機(jī)器人這么火！普通人造機(jī)器人有多難？

　　世界上最懶惰的動(dòng)物是考拉和樹(shù)懶。給樹(shù)懶喂葉子，半個(gè)月后掰開(kāi)它的嘴，葉子還在嘴里面沒(méi)全咽下去。而考拉，它一天能睡22小時(shí)。

　　人類在懶惰方面也是不遑多讓。天才發(fā)明家愛(ài)迪生說(shuō)的好：“人一有機(jī)會(huì)有希望避開(kāi)思考的苦事”，我想，真正促進(jìn)人類文明進(jìn)步的，除了智慧之外，還有人類DNA里遺傳的懶。

　　懶惰真是人類之光。

　　可能這就是人類要發(fā)明機(jī)器人最主要的原因。

　　人類不想做家務(wù)，所以有了掃地機(jī)器人。

　　人類懶得去砌墻，所以創(chuàng)造出了會(huì)自動(dòng)砌墻的機(jī)器人。

　　人類懶得握方向盤(pán)，就想躺著讓車(chē)自己開(kāi)。

　　而在電影當(dāng)中，人類對(duì)于機(jī)器人的想象力也不斷的延伸，超越現(xiàn)在，機(jī)器貓哆啦A夢(mèng)、機(jī)器管家安德魯、胖胖的大白、圓滾滾的BB-8等各種各樣機(jī)器人在電影里陪伴我們、保護(hù)我們。

　　打造一個(gè)真正有用、討人喜歡的個(gè)人機(jī)器人一直以來(lái)都是人類的夢(mèng)想。

　　那么，如何造出一個(gè)與人形影不離的機(jī)器人助理？

　　想要造出一個(gè)機(jī)器人，首先得知道什么是機(jī)器人。

　　機(jī)器人（Robot）是一種機(jī)器——特別是一種可編程的機(jī)器，能夠自動(dòng)執(zhí)行一系列復(fù)雜的動(dòng)作。（引自維基百科）

　　具有識(shí)別外在世界變化的環(huán)境信息，可以對(duì)信息進(jìn)行計(jì)算分析，然后思考得出對(duì)具體行為的執(zhí)行解決方案的機(jī)器，才能稱之為機(jī)器人。

　　有些軟件代理雖然也被稱作是機(jī)器人，但這種是軟件機(jī)器人，業(yè)界通常稱它為Bot，而不是Robot。

　　像微軟Cortana、蘋(píng)果Siri和Google Now都屬于Bot范疇，而NAO、Pepper、Loomo都屬于Robot的范疇。

　　機(jī)器人需要具備哪些部件？

　　若要造出一個(gè)與我們形影不離的機(jī)器人，那這個(gè)機(jī)器人必須要有一個(gè)實(shí)體的外形，TA的外殼要漂亮、堅(jiān)固，識(shí)別外界信息需要一雙眼睛（傳感器），理解我們并想辦法執(zhí)行命令需要一個(gè)大腦（運(yùn)算），在物理世界完成任務(wù)就需要一雙手、一對(duì)輪子（作動(dòng)器）。

　　外形

　　機(jī)器人與人類之間的關(guān)系其實(shí)是極為微妙、難以平衡的。做得太像人類，會(huì)引起人本能的生理排斥；做得太像機(jī)器，又讓人覺(jué)得和它說(shuō)話顯得自己像個(gè)傻瓜；做得太可愛(ài)，又會(huì)讓人覺(jué)得它是個(gè)低智的玩具。

　　造一個(gè)機(jī)器人，首先要設(shè)計(jì)好TA的樣子，適合陪伴人類的機(jī)器人應(yīng)該有著春天般溫暖、海狗般無(wú)害的外形。

　　在家里DIY一個(gè)機(jī)器人其實(shí)是很難的，需要有模具才能做出你想要的樣子。如果開(kāi)模具的話，價(jià)格就老貴了……有條件的話可以用3D打印，沒(méi)有條件可以去萬(wàn)能的淘寶找一些模型進(jìn)行改造。

　　行走

　　移動(dòng)的能力對(duì)于一個(gè)完美的機(jī)器人也是必須的，它必須具有至少一定程度上的自由度，到達(dá)目的地，并與物理世界互動(dòng)——否則就不能被稱之為機(jī)器人。那TA一定要有雙“腳”，足式的“腳”走得慢功耗又高，輪式的“腳”是目前最優(yōu)的行走方案，畢竟馬兒跑得再快也追不上汽車(chē)。

　　眼睛和大腦

　　機(jī)器人BB8頭上有一個(gè)類似眼睛的東西，其實(shí)那是它的傳感器。

　　傳感器是機(jī)器人感知外界的重要幫手，它們猶如人類的感知器官。為了讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)盡可能高的靈敏度，需要給它裝上視覺(jué)、聲覺(jué)、距離、觸覺(jué)、接近覺(jué)、力覺(jué)、滑覺(jué)、速度和加速度傳感器等。

