未來服務(wù)機器人的應(yīng)用與發(fā)展前景芻論

劉士暄

摘 要：文章對未來服務(wù)機器人的現(xiàn)狀、應(yīng)用及發(fā)展前景進行了多方面的分析，指出服務(wù)機器人主要是為人類的生活提供服務(wù)，其應(yīng)用類型主要分為保姆型、治安型及應(yīng)用型，服務(wù)機器人的發(fā)展前景將全面化、智能化、市場化、人性化。

關(guān)鍵詞：人工智能；服務(wù)機器人；應(yīng)用；發(fā)展前景；智能化

中圖分類號：TP242.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）03-0024-02

2017年5月的中國烏鎮(zhèn)圍棋峰會上，人工智能“阿爾法”與排名世界第一的圍棋冠軍柯潔對戰(zhàn)，以3比0的總比分獲勝。從此，圍棋界公認(rèn)“阿爾法”的圍棋水平已經(jīng)超過人類職業(yè)圍棋頂尖水平。阿爾法的獲勝，說明人工智能在一些方面已經(jīng)超越了人類，這是人工智能領(lǐng)域的又一次突破和飛躍。于是，很多人在擔(dān)憂，未來人工智能會不會取代人類的位置，真像科幻小說里說的那樣——未來不需要人類？而作為人工智能的一部分的服務(wù)機器人，會不會在將來擁有人類的能力和感情，進而將人類取而代之？答案是：不會。服務(wù)機器人只能作為人類生活必不可少的一部分，輔助人類去實現(xiàn)和完成更高級、更完美的生活體驗。

智能機器人一般都應(yīng)具備三個要素：感覺要素、運動要素和思考要素，想要讓機器人具備這三種要素，就需要有人工智能的加持。而智能機器人的提升和發(fā)展，也同時要求人工智能的不斷提高和進步。在人工智能的支持下，智能機器人的不斷發(fā)展，應(yīng)用范圍日益廣泛，不再局限于生產(chǎn)、軍事等方面，而是能為人們提供各種服務(wù)。如炒菜機器人、機器人管家已經(jīng)開始走進人們的生活。服務(wù)機器人能幫助人們照顧孩子和老人、做家務(wù)，減少人們的負(fù)擔(dān)，還會涉及包括醫(yī)療、自動駕駛、自動交通等領(lǐng)域?？傊S著技術(shù)的發(fā)展，機器人在人們的生活中會越來越常見，用途也會越來越廣泛。

一、服務(wù)機器人概述

服務(wù)機器人是指能半自主或全自主完成服務(wù)人類工作的機器人，但它們不從事生產(chǎn)。服務(wù)機器人一般分為兩種：一種是專業(yè)領(lǐng)域的服務(wù)機器人，如清潔機器人、醫(yī)用機器人、水下機器人等；另一種是專門從事家庭及個人服務(wù)的機器人，在救援、監(jiān)護、保安等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

有著“機器人之父”美譽的恩格爾伯格于1985年開始研制、1990年投入市場、目前已在世界各地的幾十家醫(yī)院使用的“護士助手”機器人，被認(rèn)為是世界上第一個服務(wù)機器人產(chǎn)品。經(jīng)過技術(shù)的不斷發(fā)展，服務(wù)機器人技術(shù)飛速發(fā)展，在性能、外觀上都有很大改善。現(xiàn)在的服務(wù)機器人具有可移動性強、機械結(jié)構(gòu)實用便利、人機交互能力強、智能化程度高、具有云服務(wù)能力等特點?？梢苿有詮娛侵笝C器人為了完成各種服務(wù)工作，會改變自身的機械結(jié)構(gòu)和各電動機的參數(shù)型號，達(dá)到動作靈活。機械結(jié)構(gòu)實用便利是指機器人的機械結(jié)構(gòu)有柔性設(shè)計，使它們既能完成工作，又能使非技術(shù)人員在操作機器人時避免傷害。人機交互能力強是指機器人有很多的傳感器和人機交互界面，不僅能收集信息，還能提高自身的人機交互能力，更好地為大眾服務(wù)，如智能輪椅，就是一種具有視覺和口令導(dǎo)航功能，并能與人進行語音交互的機器人輪椅。智能化程度高是指人工智能算法的快速發(fā)展及在機器人中的應(yīng)用，使它能處理復(fù)雜問題、情況，不斷提高智能化水平。云服務(wù)能力使機器人作為一種信息傳輸載體，能發(fā)送接收信息。不僅使其能根據(jù)指令完成工作，還節(jié)省了芯片的復(fù)雜性，實現(xiàn)了“瘦身”的目的。服務(wù)機器人的發(fā)展與人工智能、互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系密切，其智能化水平和人機交互能力會不斷提高，能給用戶帶來更好的體驗。

