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雙臂協(xié)作機(jī)器人的面世，讓機(jī)器人管家加速向我

長久以來，我們?nèi)祟惗加幸粋€愿望——那就是希望機(jī)器人能像保姆一樣照料我們的飲食起居，并且比保姆更讓人放心，更加能干，扎克伯格也曾公開表示希望能有一個機(jī)器人來照顧他的小女兒。實際上烹飪機(jī)器人這個愿望從技術(shù)上來說已經(jīng)較為成熟，近期亮相的七軸雙臂協(xié)作式機(jī)器人“多可”就向我們展示了這類技術(shù)，它能夠獨自調(diào)制雞尾酒，并且在速度與技巧上戰(zhàn)勝了該項吉尼斯世界紀(jì)錄保持者的人類。它擁有雙目視覺，能夠自主判斷目標(biāo)并進(jìn)行操作；七軸機(jī)械臂使它能做到和人類一樣的動作，并能夠在不移動末端的情況下避開障礙?？梢哉f在雙手協(xié)作這類活動中，機(jī)器人“多可”已經(jīng)達(dá)到人類同一或更高水平，“多可”有何不同？機(jī)器人管家進(jìn)入我們的生活還有哪些問題與發(fā)展趨勢呢？（圖為：雙臂協(xié)作機(jī)器人“多可”）雙臂協(xié)作機(jī)器人的面世，讓機(jī)器人管家加速向我們生活走來我們知道現(xiàn)在的制造領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了很多的工業(yè)機(jī)器人，但這些機(jī)器人大多是單臂的，并且只有三軸或四軸，它們只能根據(jù)程序執(zhí)行特定環(huán)境下的特定動作，因為它們不具備感知能力，所以只能用欄桿將其和人類分開工作。但雙臂協(xié)作機(jī)器人“多可”不一樣，它能夠與人類在同一環(huán)境中進(jìn)行安全靈活的交互，這讓我們看到了新的可能。總的來說，“多可”是基于三項技術(shù)：冗余機(jī)械臂、力檢測與力反饋技術(shù)和雙目視覺技術(shù)去實現(xiàn)的。 1、冗余機(jī)械臂使其擁有極高的靈活度。傳統(tǒng)機(jī)械臂大多是六軸的，但它有七軸，能夠完成七個自由度的運動，所以稱為冗余機(jī)械臂，但這一軸并不是白白多出來沒用的。中科新松有限公司副總裁楊躒認(rèn)為：理論上來說，六軸機(jī)械臂可達(dá)所有點，但是冗余機(jī)械臂可以使其繞開一些障礙完成更復(fù)雜的運動，并且在到達(dá)目標(biāo)點之后，在操作上第七軸更能夠獲得極大的靈活度。 2、力檢測與力反饋技術(shù)保障了安全。它機(jī)械臂中植入了雙重保險的力檢測，這使機(jī)器人自身不會用力過大的同時，還讓人類能夠使它在任何位置下停止運動。不僅如此，楊躒還說：“多可”還帶來了一種機(jī)器人示教方式的變革，傳統(tǒng)方式教給機(jī)器人新一個動作需要進(jìn)行編程；而現(xiàn)在則可以手把手來教它，在模擬狀態(tài)下，用外力推動其機(jī)械臂進(jìn)行運動，然后它自己就會記錄這個運動軌跡，并且能夠重新完成同一動作，這種方式也是力檢測與力反饋技術(shù)所帶來的另一個好處。 3、雙目視覺使其能適用多種環(huán)境。它使用的可動雙目視覺技術(shù)擁有6個自由度，視野范圍達(dá)到660mm╳550mm。除了能夠感知人類保障安全之外，更重要的作用是識別目標(biāo)、確定目標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)、感知目標(biāo)的距離，這使其擁有了判斷能力，比如在調(diào)制雞尾酒時，它能夠鑒別不同的料酒并以此來選擇倒入的順序。其能夠根據(jù)特定目標(biāo)采取特定行動，從而可以完成不同任務(wù)，適應(yīng)多種場景。