服務型機器人的發(fā)展與應用

張童 許崇偉 劉智慧 山東農業(yè)大學

1 服務型機器人的發(fā)展

在過去的幾十年里，服務型機器人快速發(fā)展，根據(jù)每個國家的需求不同，服務型機器人的發(fā)展方向也不同。中國的機器人行業(yè)起步比較晚，但我國卻高度重視，自1986年3月將其列入國家863高科技發(fā)展規(guī)劃后，我國誕生了一個又一個令國人震撼并為之驕傲的產品，我國首臺高度模仿人的語言交流與肢體動作的機器人“美女機器人”，它具有人的外形，可以根據(jù)工作人員說的話完成相應的動作，并且可以講英語、四川方言，還可以唱歌、講笑話，甚至可以進行語音聊天。日本更注重“以機器人代替人”，讓機器人來承擔勞動工作是日本機器人發(fā)展的潮流。與此同時，歐美各國也同樣根據(jù)自身需要進行服務型機器人的研發(fā)。

2 服務型機器人的應用

2.1 家居機器人

2.1.1 代替人力做家務

現(xiàn)在，家居機器人已經成為新常態(tài)，機器人代替人進行家庭衛(wèi)生的清潔，從掃地拖地、刷碗洗衣，到收拾床鋪，再到做飯，我們的機器人都可以做到。我們的機器人克服和改進的地方在于跟蹤和避障兩方面，跟蹤方面，機器人通過各種傳感器感知需要進行打掃的位置，并且做出相應的反饋，通過舵機與電機的配合行動作出相應應答；避障方面，通過紅外傳感器或者是超聲波傳感器等傳感器進行對周圍環(huán)境進行監(jiān)測，并將所檢測到的數(shù)據(jù)進行儲存記憶，通過處理確定一條最佳行進路線。

2.1.2 監(jiān)控環(huán)境保健康

服務型機器人通過檢測人體的血壓、心率、體溫生理參數(shù)，對人體的健康狀況進行實時監(jiān)控，通過對室內溫濕度、甲醛等有毒氣體、煙霧等的檢測保障室內安全，并且可以根據(jù)一個階段的變化形成參數(shù)波形，方便了解其變化，一旦所檢測的參數(shù)或含量超出指定范圍或安全范圍便可通過GMS發(fā)送短信報警來及時做出有效應答。此類機器與我們的身心健康息息相關，其創(chuàng)新之處在于將安裝報警和健康檢測融合在一起，不但提高了服務型機器人的功能，同時也提高了服務型機器人的檔次，具有更廣闊的發(fā)展前景。

2.2 迎賓機器人

已經有很多的迎賓機器人被用于校園導游或者是酒店導游，已經實現(xiàn)的功能有：對外來訪客進行人臉識別，這一功能的實現(xiàn)為我們備留訪客信息提供了便利；與訪客進行語音對話，可以方便為訪客進行指引或解決訪客的問題；自由行走，更加準確的為訪客進行指引。同時，迎賓機器人需要克服的和提升的最重要的方面是自主定位和避障。

2.2.1 自主定位

現(xiàn)在的迎賓機器人除了擁有傳統(tǒng)的傳感器外，還利用更先進的傳感器來完成對機器人的觸覺、視覺、聲覺等各種感覺的實現(xiàn)，同時利用這些感覺來實現(xiàn)自主定位，較為普遍的是根據(jù)路標進行定位，原理像我們飛思卡爾智能車競賽里的信標組一樣，利用紅外傳感器對實現(xiàn)安置好的信標進行檢測從而實現(xiàn)定位，通過傳感器對光線的處理使其對白天和晚上都能正常工作，我們接下來著力于定位精度的提高。

2.2.2 避障

避障方面較為普遍利用的是紅外和超聲波模塊，超聲波模塊主要用于遠距離檢測，紅外模塊主要用于近距離檢測，已經應用的迎賓機器人在這方面的處理各式各樣，曾經見過有將12個超聲波和12個紅外進行均勻安置，形成360度全方位檢測來實現(xiàn)避障功能。

2.3 搬運機器人

搬運機器人的應用方方面面，眾所周知，冷凍運輸對于我們來說是一件多么不容易的事情，對身體的傷害也是不可預知的，為解決這一問題，我們將搬運機器人應用于冷凍運輸，收到超市或各需求部門的要求后，通過上位機的控制，搬運機器人進入冷庫按要求進行運輸，通過上位機運到指定位置，從而實現(xiàn)“一條龍”服務。

3 服務型機器人的未來展望

服務型機器人雖出現(xiàn)得較晚，卻發(fā)展迅速，未來的日子里服務型機器人將會更加被重視，像是迎賓機器人現(xiàn)在的自主定位要提前設置好某種特定的標志，未來我們將不再借助人為的標志來進行自主定位，而是根據(jù)大自然的存在進行定位。像家居機器人將不再一件功能一件功能的單獨實現(xiàn)，而按照一定的邏輯實現(xiàn)一系列動作，比如床單臟了，可以先將床單換了，接著將臟床單放入洗衣機洗干凈，洗干凈后曬在陽臺。除此之外，我們將會將服務型機器人應用于更多復雜的環(huán)境中，進一步解放人力，同時，它們的工作效率也會被進一步提高。

[1]陳軍、陳振華，李素平，迎賓機器人輪式移動工作臺的設計與控制方法研究[J].機械制造.2009.47卷（第543期）

[2]嚴毓培、陳志欽、嚴澤強，智能家居服務型機器人的設計與開發(fā)

[3]黃敦華、汪雅楠、周寶海，校園內導游服務型自主移動機器人設計與實現(xiàn)

[4]陳東富，面向家庭人工智能服務型機器人的設計與實現(xiàn)

[5]《哈佛商業(yè)評論》9月刊