服務(wù)機器人“應(yīng)勢而變”

肖漫

從碎片化到標(biāo)準(zhǔn)化，服務(wù)機器人“應(yīng)勢而變”。

餐廳里的送餐機器人、倉庫里的巡檢服務(wù)機器人、酒店大堂里的智能客服機器人、機場中的行李服務(wù)機器人、校園里的送快遞機器人、疫情防控期間的消毒機器人……當(dāng)下，各式各樣的服務(wù)機器人出現(xiàn)在現(xiàn)實場景中，尤其在新冠肺炎疫情發(fā)生之后，服務(wù)機器人在醫(yī)療、公共服務(wù)方面的應(yīng)用更是被推上了新的高度。

服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

近年來，隨著人工智能技術(shù)的突破以及現(xiàn)實需求的變化，服務(wù)機器人在全球快速發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模在近幾年呈現(xiàn)出迅速擴大的態(tài)勢，并且依然具有巨大的發(fā)展空間。

《中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2019年）》數(shù)據(jù)顯示，2014—2018年全球服務(wù)機器人銷售額由35.1億美元增長至82.9億美元，年均復(fù)合增長率達23.97%。報告預(yù)計，2021年服務(wù)機器人銷售額將達到131.4億美元，且近三年（2019—2021年）的年均復(fù)合增長率將達到17.86%。

在中國，服務(wù)機器人行業(yè)增速尤為明顯，尤其在2020年疫情防控催生的新需求以及新基建政策的加持下，我國服務(wù)機器人的發(fā)展被按下“加速鍵”。

36氪研究院發(fā)布的《2020年中國服務(wù)機器人行業(yè)研究報告》預(yù)計，2021年，中國服務(wù)機器人市場規(guī)模將達到38.6億美元，約占全球市場的近30%，預(yù)計2013—2021年，年均復(fù)合增速為36%，高于全球服務(wù)機器人市場增速。

在實際落地應(yīng)用中，服務(wù)機器人也早已突破了早期的實驗室階段和具備初步感覺與協(xié)調(diào)能力的萌芽階段，走向了多方實際應(yīng)用的落地階段。如今，服務(wù)機器人已在工業(yè)、商業(yè)（包括零售、餐飲、醫(yī)療等領(lǐng)域）、家庭生活等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

從碎片化到標(biāo)準(zhǔn)化

服務(wù)機器人落地應(yīng)用的快速增長固然可喜，但由于服務(wù)機器人使用場景眾多，且大小、形態(tài)、功能各異，服務(wù)機器人市場呈現(xiàn)碎片化的態(tài)勢。碎片化需求也成為服務(wù)機器人行業(yè)發(fā)展的一大壁壘——不僅增加了計算負載，也延長了制造周期，成本也隨之增加。

這種碎片化的現(xiàn)象，給服務(wù)機器人的設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)帶來了諸多方面的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為以下幾點：

計算負載增加?，F(xiàn)代服務(wù)機器人采用計算機視覺和深度傳感器/攝像頭等技術(shù)，對光學(xué)雷達進行有效補充，以識別對象和避免碰撞。隨著應(yīng)用種類的擴展，計算模塊在為導(dǎo)航和操作提供計算能力的同時，還需額外的算力來支持AI（人工智能）工作負載、媒體處理以及其他相關(guān)操作，大大增加了計算負載。

設(shè)計、驗證周期變長。服務(wù)機器人是一個碎片化的行業(yè)，機器人大小不一、功能各異，由于具體應(yīng)用要求不同，每一個使用案例所需的設(shè)計和驗證周期都會受到影響，制造成本也隨著增加。

顯然，這是服務(wù)機器人在發(fā)展過程中衍生出的痛點。但從另一個角度來看，這也是其應(yīng)用落地后對技術(shù)提出的新要求——能不能解決服務(wù)機器人碎片化場景帶來的問題，成為服務(wù)機器人進一步滲透應(yīng)用場景的一道門檻。

對此，英特爾公司設(shè)計出一款能夠適應(yīng)服務(wù)機器人執(zhí)行不同工作負載的計算模塊，即“可擴展計算模塊設(shè)計”。

英特爾智能移動“可擴展計算模塊設(shè)計”主要由兩部分組成——主計算板和I/O（輸入/輸出）擴展板。

主計算板采用標(biāo)準(zhǔn)的 3.5 英寸外形規(guī)格，能夠在降低成本的同時適應(yīng)體形更小的服務(wù)機器人。其外觀配有可選的板載擴展模塊，提供Wi-Fi（無線通信技術(shù)）和蜂窩連接來擴展其可用性。具體表現(xiàn)方面，主計算板主要提供針對成本優(yōu)化的基礎(chǔ)平臺。這一基礎(chǔ)平臺既能提供導(dǎo)航模塊所需的I/O連接，也能為馬達控制器提供連接，以驅(qū)動滾輪或機械腿在周圍活動。

主計算板通過提供導(dǎo)航模塊所需的I/O連接使能（負責(zé)控制信號的輸入和輸出），從而導(dǎo)航模塊。導(dǎo)航模塊依賴一組外圍設(shè)備（如光學(xué)雷達、深度攝像頭和近距離感應(yīng)器）為其提供的輸入數(shù)據(jù)，來執(zhí)行自我定位和地圖構(gòu)建/解釋功能。