協(xié)作機(jī)器人初創(chuàng)公司越疆科技的創(chuàng)始人兼CEO劉培超也持有同樣的看法，他認(rèn)為機(jī)械臂類型的機(jī)器人產(chǎn)品，如今在技術(shù)操作難度和輕巧度方面，已經(jīng)有能力和機(jī)會在消費級市場大展拳腳。這是不是意味著機(jī)器人管家很快就能走進(jìn)千家萬戶？比預(yù)想的來得晚一點，機(jī)器人管家還在等什么不過有人會問，按理說技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但為什么在我們現(xiàn)實生活中還沒有大規(guī)模應(yīng)用呢？事實上，雖說雙臂機(jī)器人在制造領(lǐng)域早已廣泛應(yīng)用，但消費市場的不成熟與機(jī)器人的智能化水平較低使它們還難以大規(guī)模應(yīng)用于個人生活，機(jī)器人管家還需要等待兩個條件的成熟。 1、市場的成熟，個人消費者的需求暫未喚醒與成本過高使得這個市場成熟還需一段時間。有人說機(jī)器人管家就是一個偽需求，因為我們能自己做的事為什么非要讓機(jī)器人來做呢？這的確是需求未喚醒的體現(xiàn)，但這需求是存在的，這是一種懶人經(jīng)濟(jì)，就拿掃地機(jī)器人來說，人類當(dāng)然也會掃地，但根據(jù)GFK的數(shù)據(jù)顯示：掃地機(jī)器人市場有超兩位數(shù)的增長，2015年中國掃地機(jī)器人市場零售規(guī)模在50億元人民幣左右，2017年將達(dá)到75億元人民幣，2018年則將增長至120億元人民幣。隨著生活水平的提高，人們越來越不愿意在瑣事上浪費時間，能夠幫你做飯的機(jī)器人當(dāng)然也會有這個機(jī)會。但現(xiàn)在市場對此并沒有多少反應(yīng)，一方面是因為廠商的機(jī)器人成本較高，這類產(chǎn)品還沒有進(jìn)入消費者的視野；另一方面是現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人市場也在快速增長中，傳統(tǒng)機(jī)器人制造廠商還沒有進(jìn)入消費者市場的興趣，只有一些家電廠商在苦苦探索。 2、機(jī)器人自身“本領(lǐng)”的成熟，目前編程式的作業(yè)模式限制了機(jī)器人的智能化水平。正如從事智能機(jī)器人與機(jī)械臂型機(jī)器人研究多年的美國南佛羅里達(dá)大學(xué)計算機(jī)與工程學(xué)院教授孫宇認(rèn)為：早期協(xié)作機(jī)器人的研究偏向于專門解決工業(yè)領(lǐng)域某一具體的需求，而后又專注于機(jī)械臂抓手本身的研究。這使其因延續(xù)于工業(yè)生產(chǎn)的重復(fù)性作業(yè)的要求，作業(yè)程序與交互方式都是以編程來實現(xiàn)的，雖說編程能夠?qū)崿F(xiàn)各種步驟化動作，但這還是極大的限制了它的智能性與通用性。是否能夠滿足各種菜肴的非同一性步驟，包容炒菜之外的洗、切、裝盤等一系類操作，使其達(dá)到能夠完全接管廚房的智能與通用水平成為了極大的考驗；并且在交互方式上面也也不方便，如果使用語音交互或者物聯(lián)網(wǎng)交互等交互技術(shù)，形成完整的交互系統(tǒng)，減小難度，才能讓消費者的使用門檻進(jìn)一步降低。同時孫宇也提到：進(jìn)入21世紀(jì)后，研究人員整合人工智能，提高作業(yè)精度和自動化水平，開始進(jìn)一步分解協(xié)作機(jī)器人的任務(wù)，滿足各種社會需求，使其有了進(jìn)入家庭服務(wù)的可能。好消息接踵而至，機(jī)器人管家真的快要來了雖然機(jī)器人管家還在等待好時間，但我們也不用過度悲觀，因為現(xiàn)在已經(jīng)顯現(xiàn)了一些繼續(xù)發(fā)展的趨勢。