《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確指出,未來(lái)5年至更久,是推動(dòng)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)邁向中高端的關(guān)鍵期,我國(guó)勞動(dòng)成本的提升、社會(huì)老齡化水平加重等客觀形勢(shì)也在推動(dòng)著服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品快速升級(jí)。本文通過(guò)研究多家科技企業(yè)近兩年發(fā)布的機(jī)器人產(chǎn)品原型,總結(jié)出未來(lái)服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的六大前沿趨勢(shì)。
按照不同時(shí)期服務(wù)機(jī)器人的功能與控制方式的變化,可將發(fā)展階段劃分為三部分:
1.0時(shí)代:程序控制型機(jī)器人,按事先程序設(shè)定步驟執(zhí)行工作,模擬運(yùn)動(dòng)功能,執(zhí)行固定工作;
2.0時(shí)代:自適應(yīng)型機(jī)器人通過(guò)傳感器獲取任務(wù)信息,由計(jì)算機(jī)發(fā)出動(dòng)作指令,隨環(huán)境變化調(diào)整自身行為;
3.0時(shí)代:智能型機(jī)器人具有類(lèi)人特征,擁有感知交互和思考能力,自主處理復(fù)雜問(wèn)題,真正的智能型機(jī)器人還處于雛形階段。
仿生材料、柔性傳感器等新型技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,推動(dòng)機(jī)器人在外在形態(tài)上不斷進(jìn)化,為了更加貼合人類(lèi)的運(yùn)動(dòng)模式和思考方式,仿人形態(tài)的機(jī)器人或成終極目標(biāo)。
2022年10月在特斯拉AI Day活動(dòng)日展出的擎天柱Optimus機(jī)器人在外形上有高度類(lèi)人的軀干、頭部和四肢,身高約1.72m,體重約56.7kg,甚至擁有“皮膚”(肩部以下由輕量材料覆蓋)。同時(shí)具有像人一樣的運(yùn)動(dòng)能力,Optimus具有人類(lèi)級(jí)別的雙手雙腳,四肢由全身搭載的40個(gè)機(jī)電執(zhí)行器控制,雙腳可通過(guò)力反饋感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和敏捷地行走,手臂和雙手分別各依靠12個(gè)機(jī)電執(zhí)行器,可執(zhí)行精細(xì)化作業(yè)。此外,Optimus具備人形整機(jī)的平衡控制能力,在機(jī)器人受外力等干擾時(shí)能夠穩(wěn)住身體。
趨勢(shì)二:機(jī)器人本體向柔性化發(fā)展
柔性材質(zhì)能讓機(jī)器人適應(yīng)多種工作環(huán)境,具有柔軟靈活、自由調(diào)節(jié)等特征。在服務(wù)領(lǐng)域,機(jī)器人柔性化將極大改善人機(jī)交互的體驗(yàn)與安全性,拓展服務(wù)廣度。
珞石在2022年5月18日正式發(fā)布的柔性協(xié)作機(jī)器人xMate CR系列采用全新的力位混合控制器結(jié)構(gòu),各關(guān)節(jié)配置力傳感器,兼具高精度位置控制和高動(dòng)態(tài)力控制。xMate能模擬人類(lèi)手臂肌肉控制的柔順特性,實(shí)現(xiàn)靈活操控。適用于有力控需求的精密裝配、社區(qū)醫(yī)療輔助等對(duì)柔性操作有高要求的應(yīng)用場(chǎng)景。
趨勢(shì)三:具備非標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景下的AI分析與理解能力
家庭作為典型的非標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景,需要機(jī)器人有更強(qiáng)的復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性,通過(guò)融合更多傳感器信息,提升機(jī)器人的AI感知、分析、理解與控制能力,讓服務(wù)機(jī)器人在未來(lái)走進(jìn)家庭并承擔(dān)重要的家庭服務(wù)角色成為可能。
