服務型機器人的發(fā)展與應用探究

沈瑄

摘要：本文主要對服務型機器人的發(fā)展與應用進行了探究，介紹了服務型機器人的概述，探討了服務型機器人的發(fā)展路徑和發(fā)展方向，指出了服務型機器人能夠為人類生活提供多種服務，主要在家居、導游、巡邏、餐飲、高危、醫(yī)療等行業(yè)應用。

關鍵詞：服務型機器人;發(fā)展;應用

一、前言

服務型機器人可輔助人類完成更完美、高級的生活體驗，在未來發(fā)展過程中，將成為人類生活不可或缺的重要組成部分。服務型機器人研究領域要充分認識到服務型機器人的內(nèi)涵與特點，了解其發(fā)展歷程，把握未來發(fā)展方向，在相關技術日漸完善、相關領域不斷發(fā)展過程中促進服務型機器人朝著全面化、智能化、人性化、市場化的方向發(fā)展，并更廣泛的應用于家居行業(yè)、導游行業(yè)、餐飲行業(yè)、高危行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等，充分發(fā)揮其功能和技術優(yōu)勢。

二、服務型機器人的概述

服務型機器人屬于一種全自動或者半自動工作的機器人，其可完成對人類有益的服務工作。在服務型機器人不斷發(fā)展過程中，其服務功能已經(jīng)從單一轉(zhuǎn)向多樣化，動作表現(xiàn)和外觀都有所提升。目前我國服務型機器人主要基于互聯(lián)網(wǎng)+發(fā)展理念以及中國制造2025，逐步朝著人工智能方向發(fā)展，即以服務器為信息處理中轉(zhuǎn)站，在機器人實現(xiàn)信息發(fā)送之后，通過有效處理再向機器人傳輸已處理信息，使機器人發(fā)揮云服務、云處理功能。服務型機器人優(yōu)勢突出，其具有較強的可移動性、機械結(jié)構(gòu)實用且便捷，其還具備較強的人機交互能力和較高的智能化程度，并具備云服務能力。近年來，服務型機器人發(fā)展迅速，并已逐步和互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術深入結(jié)合，和人類越來越近。

三、服務型機器人的發(fā)展

服務型機器人已經(jīng)歷幾十年的發(fā)展歷程，在此期間，每個國家根據(jù)不同的需求有著不同的發(fā)展方向。在我國，服務型機器人雖然起步較晚，但卻受到國家和社會各界高度重視。我國在1986年就將服務型機器人納入863高科技發(fā)展規(guī)劃，隨后誕生了一系列令國人驕傲且震撼的產(chǎn)品?！懊琅畽C器人”是我國第一臺對人的肢體動作、語言交流進行高度模仿的機器人，其外形與人一致，并可按照人的指令完成對應動作，可講方言、講英語、講笑話，還可唱歌以及語音聊天。在日本，其更加關注用機器人來代替人，所以日本機器人主要發(fā)展方向是讓機器人替代人的勞動工作。歐美各國也在近年來結(jié)合自身需求積極研發(fā)服務型機器人。

在未來，服務型機器人將發(fā)展的更加全面化、智能化、人性化、市場化。首先，服務型機器人無論是誕生還是發(fā)展都和生物、材料、醫(yī)學、機械等領域密切相關，所以在機器人不斷發(fā)展過程中，其相關技術與學科也在同步發(fā)展，進而促進機器人各項技術水平提升，使機器人產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)全面升級，進一步倒逼相關學科、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)及技術等全面發(fā)展。其次，智能化是服務型機器人主要的技術發(fā)展方向，在未來發(fā)展中，其會和復雜動力控制技術、傳感器技術、新材料、智能認知以及感知技術等深度融合，并基于智能算法使機器人不斷提升智能化水平。再者，在服務型機器人逐步推進智能化以及全面化發(fā)展過程中，也會有效促進市場化發(fā)展。不過服務型機器人在市場化發(fā)展過程中要進一步完善行業(yè)準則及規(guī)范，以獲得大眾認可。最后，服務型機器人在未來發(fā)展過程中會和人更加緊密的融合，并且在技術不斷發(fā)展過程中，人臉識別以及人機交互功能等將更加完善，機器人和人之間可更方便、順暢的交流，使服務型機器人更加趨于人性化。

