CDD洗發(fā)機器人研究

錢昆 駱詩婕 李澤玥

摘要：隨著社會水平的提高，人們不再局限于滿足自身的物質(zhì)需求，很多家庭都訴求提高生活品質(zhì)。近幾年來，人工智能的發(fā)展趨勢日新月異，很多人工智能Al產(chǎn)品都進入人們的家庭生活中，智能化的家居生活也是未來的發(fā)展趨勢，這些智能機器人改變了人們傳統(tǒng)的方式，其中CDD洗發(fā)機器人就顛覆了人們傳統(tǒng)的洗發(fā)方式，它涉及洗發(fā)，按摩而且應用仿生學等學科，使機器人無障礙融入體驗者，它是一臺多功能化，多智能化的完整機器人。

關(guān)鍵詞：洗發(fā)機器人；服務型機器；機械手；探索

—、CDD洗發(fā)機器人的發(fā)展和構(gòu)成

1、目前日本已經(jīng)研發(fā)了一款可以為人們洗頭并進行頭部按摩的洗頭機器人，該機身兩側(cè)各有一直機器手臂，每只手臂有8根手指，機體部分設(shè)置有一個頭盔裝置，只要被護理者面部朝上把頭伸進去，安裝在頭盔里的傳感器就會開始對人的頭部進行掃描，并且把掃描得到的數(shù)據(jù)輸入機器人內(nèi)置的計算機中，根據(jù)數(shù)據(jù)，樹脂制的手指以合適的力度對人的頭部進行重復的揉，壓，捏，搓，洗等，整個過程大約3-8分鐘，這是目前已經(jīng)研發(fā)的洗發(fā)機器人，而CDD洗發(fā)機器人是多功能化和多智能化的完整機器人，涉及洗發(fā)和按摩，它包括按摩手，連接座，連接桿，控制裝置，連接一端與按摩手固定連接，另一端與連接座固定；所訴的智能控制系統(tǒng)與報警器，顯示屏和GPRS無線通訊模塊相連，可在手不方便的時候自行洗頭，按摩，方便生活，實現(xiàn)較高的自動化控制；指形結(jié)構(gòu)的振動實現(xiàn)其按摩功能，軟橡膠不超3毫米，通過轉(zhuǎn)盤帶動軟橡膠與頭皮接觸，反復揉洗達到清洗目的，同時起絕緣的作用；紅外傳感器可起到開關(guān)的作用，紅外傳感未探測出障礙物時，噴頭不響應，節(jié)約用水；通過智能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)自動報警，控制進水管，控制洗發(fā)液的流量。

2、該CDD洗發(fā)機器人用與人體體感接進的材料做成機械手模仿人在洗頭時的種種動作，使體驗者不會有陌生的不適感；采用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計方案，使過程更流暢，增加與人體的貼合度；采用懸空機械手設(shè)計，不僅可以滿足不同人群尺寸的需求，又可以增加貼合度使體驗者更加舒適；應用仿生學等學科，使機器人無障礙融入體驗者。CDD洗發(fā)機器人運用了機械原理，機械設(shè)計，理論力學，材料力學，工程熱力學等基礎(chǔ)理論學科。

二、目前人們對服務型機器人的認識

1、目前服務性機器人正處于早期階段，CDD洗發(fā)機器人就屬于服務性機器人，國際機器人聯(lián)合會對服務機器人的定義是：服務機器人是一種半自主式全自主工作的機器人，它從事的服務可以使人類生存的更好，使制造業(yè)以外的設(shè)備更好地工作。德國生產(chǎn)技術(shù)與自動化研究所對服務機器人所下的定義是：服務機器人是一種可以自由編程的移動設(shè)備，它至少應有三個運動軸，可以部分式全自動地完成服務工作。這里的服務工作不是只為工業(yè)生產(chǎn)而從事的服務活動，而是為人和單位完成的服務工作。服務型機器人是為人類服務的特種機器人，主要從事家庭服務，維護，保養(yǎng)，修理，運輸，清洗，監(jiān)護等工作。

2、隨著傳感和控制技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)以及材料技術(shù)的進步，在服務行業(yè)實現(xiàn)運輸、操作及加工自動化已具備了必要的條件，服務機器人開辟了機器人應用的新領(lǐng)域。專家們預測，服務機器人的數(shù)量將會超過工業(yè)機器人。目前世界各國正在努力開發(fā)應用于各自領(lǐng)域的服務機器人，公共事業(yè)及環(huán)保機器人、物體及表面清洗用機器人、在難以接近的地方進行維護檢查機器人、安保及送信用移動機器人等服務機器人不斷出現(xiàn)。