劉培超提到，在美國雙臂協(xié)作機(jī)器人已經(jīng)成為家庭生活的創(chuàng)造工具，協(xié)同激光雕刻、3D打印一起滿足創(chuàng)作需求，也已經(jīng)作為家庭烹飪的協(xié)作助手，幫助家庭生活變得更加自動化，尤其是雙臂協(xié)作機(jī)器人在消費市場上會有良好的銷售與應(yīng)用前景。 1、在全球服務(wù)機(jī)器人市場快速增長的趨勢下，中國服務(wù)機(jī)器人行業(yè)也迎來了戰(zhàn)略發(fā)展期。根據(jù)IFR的數(shù)據(jù)，2014年服務(wù)機(jī)器人的銷量為470萬臺，并預(yù)計到2018年全球服務(wù)機(jī)器人市場銷量將達(dá)3490萬臺，且在服務(wù)機(jī)器人的銷量中，有70.2%來源于家政服務(wù)機(jī)器人。且國內(nèi)家電廠商已經(jīng)開始布局，九陽、美的也都推出了能夠自動烹飪的機(jī)器，雖然暫時只能實現(xiàn)簡單地翻炒，在物料方面還要人工進(jìn)行大量的準(zhǔn)備，但這也不失為一個信號。且不同于掃地機(jī)器人市場的紅海競爭，家庭烹飪機(jī)器人還是一個較為空白的市場，若能成功拉動消費者需求，這也會成為一個上百億的龐大市場。 2、機(jī)器人將與人工智能技術(shù)融合，將大力提高機(jī)器人的智能化水平。 2017年，工信部發(fā)布的《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃》指出，要提升家庭服務(wù)機(jī)器人的智能化水平，并明確到2020年，智能服務(wù)機(jī)器人將在環(huán)境感知、自然交互、自主學(xué)習(xí)、人機(jī)協(xié)作等關(guān)鍵技術(shù)取得突破；實現(xiàn)智能家庭服務(wù)機(jī)器人、智能公共服務(wù)機(jī)器人批量生產(chǎn)及應(yīng)用的目標(biāo)。并且早在2016年知名服務(wù)機(jī)器人企業(yè)科沃斯與國家級眾創(chuàng)空間孵化器蒲公英就聯(lián)合成立的孵化加速平臺——科沃斯蒲公英孵化加速器，這一孵化平臺就旨在專注于機(jī)器人與人工智能垂直創(chuàng)業(yè)項目的培育。在企業(yè)方面，也體現(xiàn)出了這種趨勢，并且在2017年就有了已經(jīng)實現(xiàn)落地的應(yīng)用，美國的Miso Robotics 和 Cali Group 兩家公司共同合作，開發(fā)了一款名叫Flippy的雙臂協(xié)作機(jī)器人，他能夠幫助工作人員制作出完美的漢堡，并已經(jīng)在美國加利福尼亞州帕薩迪納的一家 CaliBurger 餐廳工作。Flippy應(yīng)用了深度學(xué)習(xí)技術(shù)，除了能夠簡單地翻轉(zhuǎn)食物以外，還能學(xué)習(xí)調(diào)制配料、掌控烹飪的時間和溫度的高低，更為重要的是，它能夠像自動駕駛一樣，從各種突發(fā)情況中總結(jié)經(jīng)驗并制定出解決方案，從而漸漸地滿足更多的要求。不過就目前來說，大多數(shù)機(jī)器人還只停留在自動化的階段上。機(jī)器學(xué)習(xí)、語音交互、自適應(yīng)算法等人工智能技術(shù)的發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)結(jié)合起來將使機(jī)器人智能水平得到整體提升，機(jī)器人會越來越聰明，技術(shù)會將各種應(yīng)用場景的邊界打破，通用性機(jī)器人可能會被制造出來，機(jī)器人從而進(jìn)入自主化階段。下一個十年或許就是AI技術(shù)賦能下各類機(jī)器人管家大量應(yīng)用的時代，你準(zhǔn)備好了嗎？

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