2017年服務(wù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)分析

　　2015年服務(wù)機(jī)器人企業(yè)如春筍般崛起，2016年上半年業(yè)界即有“服務(wù)機(jī)器人正經(jīng)歷資本寒冬”的說法出現(xiàn)。2016年5月31日，中國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布解讀稱，中國(guó)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)開始迅速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2020年，服務(wù)機(jī)器人年銷售收入有望超過300億元人民幣。政府的權(quán)威報(bào)告讓“資本寒冬”的說法不攻自破。以2015年為分界點(diǎn)，不少2015年前進(jìn)入行業(yè)的品牌已經(jīng)開始B、C輪融資，而2015年后才進(jìn)入市場(chǎng)的部分品牌也完成了A輪融資，從實(shí)際情況來看，該行業(yè)依然是熱門投資領(lǐng)域。

　　服務(wù)機(jī)器人實(shí)際上是多種技術(shù)的融合和實(shí)現(xiàn)，包括語(yǔ)音交互、導(dǎo)航定位、運(yùn)動(dòng)控制、后臺(tái)調(diào)度管理、多傳感技術(shù)、通信等多領(lǐng)域技術(shù)。要讓產(chǎn)品成功商用，這些技術(shù)缺一不可。

　　定位導(dǎo)航技術(shù)：

　　得雷達(dá) SLAM者，走得更遠(yuǎn)

　　行業(yè)領(lǐng)先的服務(wù)機(jī)器人企業(yè)，八成都采用了SLAM技術(shù)。簡(jiǎn)單來說，SLAM技術(shù)是指機(jī)器人在未知環(huán)境中，完成定位、建圖、路徑規(guī)劃的整套流程。

　　隨著谷歌無人駕駛車的使用，基于激光雷達(dá)技術(shù)的雷達(dá) SLAM算法也變成了科研界的熱門話題。據(jù)介紹，雷達(dá)SLAM雖然成本較高，但卻是目前最穩(wěn)定、最可靠、高性能的SLAM方式。剛剛完成A輪融資的深圳優(yōu)地科技有限公司，旗下優(yōu)地機(jī)器人采用的正是雷達(dá)SLAM。這種技術(shù)定位精度控制在±10mm內(nèi)，能夠確保機(jī)器人在完全未知的環(huán)境中創(chuàng)造地圖，同時(shí)根據(jù)地圖進(jìn)行定位、導(dǎo)航、自主規(guī)劃路線。也就是說你下達(dá)任務(wù)后以后它就能自主規(guī)劃路線、完成任務(wù)后回到迎賓地點(diǎn)，無需人工操作，與谷歌無人駕駛技術(shù)有異曲同工之妙。

　　SLAM技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于AR、機(jī)器人、無人駕駛等新興領(lǐng)域，其中雷達(dá)SLAM因良好的指向性與高度聚焦性，成為行業(yè)主流定位導(dǎo)航方式。

　　運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)：

　　輪動(dòng)機(jī)器人更符合市場(chǎng)需求

　　有趣好玩的雙足機(jī)器人你一定都見過，然而事實(shí)是這類機(jī)器人穩(wěn)定性差，移動(dòng)速度慢，并且一推就倒。而輪式、履帶式的服務(wù)機(jī)器人則擁有更好的平衡性，在運(yùn)動(dòng)過程中更穩(wěn)定。

　　“我們的機(jī)器人采用自主研發(fā)的輪式底盤，輪式底盤具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性、可靠性和耐用性。”優(yōu)地科技負(fù)責(zé)人接受采訪時(shí)表示，“比如有的機(jī)器人只能在平地行走，而我們機(jī)器人可以爬坡，只要坡度不超過15度都可以，整機(jī)可以承重40kg。”

　　目前雙足機(jī)器人主要有電機(jī)和液壓兩種運(yùn)動(dòng)控制方式，前者結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但負(fù)載能力有限;后者雖然有較大的負(fù)載能力，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而輪式、履帶式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制方式主要由縱向控制和橫向控制兩部分組成，前者調(diào)節(jié)移動(dòng)速度;后者調(diào)節(jié)移動(dòng)軌跡。在運(yùn)動(dòng)、避障過程中，輪式、履帶式機(jī)器人能夠根據(jù)速度的不同采取不同的控制策略，以保持整體的穩(wěn)定性。從目前的技術(shù)發(fā)展和實(shí)用性來看，輪式、履帶式的機(jī)器人顯然更符合市場(chǎng)需求。

