盤點(diǎn)服務(wù)機(jī)器人行業(yè)的九大關(guān)鍵技術(shù)！

　　隨著中國(guó)人口紅利的消失，機(jī)器人在制造業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域被大批量應(yīng)用，包括現(xiàn)在非常熱的機(jī)器換人和自動(dòng)化升級(jí)改造。服務(wù)機(jī)器人作為和工業(yè)機(jī)器人相對(duì)應(yīng)的領(lǐng)域，在軍事、服務(wù)和娛樂各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著越來越重要的作用，也逐漸取代人類的一些工作。

　　但目前服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)化程度和工業(yè)機(jī)器人相比還是處于起步階段，要實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人更好地應(yīng)用，需要在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)兩個(gè)層面突破。

　　下面是哈工大服務(wù)機(jī)器人有限公司創(chuàng)新產(chǎn)品中心總經(jīng)理林科峰對(duì)服務(wù)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及九大關(guān)鍵技術(shù)的解讀，由華強(qiáng)智造中心在保留原意的情況下整理摘編，為機(jī)器人行業(yè)的從業(yè)者、創(chuàng)業(yè)者提供參考。

　　這里我們主要探討服務(wù)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)。

　　第一章服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)

　　1.服務(wù)機(jī)器人的定義

　　服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人，它能完成跟人類衣食住行相關(guān)的服務(wù)工作，但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備。服務(wù)機(jī)器人包括三個(gè)主要特征：感知、決策和執(zhí)行。

　　在行業(yè)內(nèi)，關(guān)于服務(wù)機(jī)器人也有一個(gè)基本定義，就是必須具備感知、決策、執(zhí)行這三個(gè)能力，它就可以稱之為服務(wù)機(jī)器人。

　　下面我們來看一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也是百度上能找到的一些數(shù)據(jù)。我們可以看到，服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)非常龐大，不僅現(xiàn)在在不斷增長(zhǎng)，未來也有非常好的發(fā)展趨勢(shì)。

　　根據(jù)IFR數(shù)據(jù)，2012年全球個(gè)人（或家庭）用服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)容量為73億元，公共服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)容量為208億元。目前看公共服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化走在前面，市場(chǎng)容量更大。

　　預(yù)計(jì)2016-2017年個(gè)人（或家庭）用服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)容量增長(zhǎng)率為7%，公共服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)容量年均復(fù)合增長(zhǎng)率為17%。到2017年，全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)容量將接近500億元。如果智能家居算是廣義的服務(wù)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)容量會(huì)大很多。

　　2.服務(wù)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)

　　接下來我們看看服務(wù)機(jī)器人的一些關(guān)鍵技術(shù)，我這邊可能更關(guān)注具體的實(shí)踐方面。

　　這是服務(wù)機(jī)器人可能會(huì)用到的一些關(guān)鍵技術(shù)，但并不一定說每個(gè)機(jī)器人都使用里面的全部技術(shù)，可能是部分技術(shù)的組合。

　　比如人工智能、語音識(shí)別和合成技術(shù)、語義、導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)控制，這些都是我們經(jīng)常用的技術(shù)。所以說對(duì)服務(wù)機(jī)器人來講，它基本是多種技術(shù)的融合和實(shí)現(xiàn)。

　　我們可以看一下，這些年我們都熱過哪些機(jī)器人。

　　在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，我想大家如果有關(guān)注的話都知道，比如說JIBO、BUDDY，我不確定目前JIBO、BUDDY的眾籌是否已經(jīng)結(jié)束，但是還沒有上市，上市的時(shí)間一直被推遲；

　　軟銀推出來的PEPPER，國(guó)內(nèi)在做的小魚在家，也算是服務(wù)機(jī)器人的一個(gè)品類；

　　亞馬遜的ECHO，昨天Google的I/O大會(huì)剛發(fā)布了一款音箱，叫GoogleHome，其實(shí)跟亞馬遜ECHO基本上大同小異。我們也做了一款音箱，GoogleHome宣傳的具備的功能，好像我們也都實(shí)現(xiàn)了；

