机械臂加持拓展应用场景 服务机器人需要应对动态环境

相对于工业机器人，服务机器人更加重视人机交互体验，用户和机器人之间的互动频繁，要求机器人具备高效的反馈速度，也对包括深度学习、自然语言处理、视觉感知、云计算等在内的人工智能技术提出了更高要求。

12月17日，在2021人工智能技术创新系列高峰论坛上，《机器人自主定位导航技术规范》团体标准发布。该标准规定了移动机器人的定位、导航、避障、脱困、地图构建、多机器人协同避障和协同交通等项目的性能测试要求和评估方法，对服务机器人的技术规范提出了更加细化的技术要求。

服务机器人需要应对动态环境

目前，业界普遍将机器人划分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三大类。人工智能技术的突破、核心零部件成本的下降，加速了服务机器人在各领域的渗透。近5年来，中国服务机器人行业增速高于全球平均增速，市场规模占全球比例超25%，同时在产业链、产业环境等方面都具备全球竞争优势，未来有望成为全球服务机器人领域的领导者。在新冠肺炎疫情的催化之下以及数年的持续高速增长基础上，中国服务机器人产业未来仍将迅速扩张且潜力巨大。

那么与工业机器人相比，服务机器人具备哪些特点?

“与工业机器人相比，服务机器人最大的特点是工作环境上的差异，工业机器人的工作环境可以认为是结构化的，而服务机器人是非结构化的环境。”北京云迹科技有限公司创始合伙人兼CPO应甫臣在接受科技日报记者采访时表示，工业机器人中，大家最熟悉的工业机械臂，它的最主流应用场景是固定在一个地方，机械臂工作空间的布局，都会按照最适合机械臂工作的方式来布置，这也是为什么我们在展会上看到展示的工业机械臂，往往会圈在一个区域内，甚至用罩子完全罩起来，以免碰伤周围人群。

“而服务机器人(这里特指可自主移动的机器人)，往往是进入目前已经成型的场所，比如酒店、写字楼、餐厅、医院等，无法要求环境去适配机器人，只能是机器人去适配环境，而且周围环境可能随时变化，因此服务机器人需要应对更多的复杂且动态的环境。”应甫臣说。

“机器人需要精进各种环境感知的能力、包括和各种智能设备的交互，比如机器人需要上下电梯，通知客人(座机、手机、智能音箱等)，以及室外服务机器人还需要判断路况，这些与环境交互中的智能系统我们可以统称为环境智能。机器人和环境之间如何通讯，如何更好的理解所处的环境，需要机器人厂家和相关行业一起努力，从而形成行业标准，为服务机器人修路架桥。”应甫臣说。

人机交互要像人际沟通一样自然

专家认为，服务机器人应以服务为核心，并具有明确的价值扩展路径，最终回归商业本质。那么，服务机器人对机器人性能提出哪些要求，需要发展哪些技术来作为支撑?

应甫臣表示，服务机器人的人机交互体验很关键，因为在它沟通的整个工作环节中，会接触各种角色的人员，比如作为机器人同事的工作人员或者接受机器人服务的用户、工作过程中接触到的路人等。因此服务机器人对人体工程学及人机交互都有很强的要求，以确保操作的便捷性以及交互的流畅性。在交互上，服务机器人需要将UI、语音、视觉等技术手段有机结合，使得人和机器人的交互如同和人类交互一样自然。

“还有很重要的一点是，服务机器人的工作场景往往是和人的活动高度重叠的，有的地方人流量还很密集，如电梯这种狭小的空间。”应甫臣指出，如果再考虑到室外机器人的话，还需考虑到服务机器人和其他交通工具的互动，因此服务机器人在运行过程中的安全性，以及人与机器人的和谐共处就显得尤其重要。

机械臂加持拓展应用场景

相比工业机器人，服务机器人还是一个比较年轻的行业。应甫臣认为，当前服务机器人，已经在某些垂直领域取得规模化应用，比如酒店、餐厅清洁、楼宇等，从功能的角度来说，在室内配送、清洁巡逻、消毒、迎宾导览等领域也已经相对成熟。对于室外场景，服务机器人还处于探索期，但在不久的将来，封闭园区内的服务机器人，应该也能得到快速发展，同时室外机器人和室内机器人的协作，也势在必行。

“另外一个大的发展方向是移动机器人和机械臂的结合，可以极大的扩展服务机器人的应用功能和场景，目前机械臂的小型化和低成本化的速度也很快，我们所期待的家庭机器人管家，也不会太遥远了。”应甫臣说。

哈尔滨工业大学(深圳)教授、珠海市岭南大数据研究院院长朱晓蕊认为，移动机器人已经具备了以下特点，即智能系统感知能力和行动能力日益增强;人与智能系统日益融合，人机共融环境正在形成;新型智能移动机器人在未知社会环境中具有学习行人行为模式的能力。

自主定位导航技术是基石

伴随着人工智能、计算机视觉、语音识别、导航、传感、半导体以及动力能源技术的快速发展，服务机器人在功能、性能、自主性、易用性和成本效益方面的创新也在不断突破。

“自主定位导航技术在服务机器人中起着基石般的作用。”应甫臣指出，因为它解决了3个核心问题：我在哪，要去哪，怎么去;只有解决了这几个问题，服务机器人才能有更大的工作和服务空间。

“同时，机器人在移动过程中，需要和环境、人类、其他机器人都有交互，比如多个机器人同时进出电梯，如何确保先出后进，以及机器人如何排队等;再比如机器人在狭窄通道相互，如何相互避让，是否都遵循右行规则，在路口相遇的时候，是否需要有虚拟的红绿灯来保障交通效率和安全?”应甫臣说，所有这些问题，不是一家公司能确定和解决的，整体机器人群组的效率需要有行业的技术规范、标准、认证，来确保各厂家的机器人，都遵循一套规则(比如交通规则、通讯协议等)、保障同场景内机器人都能高效有秩序的提供各自的服务，如此才能使得这个行业真正发展起来。

应甫臣预测，未来我们身边的机器人数量，或许将超过人类的数量，而且功能和形态也各异，如果没有配套的技术规范来约束机器人，其行业发展也会陷入混乱。

“机器人满足了哪些技术规范的信息标签也是人类伙伴甄别此机器人是否适用指定场景的重要判断依据。”应甫臣说。

应甫臣同时强调了服务机器人的安全性。“带机械臂的服务机器人可以等同为有手有脚的人，如果它不遵守规范，带来的危害性可以很大，因此我们亟须行业技术规范。”(马爱平)

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