探索服務(wù)機器人 在冬奧會中的應(yīng)用價值

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進入2020年，北京冬奧會的腳步又向前邁進了一步，世界的目光將會再一次聚焦中國，中國也將以開放、包容的姿態(tài)迎接四海賓朋，以競技體育為依托，密切國與國之間的友好交流。為保障北京冬奧會順利舉辦，各項籌備工作都在有條不紊地推進。與此同時，一群機器人也在“摩拳擦掌”，渴望抓住這難得的機會大顯身手。

2019年9月24日，由北京市科學(xué)技術(shù)委員會、北京市經(jīng)濟和信息化局、中關(guān)村科技園區(qū)管理委員會、北京市海淀區(qū)人民政府主辦，工業(yè)和信息化部計算機與微電子發(fā)展研究中心（中國軟件評測中心）、國家機器人質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（北京）、國家應(yīng)用軟件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心承辦的2019年北京冬奧服務(wù)型機器人創(chuàng)新產(chǎn)品測評比選大賽（以下簡稱機器人測評比選大賽）正式啟動。本次大賽在全市范圍內(nèi)征集有較高技術(shù)水準(zhǔn)、有完整落地解決方案、有較好示范作用的優(yōu)秀產(chǎn)品，并為入選的獲獎單位提供資金支持和應(yīng)用示范推廣等服務(wù)，為冬奧會挖掘服務(wù)型機器人應(yīng)用的新模式，培育北京市服務(wù)型機器人的產(chǎn)業(yè)新生態(tài)。

機器人測評比選大賽啟動儀式上，工業(yè)和信息化部計算機與微電子發(fā)展研究中心（中國軟件評測中心）機器人與智能裝備測評工程技術(shù)中心主任鞏瀟，發(fā)布了《關(guān)于舉辦2019年北京冬奧服務(wù)型機器人創(chuàng)新產(chǎn)品測評比選大賽的通知》。本次大賽設(shè)置了九大應(yīng)用場景，對應(yīng)九個參賽小組，分別是公寓入住、頒獎、移動售貨、社區(qū)配送、點菜送餐、客房服務(wù)、器械運送、導(dǎo)覽翻譯和安防巡檢。大賽堅持公平、公開、公正的原則，針對九類應(yīng)用場景，對產(chǎn)品質(zhì)量特性進行綜合測評比選。

機器人測評比選內(nèi)容分為兩部分，包括基礎(chǔ)測評和任務(wù)測評?；A(chǔ)測評主要考察產(chǎn)品的安全可靠性，測評比選依據(jù)的是產(chǎn)品是否通過并獲得中國機器人CR認(rèn)證證書（認(rèn)證類型應(yīng)至少滿足安全認(rèn)證要求）;任務(wù)測評主要考察產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計、功能、性能和智能化水平，根據(jù)應(yīng)用場景特點和產(chǎn)品特征分別設(shè)置任務(wù)項。

經(jīng)過周密籌備，機器人測評比選大賽于2019年12月16日在北京開幕。開幕式上，各參賽隊伍通過抽簽的方式確定了比賽順序。本次大賽針對每個應(yīng)用場景都設(shè)計了詳細(xì)的任務(wù)內(nèi)容，從而考驗機器人的綜合能力。

公寓入住場景

面對酒店顧客，機器人需要通過語音交互的方式與其交流。因此，在公寓入住場景中，測試人員會采用中英文標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)庫的中英文日常用語各20條與機器人進行對話，對話結(jié)束后，測試人員會站在機器人“面前”出示身份證件進行身份驗證。此時，干擾人員會站在測試人員周圍進行人證核查干擾，機器人需要準(zhǔn)確識別出身份證件所對應(yīng)的人員，并完成人證核查。隨后，機器人登記人員信息并在系統(tǒng)中為其分配房間。房間確定后，機器人需要提供支付窗口。支付完成后，機器人發(fā)放房卡，打印入住憑證，房卡信息與入住憑證信息應(yīng)正確無誤。

為測試機器人的入住辦理效率，測試人員會執(zhí)行3次入住辦理操作，每次操作單獨計時，計算3次操作的平均時長。機器人需要具備不同語言文字的操作界面來支持入住辦理。