　　叮咚——叮咚是科大訊飛跟京東一起投了一個(gè)公司然后做出來的叮咚音箱；

　　之前還有一個(gè)叫GOOGLEALTAS，就是BostonDynamics公司做的；

　　…………

　　前段時(shí)間有個(gè)很火的一個(gè)視頻，是關(guān)于人形機(jī)器人的。雙足的人形機(jī)器人，直立行走，走的姿態(tài)非常好，由BostonDynamics研發(fā)的，大家看那個(gè)視頻會(huì)覺得很有意思。

　?。˙ostonDynamics是Google創(chuàng)建的Alphabet旗下機(jī)器人工程技術(shù)開發(fā)公司，研發(fā)出了眾多令人驚艷的機(jī)器人設(shè)備，而其中最為亮眼的就是阿特拉斯人形機(jī)器人。2013年被谷歌收購，但2016年谷歌好像打算把它賣掉……）

　　但是如果了解一點(diǎn)機(jī)器人技術(shù)的人就知道，雙足機(jī)器人實(shí)際上是非常難的研制。去年春晚上很火的深圳公司優(yōu)必選，它做的在春晚上表演的機(jī)器人，在電視看感覺TA好像好大好高，但如果你看過真的其實(shí)就只有一本書這么高，因?yàn)樗鼪]辦法做到像BostonDynamics公司做的這么高，做這么高之后要保持它雙足的平衡很難。

　　以人為例，我們具備有自己的大腦、自己的運(yùn)動(dòng)能力，我直立的時(shí)候我的大腦是在不斷發(fā)送指令給身體的各部分肌肉，讓我站在這里。但對(duì)一個(gè)機(jī)器人來講，它要維持身體的平衡是非常難的，所以在BostonDynamics公司做出來以后，在行業(yè)內(nèi)大家對(duì)它的評(píng)價(jià)還是很高的。但是具體做出來以后實(shí)用性怎么樣，怎么進(jìn)行商業(yè)化推廣，它的路還很長(zhǎng)。但就技術(shù)實(shí)驗(yàn)來講，還是具有非常重大的意義。

　　第二章 服務(wù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

　　下面我會(huì)探討一些在服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的一些技術(shù)，這些技術(shù)有些可能已經(jīng)投入商業(yè)應(yīng)用，有些是哈工大機(jī)器人集團(tuán)包括我們公司正在研發(fā)、正在使用的。

　　激光導(dǎo)航技術(shù)

　　第一個(gè)是激光導(dǎo)航技術(shù)。激光導(dǎo)航技術(shù)是基于激光的一個(gè)slam導(dǎo)航技術(shù)，這個(gè)在機(jī)器人應(yīng)用里面比較廣泛，但是應(yīng)用最多的一個(gè)方面是掃地機(jī)器人。

　　大家了解，很多掃地機(jī)器人公司，包括國(guó)內(nèi)的科沃斯，它賣的90%（甚至95%）的產(chǎn)品都是不具備導(dǎo)航技術(shù)的。簡(jiǎn)單來講就是說，到底去哪里掃，掃哪里，機(jī)器人都是不知道的，基本上就是盲掃；進(jìn)了房間之后需要人為給它規(guī)劃一個(gè)路線，它就按照那個(gè)路徑掃，但具體哪里沒有掃，或者掃了哪里，機(jī)器人都不知道。

　　但是目前在國(guó)內(nèi)深圳有家叫inxni的公司，它推出的一個(gè)新的產(chǎn)品“以內(nèi)X533”，inxni以內(nèi)掃地機(jī)器人的價(jià)格大概是2799，這款機(jī)器人就用了激光導(dǎo)航的技術(shù)——當(dāng)然科沃斯也有，而且應(yīng)用得非常好。這個(gè)機(jī)器人到房間以后，它會(huì)迅速完成一個(gè)房間的地圖掃描，迅速地構(gòu)建一個(gè)地圖。構(gòu)建好地圖以后，它在掃地的時(shí)候，首先它知道自己的位置，它在哪里，另外它是完全按照掃描出來的地圖逐行清掃，不斷清掃。

