提到服务机器人,你脑海中出现的会是什么?《超能陆战队》中的“萌神”大白?《星球大战》中的“BB-8”?还是《机器人瓦力》中的扫地机器人瓦力?
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电影中的机器人,虽然炫酷,满足了我们想象与期望,但是关上电视,似乎还是和我们家居生活距离很远。
" b2 L$ J; o. F+ g回头看看目前我们家里有的扫地机,每天在家里风风火火,一会卡住地毯,一会卡住鞋带,一会卡在床底下,家里的桌椅板凳腿让它撞的遍体鳞伤,动不动还玩消失,找也找不到……
3 M/ d1 {6 Z5 t B; h- b0 e突然走红的除了网红,还有机器人餐厅,开业的时候吸引眼球,大批人围观,过段时间就会发现“机器人只能沿着固定线路送餐,加上餐厅人员走动大,机器人不懂得躲闪,上菜容易洒落打翻,甚至造成安全事故”,机器人服务员最终被老板“炒了鱿鱼”。 2 T2 i" x3 E# R! T/ i
先不谈人脸识别、语音交互这些功能,现在市面上常见的服务机器人连最基本的自主行走都无法实现。当然,这里的自主行走指的是可以进行路径规划与自动避障,靠人为控制、埋设预定轨道与随机碰撞寻路,完全算不上自主行走。 0 z: b/ H3 o; A
对于服务机器人来说,实现自主定位导航是它可以被称为“机器人”的前提,这也是我们对于机器人的基本要求。 ' f8 s, `$ z3 S7 v& w6 q
我们理想中的机器人应该是什么样的呢?扫地机器人知道哪里扫过了,哪里没有扫,哪个是房间,并以房间为单位进行清扫;送餐机器人可以随意在餐厅里行走,当然也不会撞到客人;在商场迷路时,随意在服务机器人的屏幕上点击目的地,它可以自动带领你过去。 7 `% M3 N; g; G+ B1 v3 D
这些看上去很简单,却又非常实用的功能,单靠机器人的“眼睛”(如激光雷达、摄像头等)显然无法实现,还需要额外的算法和传感器配套。
+ `: c4 k! I& p1 d/ ~一直以来,我们对于机器人的设计研发都是借鉴人类本身,很多公司做机器人的眼睛、大脑(主要是语音、视觉交互),当然还有机器人整机,也就是身体。是不是还少点什么? P* U! @1 G) u3 T: k; n9 B: y! w( \
在人类的身体结构中,小脑占整个脑部神经元的50%,而它的主要作用就是为了帮助人类实现行走。那么在机器人的整体结构中,是不是也需要这样的小脑呢?
3 Z4 u: h+ W5 ? {0 R$ l答案显然是肯定的。 U- r4 {3 X6 B
对机器人来说,小脑可以绘制环境地图来指导自身行动,而如何在环境中找到一条从起点到终点,同时避开障碍物的最优路径显得更为困难。 7 W0 w) k2 H* }
为了帮助服务机器人更好实现自主行走,一个控制运动的核心中枢尤为重要。 在实际应用时,除了利用SLAM构建环境地图与实时定位外,我们还希望机器人在未知环境中自动避开障碍物,实现自主移动。SLAMWARE采用D*算法(即动态启发式路径搜索算法),可以让机器人不需要预先录入地图,就可以在陌生环境中行动自如,躲避动态障碍物。 ; x0 x N/ G" F
通常来说,服务机器人的工作环境都比较复杂,自主定位导航系统还需支持超声波传感器,防跌落传感器、碰撞传感器和深度摄像头的数据,利用多种传感器信息融合,实现更加智能、实用的自主运动。 ! A$ P' x6 U7 B' a- j" U& ~
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