I/O擴展板是為滿足服務(wù)機器人廠商的需求而設(shè)計的。這一擴展板能夠自定義引腳（從芯片內(nèi)部電路引出與外圍電路的接線，所有的引腳構(gòu)成了這塊芯片的接口）分配。I/O擴展板上的PCIe 4X插槽（周邊元件擴展接口的插槽）、USB 2.0、USB 3.0等連接口，能夠支持應(yīng)用模塊的I/O連接。

總的來說，英特爾公司通過“標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計”解決服務(wù)機器人面臨的碎片化痛點。對于這一解決方案，嵌入式計算機產(chǎn)品方案提供商——康士達科技有限公司首席技術(shù)官王景元表示：“標(biāo)準(zhǔn)化是趨勢?！蓖蹙霸赋?，一個服務(wù)機器人產(chǎn)品從設(shè)計到最終的成熟要經(jīng)歷一個漫長的驗證過程。如果有一個能夠縮短驗證周期的標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計，那么當(dāng)產(chǎn)品成熟穩(wěn)定之后，廠商就不用重復(fù)設(shè)計，大大地提升了效率。

個性化與定制化

服務(wù)機器人應(yīng)用于各種各樣的場景中，且功能各異。標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計被廣泛應(yīng)用，是否會導(dǎo)致產(chǎn)品差異性降低，出現(xiàn)千篇一律的情況？

對于這一問題，多位技術(shù)專家給出了答案。

英特爾公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國區(qū)高級市場總監(jiān)陸英潔表示，在主板方面，廠商可以根據(jù)不同機器人的算力需求配置不同的CPU（中央處理器），增加不同機器人的用途，而I/O擴展板也可以滿足對不同傳感器、不同功能的支持。

陸英潔明確表示，這種標(biāo)準(zhǔn)化的參考設(shè)計并不會導(dǎo)致差異性降低，反而能夠做出一些更加差異化的機器人。

除了在硬件層面的解析，英特爾公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國區(qū)首席技術(shù)官張宇博士還從軟件層面對這一問題進行了進一步解答。他表示，英特爾智能移動機器模塊在提供滿足計算要求的硬件外，還提供了多個部分的軟件設(shè)計，其中包括最底層的操作系統(tǒng)支持、機器人方面的ROS（機器人操作系統(tǒng)）支持、容器化的管理支持等。據(jù)張宇介紹，英特爾公司基于自身現(xiàn)有硬件平臺開發(fā)了一種可以加快高性能計算機視覺和深度學(xué)習(xí)視覺應(yīng)用開發(fā)速度的工具套件OpenVINO。這款套件也能夠?qū)崿F(xiàn)底層功能的提速。

不過，這些軟件應(yīng)用大多還處于基礎(chǔ)層面，而對于更上層的功能開發(fā)，則需由開發(fā)者根據(jù)不同廠商的需求自行開發(fā)。機器人廠商需要將實際應(yīng)用相關(guān)的軟件與原有的基礎(chǔ)功能進行集成，從而設(shè)計出滿足特定場景應(yīng)用的專有軟件系統(tǒng)，通過軟件應(yīng)用差異化來實現(xiàn)不同行業(yè)的定制化。

技術(shù)的推進僅是第一步，應(yīng)用才是服務(wù)機器人落地的關(guān)鍵所在。今年4月15日，英特爾公司與科沃斯商用機器人公司、思嵐科技共同簽署了合作備忘錄，三方將在智能移動機器人解決方案及產(chǎn)品的協(xié)同研發(fā)與資源共享等方面展開交流與合作。

服務(wù)機器人的未來

解決了碎片化問題，服務(wù)機器人的下一步該朝著什么方向發(fā)展？

張宇認為，未來機器人應(yīng)是自主的。在他看來，服務(wù)機器人是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的分支，而物聯(lián)網(wǎng)同樣是一個碎片化市場。但在碎片化場景下，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展其實是有規(guī)律可循的，即從互連系統(tǒng)到智能系統(tǒng)，再從智能系統(tǒng)到自主系統(tǒng)。

機器人的發(fā)展同樣如此。早期的機器人解決的是數(shù)據(jù)互連的問題，到了第二代，機器人開始進行一些智能化處理，譬如對采集到的書籍進行分析，從而得到一些有用的信息進行決策。未來，機器人將朝著自主方向發(fā)展。

“自主機器人會根據(jù)人的目的和意圖，在眾多的模型庫中選擇一個適合某個特定場景的模型，然后自主訓(xùn)練得到一個可用的模型結(jié)構(gòu)以及參數(shù)。即使數(shù)據(jù)庫里沒有可用的結(jié)構(gòu)，機器人也可以根據(jù)一些規(guī)則設(shè)計出一個新的結(jié)構(gòu)，來滿足應(yīng)用場景的需求，這是自主化機器人未來需要達到的目標(biāo)?！睆堄钫f。

（編輯 宦菁 huanjing0511@sohu.com）