù)人的情緒做出更豐富的、更人性化的反應(yīng)。
  目前我主流服務(wù)機(jī)器人主要配有紅外傳感器、超聲波傳感器、觸覺(jué)傳感器、視覺(jué)傳感器等。實(shí)際上,如果服務(wù)機(jī)器人想要完成更多、更復(fù)雜的任務(wù),還需配備更多的傳感器。多傳感器融合技術(shù)的成熟與否,將直接體現(xiàn)在服務(wù)機(jī)器人的差異化功能上。
  深度學(xué)習(xí)算法:
  機(jī)器學(xué)習(xí)里的重要突破
  “機(jī)器學(xué)習(xí)里面重要的個(gè)突破,就是深度學(xué)習(xí)。”李開(kāi)復(fù)近在公開(kāi)演講中表示,“深度學(xué)習(xí),簡(jiǎn)單的理解,就是給非常非常大的神經(jīng)元,用特別大量的數(shù)據(jù)充進(jìn)去訓(xùn)練。它就可以在某個(gè)領(lǐng)域,在識(shí)別方面、分類(lèi)方面,或者預(yù)測(cè)方面,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何過(guò)去的算法。”
  所謂深度學(xué)習(xí)算法,就是機(jī)器人模仿人腦構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并通過(guò)信息收集、建立模型的方式來(lái)解釋數(shù)據(jù),以達(dá)到機(jī)器學(xué)習(xí)的功能。機(jī)器人通過(guò)解析、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),更易理解人類(lèi)的語(yǔ)言、行動(dòng),并做出更精準(zhǔn)的回應(yīng)。谷歌的阿爾法狗在“出道前”就是不斷地和自己下棋,研習(xí)棋譜,讓系統(tǒng)進(jìn)行自我博弈,并迅速完成自我進(jìn)化。
  傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法理解語(yǔ)意、環(huán)境,而深度學(xué)習(xí)算法的出現(xiàn)則改變了這種現(xiàn)狀。獲取的復(fù)雜數(shù)據(jù)模型越多,機(jī)器人就越“聰明”,它不再是機(jī)械性地完成任務(wù),而是有“思考”、有“判斷”地模仿人類(lèi)做出相應(yīng)的舉動(dòng)。不過(guò),受技術(shù)水平、大數(shù)據(jù)獲取難題以及云運(yùn)算效率等因素限制,目前深度學(xué)習(xí)算法還存在定的瓶頸,想要廣泛應(yīng)用于服務(wù)機(jī)器人中,恐怕還需要段時(shí)間。
  智能語(yǔ)音、通信技術(shù)和后臺(tái)管理技術(shù)等都將是企業(yè)能否搶占市場(chǎng)份額的關(guān)鍵技術(shù)。因文章篇幅限制,這里不再展開(kāi)討論。
  據(jù)報(bào)道,2016年12月中機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將陸續(xù)發(fā)布3項(xiàng)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn),17項(xiàng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)。2017年,垂直應(yīng)用場(chǎng)景與產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兩大現(xiàn)實(shí)因素也是服務(wù)機(jī)器人企業(yè)需要考量的重點(diǎn)。垂直應(yīng)用場(chǎng)景的選擇決定了機(jī)器人深耕的領(lǐng)域、方向,而能否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范則決定了機(jī)器人能否進(jìn)入市場(chǎng)銷(xiāo)售。

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