3、服務機器人在某些情況下可以有一個移動平臺構(gòu)成，上面裝一只或數(shù)只手臂。服務機器人的控制方式與工業(yè)機器人手臂的控制方式相同。對服務機器人評價的內(nèi)容包括：能否完成人所不能完成的任務；它的使用是否有意義或?qū)θ擞兴鶐椭?；能否改善人的生活質(zhì)量，并完成繁重的家務勞動等。

4、目前，人類對智能機器人的研發(fā)還處于初級階段。總體來說，智能機器人研發(fā)的核心問題有兩個。第一，從與人的關(guān)系上來說，提高智能機器人的主觀認知能力是核心所在。而解決這一問題，就需要科學家為智能機器人設(shè)計出一個更加完善和友好的人機界面，這樣有助于人與智能機器人的互動交流。當人們對機器人發(fā)出指令后，它們能夠自主運算出解決方案，自行執(zhí)行相關(guān)步驟，并自動完成目標任務。第二，從與外界環(huán)境的關(guān)系上說，提高智能機器人的適應性是重心所在。要想讓智能機器人擁有更強的環(huán)境適應性，科學家們就需要加強對智能機器人的訓練，引導智能機器人去自主學習，并且促進智能機器人與環(huán)境的信息交流。

5、智能機器人的發(fā)展將在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的支持下，不斷加入更多的先進技術(shù)，如大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、多傳感器信息融合技術(shù)、深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。除了先進的技術(shù)，智能機器人還將融合多種理論和算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊邏輯算法、概率論推理算法、免疫算法、蟻群算法以及蒙特卡洛樹搜索算法等。充分利用這些先進技術(shù)和科學理論打算，人工智能將引領(lǐng)人類社會第四次科技革命。

三、機械手組成和軟橡膠

機械手的夾持對象是矩形焊縫檢測儀，所以設(shè)計的機械手手爪應適合夾持矩形且夾持可靠。應用Solidworks軟件對機械手的所有的零件建完模型后，再在Solidworks的裝配環(huán)境下進行裝配，最終完成洗發(fā)機器人的機械手的完整模型的裝置，再在機械手上套上軟橡膠這樣能防止絕緣。

四、未來展望

用智能化的設(shè)備，模仿人體的結(jié)構(gòu)機能，既節(jié)省了人力又增加了個人空間的體驗感的升級。智能化家居生活是未來的發(fā)展趨勢，將來還可以將本洗發(fā)機器人接入家庭物聯(lián)網(wǎng)之中，在萬物互聯(lián)的時代，必定可以大有作為。有了機器人，理發(fā)店將不再需要洗頭工，相比人工，能夠數(shù)十倍的提高操作效率，并節(jié)約成本80%以上。制作材料價格適度，適用于家庭式安裝，用在敬老院等需要護理的地方。制造的材料使人有人體的舒適感，具有一定的商業(yè)價值。能應用在多個領(lǐng)域，安全性能高。開發(fā)空間大，利潤可觀。在未來領(lǐng)域中占有一定優(yōu)勢。專業(yè)性能高，能給人帶來全新體驗。未來美發(fā)行業(yè)在擁有智能洗頭機器人以后可能就不需要人力資源的管理，會節(jié)省一部分勞動力，在未來領(lǐng)域中有一定的優(yōu)勢。隨著高科技的發(fā)展，該智能機器人會出現(xiàn)在家家戶戶，它的新穎也會讓更多的人去體驗并且青睞于它。在智能化時代，有老人孩子的家庭在未來可以減少動手帶來的不利?；谖锫?lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們智能化的洗發(fā)機器人可以更加貼合人們的生活。

五、結(jié)語

隨著智能化時代的到來，機器人已經(jīng)更多的參與到了我們的日常生活中，CDD洗發(fā)機器人必然會發(fā)展的更好，它的獨一無二讓它有了獨特的魅力，讓更多的愛美的女孩更想去體驗它，讓我們一起去把它更好的完善出來，讓智能化發(fā)展的更好。

參考文獻

[1]韋康博著 人民郵電出版社 書名：智能機器人 2019.2

[2]莫遠照 服務型機器人的發(fā)展與應用新趨勢（J）電子技術(shù)與軟件工程 2017（06）：112-113

[3]日本松下研發(fā)出新款洗發(fā)機器人（J）機器人技術(shù)與應用，2011（05）：46

作者簡介：：錢昆，1993年9月4日，女，云南省曲靖市，：北華航天工業(yè)學院。

駱詩婕，1998年10月13日，女，浙江省義務市，：北華航天工業(yè)學院。

李澤玥，2000年10月30日，女，河北省保定市，北華航天工業(yè)學院。

基金項目：本文系北華航天工業(yè)學院2018年度大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目 項目編號：201811269005

（作者單位：北華航天工業(yè)學院）