服務(wù)機(jī)器人發(fā)展概況

范春梅

摘 要：服務(wù)機(jī)器人是用于個(gè)人、家庭或者專業(yè)服務(wù)領(lǐng)域的，旨在服務(wù)于人類的各種智能化機(jī)器人。因人工智能和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，越來(lái)越多的體現(xiàn)在生活以及服務(wù)行業(yè)的方方面面中。本文主要討論了國(guó)內(nèi)外服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展概況，并說(shuō)明其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：服務(wù)機(jī)器人;發(fā)展

1 服務(wù)機(jī)器人的概念

服務(wù)機(jī)器人沒(méi)有明確的定義，國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）指出，服務(wù)機(jī)器人是指通過(guò)半自主或完全自主運(yùn)作，為人類健康或設(shè)備良好狀態(tài)提供有幫助的服務(wù)，但不包含工業(yè)性操作[1]。如何將其區(qū)別于工業(yè)機(jī)器人一直都是很有爭(zhēng)議的話題，因?yàn)閮烧咧g的規(guī)劃與設(shè)計(jì)非常類似。服務(wù)機(jī)器人主要提供清潔清洗，保養(yǎng)護(hù)理，看家護(hù)院，休閑娛樂(lè)等服務(wù)，所以任務(wù)要求，應(yīng)用領(lǐng)域，工作環(huán)境等不同是服務(wù)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人之間的本質(zhì)區(qū)別。

2 國(guó)外服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展概況

當(dāng)今人們?cè)絹?lái)越注重高效、優(yōu)質(zhì)的生活，所以，越來(lái)越多的國(guó)家加入到服務(wù)機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)中，在近50個(gè)機(jī)器人制造國(guó)中，有25個(gè)國(guó)家參與其中。服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，從家用機(jī)器人到專業(yè)服務(wù)機(jī)器人，共包括了13個(gè)類型的服務(wù)機(jī)器人，從銷量看，全球服務(wù)機(jī)器人2016年銷售額為89.1億美元，2017年為108.2億美元，2018年達(dá)到127.9億美元，呈現(xiàn)平穩(wěn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。而帶領(lǐng)服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的領(lǐng)頭羊有日本、美國(guó)、德國(guó)以及法國(guó)。

2.1 日本服務(wù)機(jī)器人

眾所周知，日本動(dòng)漫的制作與發(fā)展向來(lái)是赫赫有名，所以在日本推廣機(jī)器人，從民眾到政府，都自然而然。服務(wù)機(jī)器人起步早，在90年代末索尼就推出了研發(fā)比較成熟的機(jī)器狗，將機(jī)器人作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的日本，從2006年到2010年，為了支持服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展，每年投入1千萬(wàn)美元研發(fā)新技術(shù)。近年來(lái)，日本步入老齡化社會(huì)，服務(wù)機(jī)器人更是解決勞動(dòng)力，低生出率的不二之選，老年護(hù)理，病人照顧等家庭服務(wù)機(jī)器人需求日益淅增，在2013年財(cái)政撥款23.9億日元，2015年撥款50億日元大力扶持服務(wù)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)，預(yù)計(jì)到2020年，追加至1.2萬(wàn)億日元。其代表的服務(wù)機(jī)器人有醫(yī)用可穿著行走的椅子archelis，豐田的康復(fù)訓(xùn)練輔助機(jī)器人，松下的起立步行輔助機(jī)器人，喚醒癡呆患者的海豹型機(jī)器人paro等。

2.2 美國(guó)服務(wù)機(jī)器人

美國(guó)不僅是機(jī)器人之父，其技術(shù)水平在全球一直遙遙領(lǐng)先。美國(guó)最典型的服務(wù)機(jī)器人企業(yè)是iRobot，IntuitiveSurgical和波士頓動(dòng)力公司。其中，iRobot的研究起源于軍事機(jī)器人，2002年開(kāi)始進(jìn)軍家庭服務(wù)機(jī)器人。iRobot在研究軍事機(jī)器人期間已經(jīng)有一定的技術(shù)積累，所以開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品對(duì)于iRobot來(lái)說(shuō)并沒(méi)有太大的阻礙，第一個(gè)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品Roomba在家庭使用中大獲好評(píng)，這為iRobot開(kāi)辟新的里程碑奠定良好的基礎(chǔ)，并陸續(xù)研發(fā)出掃地、擦地、擦窗、泳池清潔、水槽清潔等功能的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)29年的發(fā)展，全球累計(jì)售出超過(guò)2500萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人。

