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智能探測機器人的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢分析

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人工智能技術(shù)已經(jīng)成為探測機器人領(lǐng)域很重要的一部分,可以為機器人提供非常重要的反饋。比如視覺SLAM算法可以構(gòu)建環(huán)境地圖并確認攝像機自身在地圖中的位置。圖像匹配技術(shù)和三維重建技術(shù),可以為機器人定位或轉(zhuǎn)向提供一個快速的反饋。手勢識別,手眼協(xié)調(diào),人體運動識別,能給予機器人不同的人機交互模式。 機器人的市場規(guī)模 報告數(shù)據(jù)顯示,全球機器人市場規(guī)模持續(xù)擴大,工業(yè)、特種機器人市場增速穩(wěn)定,服務(wù)機器人增速突出。2018年,全球機器人市場規(guī)模將達到了298.2億美元,2013-2018年的平均增長率約為15.1%。其中,工業(yè)機器人168.2億美元,服務(wù)機器人92.5億美元,特種機器人37.5億美元,占比分別為56%、31%、13%。 探測機器人中的智能技術(shù) 深度強化學(xué)習(xí):使用深度強化學(xué)習(xí)是在復(fù)雜度可以接受的情況下,讓機器人通過試錯來學(xué)習(xí),能控制機器人在復(fù)雜環(huán)境中完成避開障礙,收集物品并到達指定地點等任務(wù)。深度強化學(xué)習(xí)的應(yīng)用較好的解決了傳統(tǒng)算法中存在容易陷入局部最優(yōu)、在相近的障礙物群中震蕩且不能識別路徑、在狹窄通道中擺動以及障礙物附近目標不可達等問題,并且大大提高了機器人軌跡跟蹤和動態(tài)避障的實時性和適應(yīng)性。 深度模仿學(xué)習(xí):經(jīng)過多年的發(fā)展,模仿學(xué)習(xí)已經(jīng)能夠很好的解決多步?jīng)Q策問題,其訓(xùn)練目標是使模型生成的狀態(tài)-動作軌跡分布和輸入的軌跡分布相匹配。 激光SLAM: 激光SLAM系統(tǒng)通過對不同時刻兩片點云的匹配與比對,計算激光雷達相對運動的距離和姿態(tài)的改變,也就完成了對機器人自身的定位。激光雷達距離測量比較準確,誤差模型簡單,在強光直射以外的環(huán)境中運行穩(wěn)定,點云的處理也比較容易。 視覺SLAM技術(shù):視覺SLAM可以幫助機器人獲取三維空間環(huán)境信息,使其具備自主移動、路徑規(guī)劃、場景理解等功能。視覺SLAM的優(yōu)點是它所利用的豐富紋理信息。例如兩塊尺寸相同內(nèi)容卻不同的廣告牌,基于點云的激光SLAM算法無法區(qū)別他們,而視覺則可以輕易分辨。 無線5G技術(shù) :得益于5G的1ms的延遲時間, 5G的速度提高將簡化數(shù)據(jù)收集。5G無線連接技術(shù)將給機器人帶來極大的靈活性并更快的傳回數(shù)據(jù), 5G的云化統(tǒng)一架構(gòu)也將使能未來的云端實現(xiàn)實時控制。 三維物體識別:三維數(shù)據(jù)由傳感器直接獲得,可以表示為深度圖、點云、網(wǎng)格、CAD等不同形式。其中點云數(shù)據(jù)獲取便捷,易于存儲,具有離散和稀疏特性,方便擴展為高維的特征信息。另外,大部分立體視覺傳感器具有主動發(fā)光單元,因此在不同的光照環(huán)境下 仍然可以得到相似的結(jié)果。這就使得三維視覺相對于傳統(tǒng)的二維視覺受環(huán)境和觀測條件影響較小。除了穩(wěn)定性外,三維點云相對于二維圖像具有更加豐富的信息,這為后續(xù)處理提供了更多的可能性和便利性。 探測機器人中的應(yīng)用任務(wù)方向 智能探測機器人案例簡述 ANYmal:是由蘇黎世理工學(xué)院的ANYbotics團隊設(shè)計出來的一款在惡劣工業(yè)環(huán)境中作業(yè)的四足機器人,研究人員給它配備了傳感系統(tǒng)來執(zhí)行探測和援救行動、檢查和其他監(jiān)視任務(wù)。研究團隊通過應(yīng)用深度強化學(xué)習(xí)使ANYmal機器人獲得了新的運動技能:以不同速度的前進后退,奔跑速度更快,甚至在復(fù)雜的環(huán)境中還能跌倒后爬起來。 Guardian-S robot:由SARCOS開發(fā)的Guardian-S機器人被用于偵查坦克,車輛或其他危險材料,為作戰(zhàn)部隊提供關(guān)鍵情報。同時可以進行遠端傳輸數(shù)據(jù)從而減少人員傷害。 除此之外,Guardian-S能夠進入威脅區(qū)域包括樓梯一樣的崎嶇地形,管道或火災(zāi)現(xiàn)場等進行救援。 SnotBot:是Ocean Alliance被用來探測海洋生物的生命特征。例如,鯨魚的噴水蘊含一些重要的生物數(shù)據(jù),如DNA、懷孕激素、病毒、細菌和毒素等。通過利用SnatBot監(jiān)測鯨魚的噴水、鼻涕以及呼氣的聲音,研究人員只需待在遠處的船上等待SnotBot設(shè)備收集數(shù)據(jù),即可精準識別并實時監(jiān)測鯨魚的健康狀態(tài)。 探測機器人的局限性 投入成本高,維護成本高,人力成本高:由于需要探測機器人的任務(wù)較難,從而導(dǎo)致對機器人零部件,材料, 芯片,電池甚至包括攝像頭傳感器等要求都很高;另外,機器人的很多零部件,在經(jīng)歷火場等惡劣環(huán)境后較易損壞,尤其是其電子元件,容易受到潮濕、濃煙和灰塵等影響,維護費用較高;同時,探測機器人執(zhí)行任務(wù)時,對人員操作,維護和保養(yǎng)技術(shù)要求也極高。 真實環(huán)境中變量無法控制:在機器人執(zhí)行任務(wù)的過程中,很多因素是無法控制的,比如一天之中不同時間段的自然光照條件不同,以及物體周圍的背景可能會散射特定顏色的光導(dǎo)致物體的顏色發(fā)生改變,而這些因素都會影響識別的結(jié)果。 探測機器人的發(fā)展趨勢 無線5G技術(shù)的應(yīng)用會非常普及: 基于5G網(wǎng)絡(luò)傳輸下的實時視頻監(jiān)控和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)跟蹤,高速率、低時延、高可靠性的優(yōu)勢能幫助探測機器人快速傳遞觀測到的信息。 服務(wù)形式的轉(zhuǎn)變:將更多進入按需的即服務(wù)的經(jīng)濟,類似于云服務(wù)的模式向最終用戶提供服務(wù)。例如,在海洋領(lǐng)域,政府工作人員可以向無人艇運營企業(yè)租賃或者按月訂購來探測海洋資源。 來源;機器之能

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巨人網(wǎng)絡(luò)通訊聲明:本文標題《智能探測機器人的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢分析》,本文關(guān)鍵詞  智能,探測,機器,人的,應(yīng)用,;如發(fā)現(xiàn)本文內(nèi)容存在版權(quán)問題,煩請?zhí)峁┫嚓P(guān)信息告之我們,我們將及時溝通與處理。本站內(nèi)容系統(tǒng)采集于網(wǎng)絡(luò),涉及言論、版權(quán)與本站無關(guān)。
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