四、服務型機器人的應用

1、家居機器人

一方面，會應用家居機器人代替人們做家務。目前家居機器人已廣泛普及，很多家庭都開始運用機器人來代替人清潔衛(wèi)生，由家居機器人進行刷碗、洗衣、掃地拖地、收拾床鋪、做飯等。家居機器人主要有跟蹤功能、避障功能。其一，機器人可通過傳感器對家庭需要打掃的位置進行感知，同步作出反饋，而后在電機、舵機配合下做出行動應答。其二，家居機器人可以通過超聲波傳感器、紅外傳感器等傳感器監(jiān)測周邊環(huán)境，在完成數(shù)據(jù)檢測后同步實現(xiàn)存儲和記憶，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，制定最佳運動路線。

另一方面，會應用家居機器人進行環(huán)境監(jiān)測。服務型機器人可對人體的體溫、心率、血壓等生理參數(shù)進行檢測，實時監(jiān)控人體健康情況，同時可有效檢測室內(nèi)空間的濕度與溫度，還可對甲醛等毒性氣體或者煙霧進行檢測，以維護室內(nèi)安全。此外，家居機器人工作期間可結(jié)合某一時間段數(shù)據(jù)的改變自動化的形成參數(shù)波形，以更直觀的了解某項參數(shù)變化情況，若發(fā)現(xiàn)某項氣體含量或者參數(shù)高于安全范圍或標準范圍，會及時利用GMS向人們發(fā)送報警信息，以及時處理。家居機器人和人體身心健康密切相關，室內(nèi)機器人融合了健康檢測、安裝報警等功能，使其功能更加豐富，進一步提升了服務水平，擁有廣闊發(fā)展空間。

2、迎賓機器人

目前一些酒店或者校園已開始用迎賓機器人做導游，在有外來人員訪問時，可對訪客實現(xiàn)人臉識別，同步存儲訪客信息，以留備用。迎賓機器人還具備和訪客語音對話的功能，以更直接、方便的幫助訪客解決問題，或為其指引路徑。迎賓機器人能夠自由行走，在訪客需要時為其準確引路。迎賓機器人不僅應用了傳統(tǒng)傳感器，還引入先進傳感器，使機器人具備聲覺、視覺、觸覺等感覺，機器人在工作中可基于相關感覺自主定位，比如其可按照路標定位，這一功能的實現(xiàn)主要是通過紅外傳感器自動化的檢測預先設置的信標。設計中經(jīng)傳感器合理處理光線，能使迎賓機器人無論是白天還是晚上均可正常工作，不過定位精度需要進一步提升。迎賓機器人還有避障功能，此功能的實現(xiàn)主要依賴于紅外以及超聲波模塊，通過超聲波模塊可進行遠距離檢測，在近距離檢測中主要使用紅外模塊。在不同場所應用的迎賓機器人，其對于避障功能的處理有著不一樣的方式，比如一些迎賓機器人當中會均勻的布設十幾個紅外和超聲，以實現(xiàn)360度的檢測，由此提升避障性能。

3、巡邏型機器人

此類機器人主要發(fā)揮巡邏維護功能，就如同保安一般，但人的精力相對有限，容易受到多項因素影響出現(xiàn)精神松懈情況，從而影響巡邏維護效果，一旦遇到緊急情況也無法有效的保護周邊的人與環(huán)境，甚至會威脅自身安全。在此背景下，可引入巡邏型機器人，為其提供充足動力，合理設置工作程序，其能夠永不停歇、高度集中的開展巡邏工作，以保障巡邏效果和質(zhì)量。和保安相比，巡邏型機器人除了可保障安保效果，還有助于提升工作效率，并且所投入的技術、動力等成本比人力成本更低。比如火車站就可引入巡邏型機器人，以發(fā)揮安保功能，并和安保人員共同配合進行巡邏和安檢工作。