　　給機(jī)器人裝傳感器是為了感知外界的環(huán)境、提取深度信息。而感知的核心功能是同步定位和地圖構(gòu)建（SLAM）。

　　SLAM技術(shù)解決的是讓機(jī)器人知道“我在哪”，“這是什么地方”，“怎么離開(kāi)這個(gè)地方”。

　　你以為有了SLAM就萬(wàn)事大吉了？NAIVE！實(shí)際上SLAM算法本身只是完成了機(jī)器人的定位和地圖構(gòu)建兩件事情，你要想讓機(jī)器人能幫你拿瓶子、做飯、收拾屋子，就必須賦予機(jī)器人快速生成無(wú)碰撞、最優(yōu)運(yùn)動(dòng)軌跡的能力，它在業(yè)內(nèi)叫做運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。

　　對(duì)于那些有多關(guān)節(jié)機(jī)械臂的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃是非常困難的，需要十分耗時(shí)的計(jì)算。在一個(gè)并沒(méi)有為機(jī)器人特意優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)的環(huán)境中，讓機(jī)器人撿起一個(gè)物品甚至需要數(shù)秒的計(jì)算。

　　所以，機(jī)器人還需要一顆強(qiáng)勁的大腦——高性能計(jì)算平臺(tái)和高效算法。除了這個(gè)大腦，我們還需要驅(qū)動(dòng)機(jī)器人動(dòng)的部件——驅(qū)動(dòng)器，最常用的是電機(jī)。

　　當(dāng)然，機(jī)器人不只是有個(gè)實(shí)體的樣子就行，算法控制才能讓它活起來(lái)，所以還需要你會(huì)控制算法。

　　以上是機(jī)器人的基本組成部分。機(jī)器人專家有無(wú)數(shù)種方法可以將這些元素組合起來(lái)，從而制造出無(wú)限復(fù)雜的機(jī)器人。那普通人想要有個(gè)機(jī)器人怎么辦？

　　造機(jī)器人最簡(jiǎn)單的辦法

　　說(shuō)了這么多，才發(fā)現(xiàn)機(jī)器人比手機(jī)、電腦還復(fù)雜，是不是已經(jīng)都懶得去造了呢？成功造出一臺(tái)機(jī)器人繁復(fù)的過(guò)程真的是一言難盡。

　　有沒(méi)有簡(jiǎn)單點(diǎn)但又能造出智能而非智障的機(jī)器人方法？有的！Segway RoboTIcs正在打造普適型機(jī)器人軟硬件，希望憑借簡(jiǎn)單易用的機(jī)器人Loomo開(kāi)發(fā)包幫助每個(gè)人打造夢(mèng)想中的機(jī)器人。

　　大家都知道許多學(xué)生和公司通過(guò)NAO來(lái)做研究，用它來(lái)編程，調(diào)用聲音合成、圖像識(shí)別、肢體動(dòng)作的能力，進(jìn)而使之勝任不同的場(chǎng)景，例如踢足球賽、跳舞。但NAO這種桌面型的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力是有限的，而且很貴。

　　如果你要制造一個(gè)可以照顧寵物、與你一起外出的新型機(jī)器人，同樣的你可以使用Loomo的軟件開(kāi)發(fā)包和機(jī)器人硬件整機(jī)，編寫(xiě)一段JAVA程序就能做到。

　　Loomo還附帶了一個(gè)擴(kuò)展槽，你可以給TA裝個(gè)手臂幫你拿咖啡、裝個(gè)鏟子幫你除草……它能實(shí)現(xiàn)什么功能，由你的腦洞決定，這個(gè)腦洞的實(shí)現(xiàn)必須符合物理原理。當(dāng)然，Loomo的這個(gè)工具包不是讓你制造平庸的作品的。

　　實(shí)操案例：寶馬開(kāi)發(fā)者基于Loomo開(kāi)發(fā)的自動(dòng)泊車(chē)助理

　　實(shí)操案例：Loomo變身快遞員給英特爾CEO送水

　　配送機(jī)器人既可自動(dòng)送貨也可手動(dòng)駕駛

　　不論你專業(yè)程度如何，均可以在安卓系統(tǒng)下向Loomo編程，調(diào)用其視覺(jué)、語(yǔ)音、移動(dòng)、連接、表達(dá)和硬件擴(kuò)展的能力，讓它可擴(kuò)展到更多場(chǎng)景，完成不同任務(wù)。而且它的輪式設(shè)計(jì)讓它有更強(qiáng)的適應(yīng)性，可以走出室外，實(shí)現(xiàn)更多的功能。

　　在上世紀(jì)90年代，泛在計(jì)算之父馬克·威瑟曾說(shuō)：“最具深遠(yuǎn)影響意義的技術(shù)，是那些我們感覺(jué)不到存在的技術(shù)。這些技術(shù)自如地融入我們?nèi)粘Ｉ钪?，不知不覺(jué)成為生活的一部分。”

　　在過(guò)去二三十年里，個(gè)人電腦已經(jīng)做到了這一點(diǎn)，而在未來(lái)的幾十年里，下一個(gè)能做到這一點(diǎn)的可能就是機(jī)器人。

　　聰明靈活的個(gè)人機(jī)器人，它終有一天會(huì)走到你身邊，成為你無(wú)話不說(shuō)的密友和形影不離的伙伴。