相较于工业机器人,服务机器人更加重视人机交互体验,用户与机器人之间的互动更为频繁。这不仅要求机器人具备高效的反馈速度,还对包括深度学习、自然语言处理、视觉感知和云计算在内的多项人工智能技术提出了更高的要求。
12月17日,在2021年的人工智能技术创新系列高峰论坛上,《机器人自主定位导航技术规范》的集团标准正式发布。这一标准详细规定了移动机器人的定位、导航、避障、脱困、地图构建以及多机器人协同避障和交通管理等功能测试要求和评估方法,进一步细化了服务机器人的技术规范。
当前,机器人主要分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三大类。得益于人工智能技术的进步和核心零部件成本的下降,服务机器人正快速渗透到各个领域。过去五年,中国服务机器人行业增速超越全球平均水平,市场规模占据全球比例超过25%。同时,在产业链和产业环境方面,中国拥有显著的竞争优势,未来有望成为全球服务机器人领域的引领者。在新冠疫情的推动下,以及多年的快速增长基础上,中国服务机器人产业前景广阔,增长潜力巨大。
相较工业机器人,服务机器人具有独特的特性。北京云迹科技有限公司的创始人兼首席产品官应甫臣表示,服务机器人与工业机器人最大的不同在于工作环境。工业机器人的工作环境通常较为固定和结构化,而服务机器人则需要在非结构化的环境中运作。例如,工业机器人中的机械臂通常被固定在一个特定区域,以确保其工作范围的安全性和效率。然而,服务机器人常常需要进入已经成型的场所,如酒店、写字楼、餐厅和医院等地。这些场所的环境复杂多变,服务机器人必须具备更强的环境适应能力。
“服务机器人(特别是自主移动的机器人)需要应对更多复杂且动态的环境。这要求机器人具备多种环境感知能力,如与智能设备的交互、上下电梯、通知用户等。这些功能的实现需要综合运用环境智能技术,使机器人更好地理解和适应环境。”应甫臣解释道。
专家认为,服务机器人应以服务为核心,具有明确的价值扩展路径,最终回归商业本质。为此,服务机器人在人机交互方面需要满足哪些要求?又需要发展哪些技术来支持这些需求?
应甫臣指出,服务机器人的人机交互体验至关重要。因为服务机器人在工作过程中会接触各种人员,如工作人员、用户以及路人等。因此,服务机器人需要具备较强的人体工程学和人机交互设计,以确保操作便捷和交互流畅。在交互上,服务机器人需要将用户界面(UI)、语音和视觉技术有机结合,使人机交互如同人际交流一样自然。
此外,服务机器人往往会在人流量较大的地方工作,如电梯这样的狭小空间。考虑到室外机器人,还需要考虑与其他交通工具的互动,因此,服务机器人在运行过程中的安全性尤为重要。
与工业机器人相比,服务机器人仍是一个较新的领域。应甫臣认为,当前服务机器人已在一些垂直领域实现了规模化应用,如酒店、餐厅清洁、楼宇管理等。在室内配送、清洁检查、消毒和迎宾导览等领域,服务机器人也已相对成熟。在室外场景方面,服务机器人尚处于探索阶段,但随着技术的发展,封闭园区内的服务机器人将会快速发展,同时室内和室外机器人的协作也将成为必然趋势。
“另一个重要的发展方向是移动机器人与机械臂的结合,这可以极大扩展服务机器人的应用场景。目前,机械臂的小型化和低成本化进展迅速,家庭机器人管家的时代也不远了。”应甫臣说。
哈尔滨工业大学(深圳)教授、珠海市岭南大数据研究院院长朱晓蕊认为,移动机器人已经具备了以下特点:智能系统的感知能力和行动能力不断增强;人与智能系统的融合日益加深,形成了人机共融环境;新型智能移动机器人能在未知的社会环境中学习行人的行为模式。
随着人工智能、计算机视觉、语音识别、导航、传感和能源技术的快速发展,服务机器人在功能、性能、自主性、易用性和成本效益方面不断创新。应甫臣指出,自主定位导航技术在服务机器人中扮演着至关重要的角色。因为它解决了三个核心问题:我在哪里、我要去哪里、如何到达目的地。只有解决了这些问题,服务机器人才能有更大的工作和服务空间。
“此外,机器人在移动过程中需要与环境、人类及其他机器人互动。例如,当多个机器人同时进出电梯时,如何确保先出后进,以及机器人如何排队等。又如,在狭窄通道中,机器人如何相互避让,是否都需要遵循右侧通行规则,以及在交叉口相遇时是否需要虚拟红绿灯来保障交通效率和安全。”应甫臣说,“所有这些问题,不是一家公司能解决的,需要行业内形成统一的技术规范、标准和认证,确保各厂家的机器人都遵循一套规则,如交通规则、通信协议等,从而保障同场景内机器人都能高效有序地提供各自的服务。”
应甫臣预测,未来我们身边的服务机器人数量可能会超过人类的数量,功能和形态也将各不相同。如果没有配套的技术规范来约束机器人,其行业发展将陷入混乱。“机器人满足了哪些技术规范的信息标签也是人类伙伴鉴别此机器人是否适用于特定场景的重要依据。”应甫臣强调。
应甫臣同时强调了服务机器人的安全性。带有机械臂的服务机器人相当于有手有脚的人,如果不遵守规范,可能带来很大的危害,因此迫切需要行业技术规范。