入住辦理完成后，機器人需要支持手動和人臉識別兩種方式查詢住宿信息。不僅如此，機器人還應(yīng)提供酒店樓層設(shè)施布局、酒店地圖、服務(wù)電話等信息的手動查詢服務(wù)。

為測試機器人的導(dǎo)引能力，導(dǎo)引途中設(shè)置室內(nèi)用探照燈干擾源、固定式障礙等干擾因素，同時會有測試人員在機器人行進途中從正面接近。機器人需要克服干擾、繞開障礙物、主動迎賓，平穩(wěn)抵達(dá)導(dǎo)引終點。

為測試導(dǎo)引效率，機器人需要在兩個目標(biāo)點位之間完成3次往返導(dǎo)引，每次往返導(dǎo)引單獨計時，計算3次往返導(dǎo)引的平均時長。與此同時，機器人每次返回都需要準(zhǔn)確停靠在指定圓形區(qū)域內(nèi)，以此測試機器人的定位精度。

在人員密集的場所，機器人有時會被人群包圍，為測試機器人在該情況下的應(yīng)變能力，在機器人執(zhí)行導(dǎo)引任務(wù)的行進路徑上，4名測試人員在機器人周圍10cm處，從四個方向包圍機器人，包圍時間持續(xù)1分鐘。被包圍后，機器人需要發(fā)出適當(dāng)提示或報警，并且應(yīng)避免與周圍人員發(fā)生碰撞。人員撤離后，機器人需要繼續(xù)執(zhí)行并完成導(dǎo)引任務(wù)。

所有任務(wù)結(jié)束后，測試人員會查看并記錄機器人的集控系統(tǒng)結(jié)束狀態(tài)信息與實際情況是否相符，包括機器人電量、位置、狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行記錄、報警等信息。

頒獎場景

在實際頒獎場景中，機器人需要平穩(wěn)呈送獎杯、獎牌、證書等獎品，因此應(yīng)具備擁有一定承載能力的頒獎裝置，并且整體外觀設(shè)計應(yīng)科學(xué)合理。

在機器人的頒獎裝置上擺放4個盛滿500ml水的無蓋量杯，在此基礎(chǔ)上，機器人依次自動執(zhí)行三項任務(wù)。第一項，機器人自動跟隨測試人員前行，干擾人員會在中途對機器人進行阻擋，阻擋時間持續(xù)3秒。機器人需要克服干擾，持續(xù)穩(wěn)定跟隨。第二項，測試人員分別以慢速、常速、快速3種步速行走，到達(dá)終點后停止，機器人進行自動跟隨。途中設(shè)有3個記錄點，分別記錄機器人在不同點位處的跟隨距離，以此計算機器人每次跟隨的平均跟隨距離。第三項，機器人執(zhí)行600mm跟隨距離的自動跟隨任務(wù)。測試人員從起點出發(fā)，停止在目標(biāo)圓形區(qū)域的中心點正前方600mm處，機器人停穩(wěn)后，記錄機器人停止點距離圓形區(qū)域中心點的距離，以此來判斷機器人的定位精度。該項任務(wù)重復(fù)3次。上述三項任務(wù)全部結(jié)束后，統(tǒng)計無蓋量杯中的剩余總水量，以此來判定機器人運行穩(wěn)定性。此外，機器人還需要在手動跟隨模式下執(zhí)行以上三項任務(wù)，從而評估機器人在頒獎臺上能夠達(dá)到的人員跟隨效果。

滿電情況下，機器人需要在-15℃以下的環(huán)境中，負(fù)載2kg并以正常速度在規(guī)定區(qū)域中往返運行，測試人員觀察機器人的運行狀態(tài)并記錄機器人正常運行的時長。機器人的運行表現(xiàn)能夠反映出其低溫環(huán)境適應(yīng)性。

社區(qū)配送場景

機器人配送的物品通常較重，因此需要具備一定負(fù)載能力。機器人出發(fā)時需要通過短信、微信、電話等方式通知取件人。隨后，機器人前往配送點，途中測試人員會從正面接近機器人，機器人應(yīng)給出聲音提醒。到達(dá)配送點后，機器人再次通知取件人并原地等候。驗證取件人能否分別以人臉識別、驗證碼、二維碼、點擊手機APP鏈接、指紋等一種或幾種方式取貨。值得注意的是，考慮到配送物品的安全，機器人不應(yīng)被隨意打開取走物品。如果取件人在約定的時間內(nèi)遲遲未能出現(xiàn)，機器人應(yīng)在離開前通知取件人，隨后執(zhí)行下一個配送任務(wù)或返回起點。在實際場景中，可能會存在干擾信號、障礙物等不確定性因素，機器人需要克服干擾、繞開障礙物，保障配送任務(wù)順利執(zhí)行。