2.3 德國(guó)服務(wù)機(jī)器人

德國(guó)向來(lái)以專注嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度工作，其研發(fā)的服務(wù)機(jī)器人位于全球的領(lǐng)先水平。具有代表性的服務(wù)機(jī)器人企業(yè)有：德國(guó)宇航中心、德國(guó)機(jī)器人技術(shù)商業(yè)集團(tuán)、德國(guó)KUKARoboterGmbh公司等。在2018年博覽會(huì)中，就展示了德國(guó)超實(shí)力的服務(wù)機(jī)器人：動(dòng)物機(jī)器人ANYmal，可安裝各種各樣的傳感器，具備模塊化設(shè)計(jì)，可通過(guò)各種傳感器進(jìn)行升級(jí)，可以在不同的工作任務(wù)中完美地執(zhí)行命令;機(jī)器人園丁Catch，它帶有一只非常特殊的仿生抓手，像人手一樣能夠精準(zhǔn)巧妙地將蔬果和其他植物相分離;老年護(hù)理機(jī)器人CLARC，可累，不僅可以評(píng)估老年疾病，還可以對(duì)潛在的疾病進(jìn)行預(yù)判;用于上肢神經(jīng)肌肉康復(fù)的機(jī)器人LINarm++，它結(jié)合了虛擬現(xiàn)實(shí)和電刺激來(lái)指導(dǎo)病人在受傷后進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練;飛行農(nóng)用機(jī)器人Saga，利用先進(jìn)的機(jī)器視覺(jué)幫助農(nóng)民識(shí)別和定位雜草，以達(dá)到精準(zhǔn)除草的目的。

2.4 法國(guó)服務(wù)機(jī)器人

法國(guó)的服務(wù)機(jī)器人不僅在數(shù)量上有著全球前列的優(yōu)勢(shì)，在質(zhì)量上也同樣有著很高的水準(zhǔn)。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，法國(guó)政府就比較重視機(jī)器人研究，也在同時(shí)期研發(fā)了第一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人，盡管20世紀(jì)末大部分機(jī)器人企業(yè)被其它國(guó)家收購(gòu)，因此經(jīng)歷了一段時(shí)間的下坡路，但在21世紀(jì)初，很快又被重新重視獲得快速發(fā)展，產(chǎn)生了如薩基姆、泰雷茲、達(dá)索、ECA等服務(wù)機(jī)器人制造商。類人機(jī)器人NAO，它的技術(shù)開(kāi)放給所有的高校及實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究，目前高達(dá)兩百所頂尖高校使用NAO，其中包括中國(guó)的同濟(jì)大學(xué)和浙江大學(xué)。它可用于多個(gè)領(lǐng)域的研究中，如機(jī)器人研究，人工智能，計(jì)算機(jī)科學(xué)，醫(yī)療保健等。新一代的NAO—NAO Evolution有著更全面更強(qiáng)大的操作系統(tǒng)。

3 中國(guó)服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展概況

我國(guó)服務(wù)機(jī)器人的起步較日本，歐美等國(guó)家要晚，所以與發(fā)達(dá)國(guó)家還是有比較大的差距。由于社會(huì)環(huán)境的剛性需求，國(guó)家的不斷重視，國(guó)家出臺(tái)一系列的政策，將服務(wù)機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，大力推動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的研發(fā)。目前我國(guó)機(jī)器人的主要零部件還沒(méi)有形成國(guó)產(chǎn)化，這就造成了減速器，控制器以及伺服電機(jī)價(jià)格明顯高于國(guó)外產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)多方努力，國(guó)產(chǎn)控制器在國(guó)內(nèi)逐步提高使用率，自主研發(fā)智能控制和應(yīng)用系統(tǒng)的水平在穩(wěn)步提升，自主設(shè)計(jì)制造工藝的能力也在不斷地進(jìn)步。為了加速服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，分別在長(zhǎng)三角、珠三角和京津冀地區(qū)創(chuàng)建服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，應(yīng)用領(lǐng)域在家庭、教育、醫(yī)療、安保、娛樂(lè)烹飪等范圍全面打開(kāi)。如今的智能化相關(guān)技術(shù)可比肩國(guó)際領(lǐng)先水平，人工智能方面的技術(shù)也不斷取得新突破，創(chuàng)新產(chǎn)品層出不窮，專利申請(qǐng)數(shù)量可媲美美國(guó)，尤其在智能語(yǔ)音以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面，一批批的創(chuàng)新型創(chuàng)業(yè)型企業(yè)不斷涌現(xiàn)。而中國(guó)的第一條智能化高鐵--京張高鐵，將云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)集于一身，時(shí)速達(dá)到350公里/小時(shí)，預(yù)計(jì)2019年年底開(kāi)通。

4 服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展方向[2]

隨著生活節(jié)奏的加快，工作壓力的增加，老齡化現(xiàn)象的加重，年輕勞動(dòng)力的需求，社會(huì)保障的提高，家庭服務(wù)的渴望，信息的高速發(fā)展等，家庭化和智能化是服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展方向。而產(chǎn)業(yè)化能夠提供資金和技術(shù)的支持，能夠推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新，保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以產(chǎn)業(yè)化也是服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]未來(lái)服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展前景芻論[J].劉士暄. 成才之路. 2018（03）

[2]淺談服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].王玉山，王偉，李仲陽(yáng)，李超藝，李昕達(dá)，褚凌慧，宋家洛，吳海超.? 機(jī)電工程技術(shù). 2017（02）