　　多傳感器融合技術(shù)：

　　最終體現(xiàn)產(chǎn)品差異化功能

　　傳感器如同機(jī)器人的“五官”，機(jī)器人通過傳感器獲取外界信息，以滿足探測(cè)和數(shù)據(jù)采集的需要。系統(tǒng)通過綜合、互補(bǔ)、修正、分析所得信息，從而完成決策，快速作出反應(yīng)。未來的機(jī)器人想要做得更像人，多傳感器融合技術(shù)至關(guān)重要。比如日本Pepper機(jī)器人就配有1個(gè)3D傳感器、5個(gè)觸摸傳感器、2個(gè)陀螺儀、2個(gè)聲波定位儀、3個(gè)緩沖傳感器、6個(gè)激光傳感器。通過這項(xiàng)技術(shù)，Pepper能識(shí)別人的表情、語(yǔ)氣、周圍環(huán)境，并根據(jù)人的情緒做出更豐富的、更人性化的反應(yīng)。

　　目前我國(guó)主流服務(wù)機(jī)器人主要配有紅外傳感器、超聲波傳感器、觸覺傳感器、視覺傳感器等。實(shí)際上，如果服務(wù)機(jī)器人想要完成更多、更復(fù)雜的任務(wù)，還需配備更多的傳感器。多傳感器融合技術(shù)的成熟與否，將直接體現(xiàn)在服務(wù)機(jī)器人的差異化功能上。

　　深度學(xué)習(xí)算法：

　　機(jī)器學(xué)習(xí)里的重要突破

　　“機(jī)器學(xué)習(xí)里面最重要的一個(gè)突破，就是深度學(xué)習(xí)。”李開復(fù)最近在公開演講中表示，“深度學(xué)習(xí)，簡(jiǎn)單的理解，就是給非常非常大的神經(jīng)元，用特別大量的數(shù)據(jù)充進(jìn)去訓(xùn)練。它就可以在某個(gè)領(lǐng)域，在識(shí)別方面、分類方面，或者預(yù)測(cè)方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何過去的算法。”

　　所謂深度學(xué)習(xí)算法，就是機(jī)器人模仿人腦構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并通過信息收集、建立模型的方式來解釋數(shù)據(jù)，以達(dá)到機(jī)器學(xué)習(xí)的功能。機(jī)器人通過解析、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，更易理解人類的語(yǔ)言、行動(dòng)，并做出更精準(zhǔn)的回應(yīng)。谷歌的阿爾法狗在“出道前”就是不斷地和自己下棋，研習(xí)棋譜，讓系統(tǒng)進(jìn)行自我博弈，并迅速完成自我進(jìn)化。

　　傳統(tǒng)機(jī)器人無法理解語(yǔ)意、環(huán)境，而深度學(xué)習(xí)算法的出現(xiàn)則改變了這種現(xiàn)狀。獲取的復(fù)雜數(shù)據(jù)模型越多，機(jī)器人就越“聰明”，它不再是機(jī)械性地完成任務(wù)，而是有“思考”、有“判斷”地模仿人類做出相應(yīng)的舉動(dòng)。不過，受技術(shù)水平、大數(shù)據(jù)獲取難題以及云運(yùn)算效率等因素限制，目前深度學(xué)習(xí)算法還存在一定的瓶頸，想要廣泛應(yīng)用于服務(wù)機(jī)器人中，恐怕還需要一段時(shí)間。

　　智能語(yǔ)音、通信技術(shù)和后臺(tái)管理技術(shù)等都將是企業(yè)能否搶占市場(chǎng)份額的關(guān)鍵技術(shù)。因文章篇幅限制，這里不再展開討論。

　　據(jù)報(bào)道， 2016年12月中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將陸續(xù)發(fā)布3項(xiàng)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，17項(xiàng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)。2017年，垂直應(yīng)用場(chǎng)景與產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兩大現(xiàn)實(shí)因素也是服務(wù)機(jī)器人企業(yè)需要考量的重點(diǎn)。垂直應(yīng)用場(chǎng)景的選擇決定了機(jī)器人深耕的領(lǐng)域、方向，而能否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范則決定了機(jī)器人能否進(jìn)入市場(chǎng)銷售。