機器人在執(zhí)行配送任務(wù)時可能會面臨各種復(fù)雜路況，因此需要具備良好的通過性能。在手動操作狀態(tài)下，機器人需要爬上不同角度的斜坡，越過不同高度的減速帶及高檻和不同大小的條形溝壑，通過不同類型的沙區(qū)和具備一定深度的水域。

上述任務(wù)結(jié)束后，測試人員會查看并記錄機器人的集控系統(tǒng)結(jié)束狀態(tài)信息與實際情況是否相符，包括機器人電量、位置、狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行記錄、報警等信息，并計算耗電量。

在室外運行的機器人，應(yīng)具備良好的低溫環(huán)境適應(yīng)性。機器人需要在-15℃以下的環(huán)境中，以正常速度在規(guī)定區(qū)域中往返運行，測試人員觀察機器人的運行狀態(tài)并記錄機器人正常運行的時長。機器人的運行表現(xiàn)可反映出其低溫環(huán)境適應(yīng)性。

移動售貨場景

機器人需要提供不同語言文字的操作界面，方便消費者使用。同時，機器人的商品界面中應(yīng)展示齊全的商品信息，簡化購買操作步驟，實現(xiàn)支付方式多樣化。若消費者購買結(jié)束后未取走商品，機器人應(yīng)進行提醒。為測試機器人的售貨服務(wù)綜合能力，機器人需要在“售貨點1”和“售貨點2”之間往返運行，兩點之間設(shè)有走線槽，并在到達(dá)“售貨點2”時進行購買操作，每次往返運行單獨計時，計算3次往返運行的平均時長。3次返回“售貨點1”時，機器人均應(yīng)停在指定圓形區(qū)域內(nèi)。在機器人往返運行途中，若是測試人員從正面接近機器人，機器人需要給出聲音提醒。

為測試機器人的自主避障能力，測試區(qū)域中設(shè)置了臺階、桌椅、垃圾桶、人形模特等臨時障礙物，機器人需要在“移動售貨起點”與“移動售貨終點”之間往返運行3次，途中應(yīng)避免碰到臨時障礙物，記錄機器人每次往返運行所用時長，計算3次往返運行的平均時長。

此外，機器人需要正確區(qū)分人員與人形模特，自主導(dǎo)航前往人員聚集區(qū)推售商品。當(dāng)人員通過語音交互的方式表明無購買意向后，機器人應(yīng)自主離開。

當(dāng)某品類商品缺貨時，機器人應(yīng)提示缺貨，并前往補貨區(qū)進行補貨。所有任務(wù)結(jié)束后，測試人員會查看并記錄機器人的集控系統(tǒng)結(jié)束狀態(tài)信息與實際情況是否相符，包括機器人電量、位置、狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行記錄、報警等信息，并計算耗電量。

點菜送餐場景

機器人運送的餐食可能溫度較高或容易潑濺，因此應(yīng)具有相關(guān)警告標(biāo)識。同時，機器人應(yīng)有保護措施，防止餐食掉落或明顯移位。此外，機器人應(yīng)提供不同語言文字的操作界面，并支持多種點菜方式。

為測試機器人的送餐服務(wù)綜合能力，機器人測評比選大賽設(shè)置了模擬實際的送餐場景，場景中設(shè)置了6套桌椅和多個不同類型的障礙物，分別模擬成人和兒童顧客及其他障礙，機器人需要繞開所有的固定設(shè)施和臨時障礙，將餐食送到指定位置。測試時，機器人搭載4個盛滿500ml水的無蓋量杯和等同于1.2倍額定負(fù)載重量的砝碼，在此場景中執(zhí)行3項任務(wù)。任務(wù)1，機器人從起點送餐至3號餐桌，自主規(guī)劃路徑到達(dá)指定送餐位置后進行語音或視頻提示，停留5秒后返回起點。任務(wù)2，機器人從起點送餐至5號餐桌，當(dāng)行進路線被“堵死”時，機器人應(yīng)通過適當(dāng)方式提示避讓，避讓后繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)3，機器人應(yīng)具備多點送餐能力，從起始點依次送餐至4號餐桌和3號餐桌，到達(dá)指定送餐位置后進行語音或視頻提示，每個送餐位置停留5秒，最后返回起點。3項任務(wù)結(jié)束后記錄所需時間之和及量杯中的剩余總水量以考察機器人的任務(wù)執(zhí)行效率和運行穩(wěn)定性。

