劉士暄

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

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

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

2017年5月的中國(guó)烏鎮(zhèn)圍棋峰會(huì)上，人工智能“阿爾法”與排名世界第一的圍棋冠軍柯潔對(duì)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(guò)人類(lèi)職業(yè)圍棋頂尖水平。阿爾法的獲勝，說(shuō)明人工智能在一些方面已經(jīng)超越了人類(lèi)，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(lái)人工智能會(huì)不會(huì)取代人類(lèi)的位置，真像科幻小說(shuō)里說(shuō)的那樣——未來(lái)不需要人類(lèi)？而作為人工智能的一部分的服務(wù)機(jī)器人，會(huì)不會(huì)在將來(lái)?yè)碛腥祟?lèi)的能力和感情，進(jìn)而將人類(lèi)取而代之？答案是：不會(huì)。服務(wù)機(jī)器人只能作為人類(lèi)生活必不可少的一部分，輔助人類(lèi)去實(shí)現(xiàn)和完成更高級(jí)、更完美的生活體驗(yàn)。

智能機(jī)器人一般都應(yīng)具備三個(gè)要素：感覺(jué)要素、運(yùn)動(dòng)要素和思考要素，想要讓機(jī)器人具備這三種要素，就需要有人工智能的加持。而智能機(jī)器人的提升和發(fā)展，也同時(shí)要求人工智能的不斷提高和進(jìn)步。在人工智能的支持下，智能機(jī)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(jī)器人、機(jī)器人管家已經(jīng)開(kāi)始走進(jìn)人們的生活。服務(wù)機(jī)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(huì)涉及包括醫(yī)療、自動(dòng)駕駛、自動(dòng)交通等領(lǐng)域。總之，隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人在人們的生活中會(huì)越來(lái)越常見(jiàn)，用途也會(huì)越來(lái)越廣泛。

一、服務(wù)機(jī)器人概述

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

有著“機(jī)器人之父”美譽(yù)的恩格爾伯格于1985年開(kāi)始研制、1990年投入市場(chǎng)、目前已在世界各地的幾十家醫(yī)院使用的“護(hù)士助手”機(jī)器人，被認(rèn)為是世界上第一個(gè)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)技術(shù)的不斷發(fā)展，服務(wù)機(jī)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(jī)器人具有可移動(dòng)性強(qiáng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)用便利、人機(jī)交互能力強(qiáng)、智能化程度高、具有云服務(wù)能力等特點(diǎn)?？梢苿?dòng)性強(qiáng)是指機(jī)器人為了完成各種服務(wù)工作，會(huì)改變自身的機(jī)械結(jié)構(gòu)和各電動(dòng)機(jī)的參數(shù)型號(hào)，達(dá)到動(dòng)作靈活。機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)用便利是指機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)有柔性設(shè)計(jì)，使它們既能完成工作，又能使非技術(shù)人員在操作機(jī)器人時(shí)避免傷害。人機(jī)交互能力強(qiáng)是指機(jī)器人有很多的傳感器和人機(jī)交互界面，不僅能收集信息，還能提高自身的人機(jī)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(jué)和口令導(dǎo)航功能，并能與人進(jìn)行語(yǔ)音交互的機(jī)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(jī)器人中的應(yīng)用，使它能處理復(fù)雜問(wèn)題、情況，不斷提高智能化水平。云服務(wù)能力使機(jī)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(shí)現(xiàn)了“瘦身”的目的。服務(wù)機(jī)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(jī)交互能力會(huì)不斷提高，能給用戶(hù)帶來(lái)更好的體驗(yàn)。

二、服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用范圍

1. 保姆型機(jī)器人

當(dāng)今世界人口老齡化問(wèn)題日益嚴(yán)重，未來(lái)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(dòng)，這會(huì)耗費(fèi)他們很多的時(shí)間和精力，給他們帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)。因此，未來(lái)會(huì)有保姆型機(jī)器人，幫助人們照顧老人、料理家務(wù)。保姆型機(jī)器人是覆蓋面最廣、最常見(jiàn)，人們最熟悉的一類(lèi)機(jī)器人?？苹秒娪啊对τX(jué)醒》中，有個(gè)可愛(ài)的BB-8球形機(jī)器人，就是典型的保姆型機(jī)器人。現(xiàn)實(shí)生活中，這類(lèi)機(jī)器人在日常生活中服務(wù)于他人，具有很強(qiáng)的實(shí)用性能，如智能型吸塵器。據(jù)資料顯示：在英國(guó)，老年人的醫(yī)護(hù)費(fèi)用占全國(guó)醫(yī)療總預(yù)算的70%，老年人實(shí)現(xiàn)居家養(yǎng)老，護(hù)理是最大的障礙。由英國(guó)20所大學(xué)聯(lián)合推動(dòng)的一個(gè)服務(wù)機(jī)器人項(xiàng)目，就是要幫助人穿衣服和脫衣服，也就是智能穿戴機(jī)器人，可以幫助解決這個(gè)問(wèn)題。

當(dāng)前的保姆型機(jī)器人還處于初級(jí)階段，它的外形和舉動(dòng)并不是模仿真人的，功能也比較單一。未來(lái)保姆型機(jī)器人發(fā)展到高級(jí)階段，就會(huì)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(hù)家人的身體健康，甚至對(duì)兒童進(jìn)行早教等。

