一般来说,机器人,尤其是智能服务机器人,需要具有人的动作、行为、想法以及各种能力,研发制造非常复杂,牵涉众多科学与工程学科,包括机械和电气工程、材料科学、计算机科学、人工智能、脑科学、仿生学、控制学等。所以,制造一个智能机器人,你知道有多难吗?
工业用机器人,资料图
感知外界难:高端传感器是机器人的核心技术部件
机器人观察外部用的所谓的眼睛,通常是一台摄像机。近年来,随着机器视觉技术的不断发展,人脸、人体的识别和图像分析技术等使机器人可以识别面孔、手势、障碍物等。
机器人之所以能够感知外界信息,靠的是各种传感器。如内置的各类传感器,能够提供位置、方向、身体和关节的运行速度等自身情况的信息;而外部的感觉传感器,则可提供周围环境的信息,包括立体照相机、激光测距、声呐、红外传感器、触觉传感器等。
由于高端传感器是机器人的核心技术部件,因此目前国内主要还是得依靠进口。不断提高传感器的精度和可靠性,以及多传感器信息融合,是机器人感知系统需要解决的技术任务。
稳定行走难:自主导航和动态姿态检测
不同于在固定环境作业的工业机器人,很多智能服务机器人处于敞开式环境中,每个场景都不一样,要自己认路、自由行走,还要能自主避障,这就需要GPS模块等自主导航定位、动态姿态检测技术等。
能移动的机器人可以分为轮式或履带式机器人和行走机器人两类。行走机器人需要模拟腿部膝关节的弯曲伸展,它移动速度慢,但可以跨越台阶、山地等比较复杂的地形,因此运动控制对稳定性的要求就更高了。
消费级玩具机器人,资料图
与人交流难:声音传感器收集信号
机器人怎样与人对话呢?机器人靠声音传感器收集到声音信号,通过语音识别系统和语言处理技术将说话内容进行分析解读,在收集到声音信息后,计算机作出回应的指示,过语音合成器模拟人类说话。尤其是在嘈杂环境中实现语音识别、理解、处理,是一个非常重要的技术难点。