　　雖然這種機(jī)器人還是有兩個(gè)問題——它雖然知道自己的地圖、知道自己的位置，但它不知道哪里干凈還是不干凈的；第二，它也不管干凈不干凈都會(huì)去掃，干凈的也掃了，不干凈的也掃了。但是這種效率已經(jīng)比傳統(tǒng)的盲掃機(jī)器人效率提高很多了，這就是激光導(dǎo)航技術(shù)。

　　stargazer導(dǎo)航技術(shù)

　　stargazer導(dǎo)航技術(shù)跟激光導(dǎo)航不一樣：

　　第一，激光導(dǎo)航只要裝一個(gè)激光掃描的傳感器，出來以后掃描一圈，就構(gòu)建一個(gè)地圖。但stargazer有個(gè)特點(diǎn)，就是要在天花板上布置一些紅外的感應(yīng)器，布置完紅外感應(yīng)器就可以定位機(jī)器人位置；

　　第二，激光導(dǎo)航相對(duì)來說比較適用于室內(nèi)的場(chǎng)景、家庭場(chǎng)景，面積不是很大的。在大型的場(chǎng)館，比如會(huì)展中心，它的空間非常大環(huán)境比較復(fù)雜，如果用激光掃描，掃描實(shí)施的難度比較高，另外運(yùn)算的時(shí)間周期也比較長(zhǎng)。但stargazer技術(shù)可以適用這種大型場(chǎng)館，比如在大型場(chǎng)館里面用的迎賓機(jī)器人、一些服務(wù)機(jī)器人，用的就是這種stargazer導(dǎo)航技術(shù)。

　　我們公司現(xiàn)在自己也在研究stargazer導(dǎo)航技術(shù)的算法，我們也把這些算法寫到一些嵌入式的平臺(tái)里面，應(yīng)用在一些服務(wù)機(jī)器人身上。

　　視覺導(dǎo)航技術(shù)

　　除了激光以外，視覺導(dǎo)航我們也比較常用。

　　但視覺導(dǎo)航目前有一個(gè)問題，就是在真正商用的時(shí)候，比如放在一些商業(yè)化產(chǎn)品上，它的成本比較高。因?yàn)橐曈X導(dǎo)航是圖像，對(duì)運(yùn)算的能力要求比較高；因?yàn)檫\(yùn)算能力要求高，相應(yīng)的芯片就比較貴；芯片貴了，放到商品化的東西，它相應(yīng)的就會(huì)提高商品的單價(jià)。所以目前真正用視覺導(dǎo)航技術(shù)的機(jī)器人產(chǎn)品還比較少，特別是掃地機(jī)器人就更少了，基本上掃地機(jī)器人都不會(huì)去采用視覺導(dǎo)航的方案。

　　室外導(dǎo)航技術(shù)-差分GPS/慣性組合導(dǎo)航技術(shù)

　　剛才講的激光、stargazer、視覺，基本上都是室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)，那還有一個(gè)是室外導(dǎo)航技術(shù)。室外導(dǎo)航技術(shù)基本上目前都采用GPS的方式來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)技術(shù)相對(duì)比較成熟，大家聽的也比較多。

　　機(jī)器人跟隨技術(shù)

　　還有一個(gè)很關(guān)鍵的就是機(jī)器人跟隨技術(shù)。很多小的機(jī)器人也有跟隨技術(shù)，這個(gè)有什么意義呢？

　　比如說現(xiàn)在我們做一個(gè)家庭陪伴型機(jī)器人，或者是現(xiàn)在市面上已有的很多陪伴機(jī)器人，它會(huì)走，走來走去。但它走的方式是——你手機(jī)掏出來，藍(lán)牙連上后用手機(jī)控制它走，向前向后，它不是自主行走的。

　　如果真正做得好的話，我們會(huì)希望這個(gè)機(jī)器人是我的一個(gè)家庭成員，是我的一個(gè)朋友，是我家庭的一份子。我希望我走到屋里的時(shí)候，它也跟我走到屋里，我到客廳，它也跟我走到客廳。它會(huì)跟著人的步伐一起走，這個(gè)就是機(jī)器人的跟隨技術(shù)。

　　機(jī)器人多機(jī)調(diào)度技術(shù)