2. 治安型機(jī)器人

治安型機(jī)器人相當(dāng)于保安，具有維護(hù)治安的功能。人的精力是有限的，一旦精神出現(xiàn)松懈，就會(huì)降低維護(hù)治安的效果。如果這時(shí)遇到危險(xiǎn)情況，不僅不能保護(hù)周邊環(huán)境和人，還會(huì)危害到自身安全。治安型機(jī)器人只要有足夠的動(dòng)力供應(yīng)，設(shè)定好工作程序，就會(huì)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(jī)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(dòng)力、技術(shù)等當(dāng)面的花費(fèi)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人力成本，可以節(jié)約成本。如針對(duì)火車(chē)站安保的機(jī)器人，可以配合安保人員隨時(shí)巡邏，隨機(jī)安檢。

3. 應(yīng)用型機(jī)器人

應(yīng)用型機(jī)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(jī)器人與人工相比失誤少，工作效率高。餐飲行業(yè)中的機(jī)器人可以分為廚房和送餐機(jī)器人，廚房機(jī)器人依靠視覺(jué)分析和智能處理技術(shù)，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的烹飪。送餐機(jī)器人通過(guò)既定的軌跡、視覺(jué)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(jī)器人有手術(shù)機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人和輔助機(jī)器人。手術(shù)機(jī)器人能幫助醫(yī)生的手術(shù)實(shí)現(xiàn)精確、微創(chuàng)的目的，并且利用機(jī)器人進(jìn)行外科手術(shù)的技術(shù)已經(jīng)日臻完善和成熟。護(hù)理機(jī)器人可以取藥、幫病人翻身，減少護(hù)士的工作負(fù)擔(dān)?？祻?fù)機(jī)器人能協(xié)助肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者和腦部受傷的患者進(jìn)行鍛煉，加快其康復(fù)進(jìn)程。輔助機(jī)器人能幫助截肢患者恢復(fù)肢體功能。endprint

此外，應(yīng)用型機(jī)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(huì)危害工作人員的健康安全，而應(yīng)用機(jī)器人則可以有效避免這些傷害。如針對(duì)消防需求設(shè)計(jì)的防水淋，防腐蝕，能夠進(jìn)行火場(chǎng)監(jiān)測(cè)、搬移易燃易爆物品的消防機(jī)器人等；如環(huán)衛(wèi)垃圾分揀機(jī)器人，分揀率可高達(dá)93%以上，并可最大限度地代替人類(lèi)在惡劣環(huán)境下工作。

三、服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展前景

1. 服務(wù)機(jī)器人的全面化

服務(wù)機(jī)器人的產(chǎn)生發(fā)展與機(jī)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(jī)器人技術(shù)要想進(jìn)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(jī)器人整體技術(shù)水平提高，就會(huì)促進(jìn)整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和全面升級(jí)。服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展會(huì)促進(jìn)相關(guān)學(xué)科、技術(shù)、整個(gè)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(jī)器人的全面化。

2. 服務(wù)機(jī)器人的智能化

服務(wù)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展方向是智能化，未來(lái)服務(wù)機(jī)器人會(huì)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(dòng)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(jī)器人的智能化水平。同時(shí)，傳感器技術(shù)的研究范圍也在不斷擴(kuò)大，包括多智能、網(wǎng)絡(luò)、虛擬、臨場(chǎng)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(shí)現(xiàn)機(jī)器與人、環(huán)境的交互。機(jī)器視覺(jué)、超聲、激光雷達(dá)等技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)使機(jī)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(jì)算能力對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)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(huì)隨著溫度變化而變化，應(yīng)用到機(jī)器人中可以完成傳感和驅(qū)動(dòng)功能，使機(jī)器人的活動(dòng)更靈活。而未來(lái)服務(wù)型機(jī)器人應(yīng)用的范圍會(huì)日益擴(kuò)大，任務(wù)需求會(huì)越來(lái)越多樣，工作環(huán)境會(huì)日益復(fù)雜多變，要求服務(wù)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性、適應(yīng)性、負(fù)載能力都要不斷提高。傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)難以有效、大幅度地提高機(jī)器人的負(fù)載能力，因此要深入研究復(fù)雜動(dòng)力控制技術(shù)，并使其在機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用。

3. 服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)化

服務(wù)機(jī)器人只有實(shí)現(xiàn)全面化和智能化，才能推動(dòng)其市場(chǎng)化的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，服務(wù)機(jī)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(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。智慧住宅中央控制服務(wù)機(jī)器人的誕生，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)化與服務(wù)性、實(shí)用性、全面性的有機(jī)結(jié)合，將城市、生活、智能科技無(wú)縫鏈接。

4. 服務(wù)機(jī)器人的人性化

未來(lái)服務(wù)機(jī)器人會(huì)與人融合得更加緊密，如獨(dú)特機(jī)械控制假手臂不僅能幫助患者獲得觸覺(jué)，還能完成各種復(fù)雜動(dòng)作。只要患者在大腦中想自己要做什么，就會(huì)發(fā)出信號(hào)并轉(zhuǎn)變成對(duì)控制機(jī)械手臂的指令，完成相應(yīng)工作。隨著技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)交互功能與人臉識(shí)別等功能的逐漸完善，使人與機(jī)器人的融合程度不斷加深。同時(shí)，機(jī)器人的技術(shù)和功能日益強(qiáng)大，也會(huì)方便人與機(jī)器人的交流，實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人的人性化。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，服務(wù)機(jī)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(guó)家都把人工智能作為國(guó)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(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中掌握主動(dòng)權(quán)。我國(guó)必須以人工智能提升國(guó)防實(shí)力，保障和維護(hù)國(guó)家安全。同時(shí)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新動(dòng)能。可想而知，服務(wù)機(jī)器人這一產(chǎn)業(yè)要想實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)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(jī)交互能力，進(jìn)而為人們提供更全面、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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