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服務機器人核心技術模塊分析:人機交互技術、操作係統技術及芯片技術

來源: 人工智能學會編輯: 創澤時間:2023/1/5 主題: 其他[ 加盟]

服務機器人的核心技術模塊包括環境感知與導航技術、運動控製 技術、人機交互技術、操作係統技術及芯片技術。

1 環境感知與導航是指機器人通過傳感器獲取外界環境及自身信息,並在此基礎上構建環境地圖,確定自身位置和姿態,從而通過決 策規劃行動。除去慣性傳感器,服務機器人常用的傳感器包括激光雷 達、攝像頭、超聲/紅外測距,有些還配備觸覺、聽覺和嗅覺等傳感 器;作為導航的核心,基於激光雷達的同步定位與建圖(simultaneous localization and mapping, SLAM)技術已在不少實際場景得到應用, 而部分基於視覺的 SLAM 算法也已在服務機器人領域得到驗證。近些 年,國內相繼湧現了以思嵐科技、禾賽科技、鐳神智能、速騰聚創、 北科天繪、海康威視、北醒光子等一批激光雷達傳感器的生產公司。

2 運動控製器是服務機器人行動的執行者。硬件方麵主要包括電 機、編碼器、減速器和控製器,其中舵機是步態服務機器人運動控製 的核心零部件,其集成了電機、減速器、編碼器和控製器;運動控 製的軟件和算法主要用於服務機器人的位置、速度、加速度和轉矩 等控製。

3 人機交互(Human Robot Interaction, HRI)技術是實現服務機器 人與人溝通的橋梁。HRI 可借助不同傳感模態實現,常用的包括語音、 圖像、文本、觸控等。目前,基於語音的 HRI 是最主要的表現形式, 其中,科大訊飛在智能語音技術領域處於領跑地位。

4 操作係統是為服務機器人標準化設計而構造的軟件平台,可提供 一係列用於獲取、建立、編寫和運行多機整合的工具及程序。當前全 球主流機器人操作係統為 Android 係統和 ROS(Robot Operating System)係統,中國自研的服務機器人操作係統目前還在發展當中。

5 芯片是服務機器人硬件係統的核心。服務機器人的環境感知與導 航、運動控製、HRI 及操作係統等環節的實現均會用到不同類型的芯 片。服務機器人所用芯片可大致分為通用芯片和專用芯片兩類。中國 在通用芯片領域與美國等發達國家相比仍然存在較大的差距,而在專 用芯片領域,尤其是在人工智能芯片領域,中國的發展勢頭很好,代 表性的企業包括瑞芯微、炬芯、珠海全誌、山景等,有望通過現有技 術優勢提升國際影響力





服務機器人終端應用分析:應用主要集聚在餐廳、酒店、銀行、醫療以及部分娛樂場所等

引導接待機器人主要應用於商場,政務大廳,展廳展館,博物館等場所;配送機器人主要應用 於餐廳,酒店,商場,機場,寫字樓及園區等,服務機器人占據最大的市場份額

服務機器人麵臨的機遇與挑戰:保守主義 貿易保護主義 貿易摩擦

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服務機器人發展趨勢:市場剛需存在其形態及服務場景是豐富多樣

服務機器人將與其他終端設備互聯互通,實現數字化;以人工智能,雲計算,物聯網等為代表的技術將帶動服務機器人產業向智能化,創新化,數字化方向迅速邁進

服務機器人發展現狀-疫情激發了醫療物流 巡檢教育零售等眾多領域服務機器人的需求

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商用服務機器人滿意度&使用頻率

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甲子光年:2022中國商用服務機器人行業簡析

實現價值,從營銷噱頭到場景賦能;深耕需求,需求明朗且價值逐步被認可;他山之石,海外與國內廠商的內外兼修;保持專注,產品與服務方為取勝之匙

服務機器人滿意度評價得分情況

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服務機器人未來實現價值最大化的方向

與場景有機結合,打造全場景智慧一體化將是服務機器人實現價值最大化的前進方向,機器人將與場景本身及其他設備形成互聯互通實現一體化智慧場景

商用服務機器人節省大量人力成本

按每台機器人替代2-3名傳菜員來看,餐飲機器人的應用可將海底撈的員工成本占比由36%減低到31%,機器人租賃價格約2000-3000元/月,購買每月使用成本月1000元

商用服務機器人在中國的六個發展階段

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商用服務機器人實現價值

商用服務機器人廣泛應用在餐廳,酒店,娛樂,商超等場所,輔助場景運營方實現數智化升級降本增效,價值體現節約人力和管理成本,帶來服務消費新體驗

商用服務機器人餐廳場景市場規模占比高

商用服務機器人可廣泛應用於各種場景,其中餐廳由於門店數量巨大,服務人 員的勞動力需求大,機器人可有效提高餐廳運行效率,為商用服務機器人的最大的應用場景

中國商用服務機器人市場規模將超過150億元人民幣

中國商用服務機器人行業將迎來快速增長,預計2026年市場將超過150億元人民幣,其中餐飲配送機器人,商用清潔機器人,樓宇配送機器人為前三大機器人類型。

智能服務機器人功能實現模塊

通過觸摸屏選擇任務,控製係統下達指令才能執行任務;由觸摸屏和自然語言處理技術組合實現且不太需要額外的硬件, 機器人執行任務

服務機器人技術模塊結構圖:感知控製模塊、人機交互模塊

環境感知和運動控製模塊:外部傳感器(例如紅外傳 感器,超聲傳感器,視覺 傳感器);多模態人機交互模塊:觸控手勢識別( 觸點動態跟蹤與運 \動軌跡匹配算法)
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