　　多機(jī)調(diào)度技術(shù)會(huì)應(yīng)用在哪里呢？當(dāng)我們?cè)谝恍┐笮偷膱?chǎng)館里，有些時(shí)候可能不僅僅需要一個(gè)機(jī)器人，可能是多號(hào)機(jī)器人在協(xié)同工作，這個(gè)時(shí)候就需要用到機(jī)器人調(diào)度技術(shù)。需要有一個(gè)后臺(tái)，需要有一個(gè)平臺(tái)，需要這些機(jī)器人一同協(xié)同工作。

　　現(xiàn)在深圳有些餐廳已經(jīng)開始應(yīng)用餐飲機(jī)器人，送菜的、端盤子的，有用導(dǎo)軌的，也有不用導(dǎo)軌的。在一個(gè)餐廳，多臺(tái)機(jī)器人在一起應(yīng)用的時(shí)候，就會(huì)需要用到這個(gè)多機(jī)調(diào)度技術(shù)。

　　視覺識(shí)別技術(shù)

　?。ɡ鐧C(jī)器人在演示摘西紅柿、夾東西）

　　機(jī)器人底盤技術(shù)

　　有些機(jī)器人也不一定需要移動(dòng)，但如果是需要移動(dòng)的機(jī)器人就會(huì)用到底盤。那底盤到底是用履帶式的，還是輪子的，還是雙足的呢？

　　目前從實(shí)用性來講，履帶的、輪式的機(jī)器人會(huì)更滿足目前的商用需求。因?yàn)殡p足最大的問題就是不穩(wěn)，比如像小的、優(yōu)必選的這種人形機(jī)器人，你一推它肯定倒。雖然它可能會(huì)爬起來，但是它一定會(huì)倒，因?yàn)樗钠胶饽芰Ψ浅２?。很多的人形機(jī)器人都有這種問題，所以這個(gè)沒有辦法去投入到真正的實(shí)用場(chǎng)合。

　　機(jī)器人與智能家居

　　現(xiàn)在很多機(jī)器人也號(hào)稱跟智能家居連在一起，包括亞馬遜的ECHO，或者GoogleHome，強(qiáng)調(diào)的概念就是和智能家居連在一起。

　　例如，我跟機(jī)器人說話，說把我的空調(diào)調(diào)到25.5度，它就會(huì)把空調(diào)調(diào)到25.5度。我們自己在做的一款智能音箱，也是這樣的。我們跟海爾U+平臺(tái)聯(lián)通——海爾U+平臺(tái)就是海爾自己打造的海爾智能家居平臺(tái)，和這個(gè)平臺(tái)聯(lián)通以后，所有符合海爾U+協(xié)議做進(jìn)來的海爾智能家具，只要和我們的智能音箱綁定以后，都可以通過智能音箱去控制這些家具和家電。

　　但其實(shí)這里面有一些悖論，因?yàn)槟壳霸谥悄芗揖踊蛘咴谖锫?lián)網(wǎng)，基本上沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。比如說海爾做的，基本上不愿意跟美的混在一起。像京東、國(guó)美等想打造一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)，希望符合條件的家電或者智能硬件的廠家移接到它的平臺(tái)上來，但實(shí)際上這個(gè)工作目前也做得也非常有限，所以目前關(guān)于機(jī)器人或者智能設(shè)備跟智能家居結(jié)合的產(chǎn)品，更多地停留在場(chǎng)景，沒有很實(shí)用的意義。

　　小結(jié)：

　　機(jī)器人是典型的多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工程，技術(shù)難點(diǎn)遠(yuǎn)不止上面提到的這幾條?，F(xiàn)在可以說是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，能把一兩項(xiàng)技術(shù)做出核心競(jìng)爭(zhēng)力的公司就可以在市場(chǎng)打出名號(hào)。

　　但是作為市場(chǎng)整體來講，仍然在等待眾多的公司在各個(gè)不同領(lǐng)域的突破最終能夠匯集成一股改變產(chǎn)業(yè)走勢(shì)的能量那樣一個(gè)契機(jī)。也許，我們等待的是一款像蘋果一樣驚艷的服務(wù)機(jī)器人整機(jī)，也許，我們等待的是像Android一樣的互聯(lián)互通的開發(fā)平臺(tái)。