二、服務(wù)機器人的應(yīng)用范圍

1. 保姆型機器人

當(dāng)今世界人口老齡化問題日益嚴(yán)重，未來的中青年人不僅要工作，還要照顧老年人并處理繁雜的家務(wù)勞動，這會耗費他們很多的時間和精力，給他們帶來很大的負(fù)擔(dān)。因此，未來會有保姆型機器人，幫助人們照顧老人、料理家務(wù)。保姆型機器人是覆蓋面最廣、最常見，人們最熟悉的一類機器人?？苹秒娪啊对τX醒》中，有個可愛的BB-8球形機器人，就是典型的保姆型機器人?，F(xiàn)實生活中，這類機器人在日常生活中服務(wù)于他人，具有很強的實用性能，如智能型吸塵器。據(jù)資料顯示：在英國，老年人的醫(yī)護費用占全國醫(yī)療總預(yù)算的70%，老年人實現(xiàn)居家養(yǎng)老，護理是最大的障礙。由英國20所大學(xué)聯(lián)合推動的一個服務(wù)機器人項目，就是要幫助人穿衣服和脫衣服，也就是智能穿戴機器人，可以幫助解決這個問題。

當(dāng)前的保姆型機器人還處于初級階段，它的外形和舉動并不是模仿真人的，功能也比較單一。未來保姆型機器人發(fā)展到高級階段，就會有多種功能，可以打掃、洗衣服甚至做飯，在生活上照顧老人、孩子和家中的寵物，監(jiān)護家人的身體健康，甚至對兒童進行早教等。

2. 治安型機器人

治安型機器人相當(dāng)于保安，具有維護治安的功能。人的精力是有限的，一旦精神出現(xiàn)松懈，就會降低維護治安的效果。如果這時遇到危險情況，不僅不能保護周邊環(huán)境和人，還會危害到自身安全。治安型機器人只要有足夠的動力供應(yīng)，設(shè)定好工作程序，就會高度集中、永不松懈地工作，始終保持高質(zhì)量的治安效果。治安型機器人與人相比，不僅能提高安保效果，還能提高工作效率，在動力、技術(shù)等當(dāng)面的花費也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人力成本，可以節(jié)約成本。如針對火車站安保的機器人，可以配合安保人員隨時巡邏，隨機安檢。

3. 應(yīng)用型機器人

應(yīng)用型機器人依靠固定的程序完成工作任務(wù)，在很多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如工廠、餐飲、醫(yī)療等行業(yè)。工廠中的機器人與人工相比失誤少，工作效率高。餐飲行業(yè)中的機器人可以分為廚房和送餐機器人，廚房機器人依靠視覺分析和智能處理技術(shù)，能進行簡單的烹飪。送餐機器人通過既定的軌跡、視覺分析技術(shù)和避障功能，能順利完成送餐工作。醫(yī)療行業(yè)的機器人有手術(shù)機器人、護理機器人、康復(fù)機器人和輔助機器人。手術(shù)機器人能幫助醫(yī)生的手術(shù)實現(xiàn)精確、微創(chuàng)的目的，并且利用機器人進行外科手術(shù)的技術(shù)已經(jīng)日臻完善和成熟。護理機器人可以取藥、幫病人翻身，減少護士的工作負(fù)擔(dān)?？祻?fù)機器人能協(xié)助肢體運動功能障礙的患者和腦部受傷的患者進行鍛煉，加快其康復(fù)進程。輔助機器人能幫助截肢患者恢復(fù)肢體功能。endprint

此外，應(yīng)用型機器人還可應(yīng)用于高危行業(yè)。比如消防、化學(xué)、海底等高危行業(yè)，工作環(huán)境可能有有毒氣體、高溫，會危害工作人員的健康安全，而應(yīng)用機器人則可以有效避免這些傷害。如針對消防需求設(shè)計的防水淋，防腐蝕，能夠進行火場監(jiān)測、搬移易燃易爆物品的消防機器人等；如環(huán)衛(wèi)垃圾分揀機器人，分揀率可高達(dá)93%以上，并可最大限度地代替人類在惡劣環(huán)境下工作。

