23日開幕的2015世界機(jī)器人大會(huì)上，各種能跑會(huì)跳、能說(shuō)會(huì)道、能與人溝通互動(dòng)的智能服務(wù)機(jī)器人紛紛亮相，它們的聰明勁兒給人們留下了深刻印象。
科研人員研發(fā)制造這樣的機(jī)器人，需要突破哪些技術(shù)難關(guān)?記者采訪了新松機(jī)器人公司中央研究院院長(zhǎng)徐方、中科院自動(dòng)化研究所先進(jìn)機(jī)器人研究中心吳正興博士等。
專家告訴記者，機(jī)器人尤其是智能服務(wù)機(jī)器人需要具有人的動(dòng)作、行為、想法以及各種能力，研發(fā)制造非常復(fù)雜，牽涉眾多科學(xué)與工程學(xué)科，包括機(jī)械和電氣工程、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、腦科學(xué)、仿生學(xué)、控制學(xué)等。
【感知外界難】
機(jī)器人觀察外部的“眼睛”通常是一臺(tái)攝像機(jī)，近年來(lái)機(jī)器視覺技術(shù)不斷發(fā)展，人臉、人體的識(shí)別和圖像分析技術(shù)等使機(jī)器人可以識(shí)別面孔、手勢(shì)、障礙物等。
機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對(duì)外界的感知，靠的是各種傳感器。如內(nèi)感傳感器提供位置、方向、身體和關(guān)節(jié)的運(yùn)行速度等自身情況的信息，外感傳感器提供周圍環(huán)境的信息，包括立體照相機(jī)、激光測(cè)距、聲吶、紅外傳感器、觸覺傳感器等。
高端傳感器是機(jī)器人的核心技術(shù)部件，目前國(guó)內(nèi)主要靠進(jìn)口。不斷提高傳感器的精度和可靠性，以及多傳感器信息融合是機(jī)器人感知系統(tǒng)需要解決的技術(shù)任務(wù)。
【“大腦”思考難】
機(jī)器人的“大腦”由計(jì)算機(jī)或多個(gè)微處理器組成。作為一個(gè)智能終端，人們看到的機(jī)器人其實(shí)是前臺(tái)，它的后臺(tái)必須具備強(qiáng)大的計(jì)算能力，將云計(jì)算、云存儲(chǔ)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，相當(dāng)于一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)。科學(xué)家們一直在努力讓它運(yùn)算得更快、反應(yīng)更敏捷、掌握的知識(shí)更豐富。
【與人交流難】
機(jī)器人怎樣與人對(duì)話?機(jī)器人的聲音傳感器收集到聲音信號(hào)，通過語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)和語(yǔ)言處理技術(shù)將說(shuō)話內(nèi)容進(jìn)行分析解讀，在“聽懂”意思后，計(jì)算機(jī)作出回應(yīng)的指示，過語(yǔ)音合成器模擬人類說(shuō)話。尤其是在嘈雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別、理解、處理，是一個(gè)非常重要的技術(shù)難點(diǎn)。
【穩(wěn)定行走難】
不同于在固定環(huán)境作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，很多智能服務(wù)機(jī)器人處于敞開式環(huán)境中，每個(gè)場(chǎng)景都不一樣，要自己認(rèn)路、自由行走，還要能自主避障，這就需要自主導(dǎo)航定位、動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)等。
能移動(dòng)的機(jī)器人可以分為輪式或履帶式機(jī)器人和行走機(jī)器人兩類。行走機(jī)器人需要模擬腿部膝關(guān)節(jié)的彎曲伸展，它移動(dòng)速度慢，但可以跨越臺(tái)階、山地等比較復(fù)雜的地形，因此運(yùn)動(dòng)控制對(duì)穩(wěn)定性的要求就更高了。
【未來(lái)任務(wù)艱巨】
專家們表示，由于科技發(fā)展水平的限制，想要使機(jī)器人的運(yùn)行和功能更加智能，包括知識(shí)獲取、表達(dá)和推理、計(jì)劃、想象力等，依然是十分艱巨的任務(wù)。隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，對(duì)機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性、環(huán)境感知、自主控制、人機(jī)交互等提出了更高的要求。通過與仿生學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的結(jié)合，將加速機(jī)器人理論、方法和技術(shù)研究工作的進(jìn)展。