為測試機器人的避障提示和緊急停止的穩(wěn)定性，機器人搭載4個盛滿500ml水的無蓋量杯，在此基礎(chǔ)上執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。機器人在直線區(qū)域，從起點出發(fā)行至終點，測試人員在固定位置接近機器人，機器人需要進行中文和英文語音提示。機器人從終點返回起點，測試人員在固定位置觸發(fā)急停按鈕，機器人停止后，統(tǒng)計量杯中的剩余總水量。

所有任務(wù)結(jié)束后，測試人員會查看并記錄機器人的集控系統(tǒng)結(jié)束狀態(tài)信息與實際情況是否相符，包括機器人電量、位置、狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行記錄、報警等信息，并計算耗電量。

客房服務(wù)場景

機器人需要具備語音交互功能，測試人員采用20條日常用語與機器人進行對話，中文對話與英文對話各一輪。對話結(jié)束后，測試人員通過移動終端下單，令機器人取貨送至房間1。機器人收到下單后取貨送至房間1，途中會有測試人員從正面接近機器人，機器人應(yīng)進行語音提示。此外，途中還會有4名測試人員從不同方向包圍機器人，包圍持續(xù)1分鐘，機器人在被包圍時應(yīng)進行語音提示，并在包圍解除后繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。測試人員通過機器人操作界面下單，重復(fù)機器人取貨送貨任務(wù)。

為測試機器人執(zhí)行單個服務(wù)任務(wù)的能力，測試人員通過機器人操作界面下單，機器人收到下單后，取貨送至房間1并撥打取件人電話，配送任務(wù)完成后返回至指定區(qū)域內(nèi)。任務(wù)重復(fù)執(zhí)行3次，計算3次任務(wù)的平均時長。

為測試機器人執(zhí)行多單連續(xù)任務(wù)的能力，測試人員通過機器人操作界面下單連續(xù)任務(wù)，機器人收到下單后，取貨依次送至房間1、房間2、房間3。房間1與房間2位于一層，房間3位于二層，二層設(shè)有地毯路面，機器人按順序完成全部配送任務(wù)后返回起點。任務(wù)重復(fù)執(zhí)行3次，計算3次任務(wù)的平均時長。

測試現(xiàn)場設(shè)置了迷宮環(huán)境，機器人需要成功完成3次穿越，每次穿越過程單獨計時，計算3次穿越的平均時長。

所有任務(wù)結(jié)束后，測試人員會查看并記錄機器人的集控系統(tǒng)結(jié)束狀態(tài)信息與實際情況是否相符，包括機器人電量、位置、狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行記錄、報警等信息，并計算耗電量。

器械運送場景

運送器械的機器人需要具備一定的保護措施以防止器械掉落。此外，機器人應(yīng)有取件通知、身份驗證等功能。

室內(nèi)場景中，設(shè)置迷宮區(qū)和復(fù)雜路面區(qū)，迷宮區(qū)中設(shè)有多條通行路徑和模擬成人、兒童的障礙物，機器人在裝載100kg重物及4個盛滿500ml水的無蓋量杯的情況下，穿越迷宮區(qū)和復(fù)雜路面區(qū)，途中不得碰到臨時障礙物和固定設(shè)置，到達(dá)指定區(qū)域后，通知取貨并驗證取貨人身份，完成運送任務(wù)。任務(wù)共執(zhí)行3次，每次單獨計時，計算3次任務(wù)的平均時長以考核機器人任務(wù)執(zhí)行效率。3次任務(wù)結(jié)束后，統(tǒng)計量杯中的剩余水量評價機器人的運行穩(wěn)定性。