三、服務(wù)機器人的發(fā)展前景

1. 服務(wù)機器人的全面化

服務(wù)機器人的產(chǎn)生發(fā)展與機械、醫(yī)學(xué)、材料、生物等學(xué)科有著緊密的關(guān)系。因此，服務(wù)機器人技術(shù)要想進一步發(fā)展，所涉及的相關(guān)學(xué)科和相關(guān)技術(shù)也要快速發(fā)展。服務(wù)機器人整體技術(shù)水平提高，就會促進整個機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和全面升級。服務(wù)機器人的發(fā)展會促進相關(guān)學(xué)科、技術(shù)、整個產(chǎn)業(yè)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等各方面的發(fā)展，這就是服務(wù)機器人的全面化。

2. 服務(wù)機器人的智能化

服務(wù)機器人技術(shù)發(fā)展方向是智能化，未來服務(wù)機器人會廣泛應(yīng)用傳感器技術(shù)、智能認(rèn)知與感知技術(shù)、新材料、復(fù)雜動力控制技術(shù)等。智能算法是智能化的核心，傳感器技術(shù)不斷發(fā)展，其精度不斷提高，不僅能高速處理傳感信息，而且還能提高智能機器人的智能化水平。同時，傳感器技術(shù)的研究范圍也在不斷擴大，包括多智能、網(wǎng)絡(luò)、虛擬、臨場等傳感技術(shù)。因此，只有突破智能認(rèn)知和感知技術(shù)，才能實現(xiàn)機器與人、環(huán)境的交互。機器視覺、超聲、激光雷達(dá)等技術(shù)的應(yīng)用，會使機器人在復(fù)雜的環(huán)境中也能獲得大量數(shù)據(jù)，結(jié)合高效能計算能力對其進行分類和歸納，獲得可靠有效的信息。新材料與傳統(tǒng)材料相比有更優(yōu)異的性能，如SMA這種新材料，其電阻和形狀會隨著溫度變化而變化，應(yīng)用到機器人中可以完成傳感和驅(qū)動功能，使機器人的活動更靈活。而未來服務(wù)型機器人應(yīng)用的范圍會日益擴大，任務(wù)需求會越來越多樣，工作環(huán)境會日益復(fù)雜多變，要求服務(wù)機器人的動態(tài)性、適應(yīng)性、負(fù)載能力都要不斷提高。傳統(tǒng)動力學(xué)難以有效、大幅度地提高機器人的負(fù)載能力，因此要深入研究復(fù)雜動力控制技術(shù)，并使其在機器人中得到廣泛應(yīng)用。

3. 服務(wù)機器人的市場化

服務(wù)機器人只有實現(xiàn)全面化和智能化，才能推動其市場化的發(fā)展。要實現(xiàn)市場化，服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)不僅要制定執(zhí)行行業(yè)規(guī)范和準(zhǔn)則，還要獲得大眾的認(rèn)可和接受，這是一個長期的過程。智慧住宅中央控制服務(wù)機器人的誕生，實現(xiàn)了服務(wù)機器人市場化與服務(wù)性、實用性、全面性的有機結(jié)合，將城市、生活、智能科技無縫鏈接。

4. 服務(wù)機器人的人性化

未來服務(wù)機器人會與人融合得更加緊密，如獨特機械控制假手臂不僅能幫助患者獲得觸覺，還能完成各種復(fù)雜動作。只要患者在大腦中想自己要做什么，就會發(fā)出信號并轉(zhuǎn)變成對控制機械手臂的指令，完成相應(yīng)工作。隨著技術(shù)的發(fā)展，人機交互功能與人臉識別等功能的逐漸完善，使人與機器人的融合程度不斷加深。同時，機器人的技術(shù)和功能日益強大，也會方便人與機器人的交流，實現(xiàn)服務(wù)機器人的人性化。

四、結(jié)束語

總之，服務(wù)機器人的應(yīng)用能減少人們的生活負(fù)擔(dān)，使人們更好地投入到工作中并享受生活。當(dāng)前，世界主要發(fā)達(dá)國家都把人工智能作為國家戰(zhàn)略，高度重視人工智能人才的培養(yǎng)，力圖在新一輪國際競爭中掌握主動權(quán)。我國必須以人工智能提升國防實力，保障和維護國家安全。同時，我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革任務(wù)非常艱巨，必須加快人工智能深度應(yīng)用，培育壯大人工智能產(chǎn)業(yè)，為我國經(jīng)濟發(fā)展注入新動能?？上攵?，服務(wù)機器人這一產(chǎn)業(yè)要想實現(xiàn)市場化，更好地發(fā)展并得到人們的認(rèn)可和接受，就需要不斷完善自身的技術(shù)，發(fā)展智能化和人機交互能力，進而為人們提供更全面、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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