三星在2021年CES大會(huì)展出了概念產(chǎn)品Bot Handy機(jī)器人,在家庭的非標(biāo)場(chǎng)景下,Bot Handy能通過(guò)攝像頭和AI識(shí)別來(lái)拾取不同大小、形狀和重量的物體,還能順利完成桌面清潔、易碎品移動(dòng)、向玻璃杯注酒等簡(jiǎn)單家務(wù)。
谷歌2021年11月發(fā)布的Everyday Robots通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí),能在一天時(shí)間內(nèi)以90%的成功率學(xué)會(huì)開(kāi)門(mén)動(dòng)作,并檢查房間是否需要整理或是否缺少椅子。在非結(jié)構(gòu)化的日常環(huán)境中,該機(jī)器人能完成識(shí)別垃圾并重新分類(lèi)、將桌子上的垃圾收到機(jī)器人的垃圾盤(pán)再扔進(jìn)垃圾桶、清理桌面等日常家庭工作。
趨勢(shì)四:向多模態(tài)融合感知發(fā)展
未來(lái),服務(wù)機(jī)器人將具備多模態(tài)融合感知能力,突破單一的視覺(jué)感知,拓展基于光纖、電容電感的觸覺(jué)傳感器、聽(tīng)覺(jué)傳感器等,更加精確的獲取和認(rèn)知對(duì)象信息。
小米2022年9月27日在小米Civi 2新品發(fā)布會(huì)上推出的米家模塊機(jī)器人,內(nèi)部有一塊智慧主腦,高度集成了視覺(jué)識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和觸摸感知等模組,通過(guò)ARM架構(gòu)處理器計(jì)算,實(shí)現(xiàn)全身模塊的靈活控制,帶來(lái)更多的互動(dòng)效果。
趨勢(shì)五:具備情感反饋與自然交互能力
未來(lái),服務(wù)機(jī)器人能通過(guò)情感識(shí)別技術(shù)對(duì)人類(lèi)情感、心理活動(dòng)精準(zhǔn)認(rèn)知,具備理解與共情能力,能根據(jù)人類(lèi)情緒反應(yīng)做出相應(yīng)反饋,做到和真人對(duì)話一樣的自然交互。
小米2022年8月11日發(fā)布的CyberOne機(jī)器人可感知人類(lèi)情緒,能識(shí)別6大類(lèi)45種人類(lèi)情緒,并作出個(gè)性化反饋,完成人物身份識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、表情識(shí)別等功能。通過(guò)搭載Mi-Sense深度視覺(jué)模組,結(jié)合AI算法,CyberOne擁有完整的三維空間感知能力,能夠?qū)崿F(xiàn)85種環(huán)境音識(shí)別。
趨勢(shì)六:機(jī)器人大腦部署云端,成為全屋智能中控入口
機(jī)器人的大腦部署在云端,借助云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的運(yùn)算與調(diào)配能力,在未來(lái)有望成為全屋智能控制的入口,以“云端大腦+本地機(jī)器人”的模式提供多元化服務(wù)。達(dá)闥在2020年12月正式發(fā)布機(jī)器人云端大腦操作系統(tǒng)“海?!保nO到y(tǒng)為云端服務(wù)機(jī)器人搭建的“云-網(wǎng)-端”架構(gòu),幫助機(jī)器人建立起一個(gè)具有通用智能能力的大腦,達(dá)闥還開(kāi)發(fā)了機(jī)器人的元宇宙——“海元世界”,幫助云端機(jī)器人理解物理世界、智能訓(xùn)練,通過(guò)虛實(shí)結(jié)合技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在真實(shí)世界工作。
三、小結(jié)
結(jié)合以上趨勢(shì),在可見(jiàn)的未來(lái),服務(wù)機(jī)器人將發(fā)展成集情感交互、行動(dòng)控制、任務(wù)規(guī)劃、自主決策等功能于一身的“真智能”機(jī)器人,走進(jìn)千千萬(wàn)萬(wàn)的社區(qū)和家庭,讓服務(wù)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。