4、應用型機器人

此類機器人主要是先預設固定程序，之后按照程序設定完成一系列工作任務，目前在餐飲、工廠等領域廣泛應用。比如在工廠中引入機器人，和人工相比，可有效降低失誤率，提升工作效率。在餐飲行業(yè)應用的服務型機器人包括送餐機器人、廚房機器人等，其中送餐機器人可按照既定軌跡，通過避障功能以及視覺分析順利送餐;廚房機器人主要通過智能處理技術以及視覺分析完成一些相對簡單的烹飪?nèi)蝿?。同時，應用型機器人可應用在海底、化學、消防等高危行業(yè)，相應行業(yè)的工作環(huán)境比較惡劣，如存在高溫、有毒氣體等負面因素，會對工作人員身心健康和人身安全造成威脅，而引入應用型機器人，就可規(guī)避此類傷害。比如面向消防領域設計的消防機器人，其不僅防腐蝕，防水淋，還具備火場監(jiān)測功能，并能對易燃易爆品進行搬運。又比如環(huán)衛(wèi)垃圾分揀機器人，可代替人們在相對惡劣的工作環(huán)境中分揀垃圾，其分揀率可超過93%。

5、醫(yī)療型機器人

醫(yī)療型機器人目前在醫(yī)療領域也有廣泛應用，此類機器人不同于常規(guī)的醫(yī)療臨床機器人，其在醫(yī)療領域發(fā)揮的主要功能是促進患者恢復、協(xié)助保養(yǎng)等。醫(yī)療型機器人具有非常高的安全性能，以病人為主要服務對象，要求機器與人能夠高度協(xié)調(diào)。其所服務的對象可能有著不同程度或者不同方面的運動功能障礙，如肌肉控制力欠缺、關節(jié)僵硬等，由此使患者身體協(xié)調(diào)性下降，并影響其活動范圍。所以，醫(yī)療型機器人在設計環(huán)節(jié)就非常關注基于患者情況展開結(jié)構(gòu)設計，在保證結(jié)構(gòu)強度基礎上優(yōu)選輕質(zhì)材料，確?；颊呤褂眠^程更加安全。比如在康復領域應用的醫(yī)療型機器人，其可經(jīng)腳踏機構(gòu)和患者患肢相互連接，不僅連接穩(wěn)定，維護患者安全，還可使患者在利用此類機器人進行康復訓練過程中有更高的舒適感。機器人和患者相互連接的腳踏機構(gòu)主要包括腳踏軸、導軌滑塊等，使用中以橢圓形軌跡運動?；颊咄ㄟ^機器人展開下肢康復訓練，由捆綁裝置固定人體腳背以及小腿部位，人體下肢和機器人相接觸的位置主要選用緩沖材料，以提升使用舒適性。此外，力傳感器裝設于腳踏板上方，由此可對患者整個康復訓練過程進行實時監(jiān)測，并可及時傳遞訓練結(jié)果。

五、結(jié)束語

廣泛應用服務型機器人，可幫助人們減輕生活負擔，使其有更多的時間和精力開展工作，享受生活。在我國經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)背景下，各界都面臨著艱巨的供給側(cè)改革任務，急需更廣泛、深度的應用人工智能，促進人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并在此基礎上推進國家經(jīng)濟發(fā)展。服務型機器人要實現(xiàn)全面化、人性化、市場化以及智能化發(fā)展，需要持續(xù)完善相關技術，著重發(fā)展人機交互以及智能化等功能，以獲得人們的認可，不斷提升服務水平。

參考文獻

[1]孫艷茹，逄崇雁，周明佳.基于人工智能與5G技術的服務機器人應用[J].科學技術創(chuàng)新，2020（27）：83-84.

[2]劉雪楠.人性化設計在服務機器人場景應用中的發(fā)展趨勢[J].機器人產(chǎn)業(yè)，2019（05）：45-50.