移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控(kòng)制与执行等多功能(néng)于一体的综合系统,它集中(zhōng)了传(chuán)感器技术、信息处(chù)理、电(diàn)子工程、计算(suàn)机(jī)工程、自动化(huà)控制(zhì)工程以及人工智能(néng)等多学科的研究成果。移(yí)动机(jī)器人既可(kě)以接受人类指挥,又可(kě)以运(yùn)行预先编排(pái)的(de)程序,同(tóng)时也可以根据以人工智(zhì)能技(jì)术制(zhì)定(dìng)的原则纲(gāng)领行动。
近(jìn)年来(lái),我国人口(kǒu)出生率呈持续(xù)下降趋势,制(zhì)造业的人(rén)口红利(lì)逐渐消失。而原本享受(shòu)我国高出生率带来的人(rén)口红利(lì)的(de)行(háng)业(yè),如3C电子、物流、汽车制造等,都面临劳动率(lǜ)低、生产率低的(de)问(wèn)题。
因此(cǐ),作为人(rén)力(lì)资源的一大(dà)替代品,移动机器人(rén)(AGV)的需求(qiú)变得(dé)愈发旺盛。与此同(tóng)时,随着物流系统的迅速发展,机器(qì)人性能(néng)不断地完(wán)善(shàn),移动机器人的应用范围大为扩展。不论是生产、仓储中(zhōng)种类繁多且(qiě)沉(chén)重(chóng)的物料或者成品,还是物流分拣中爆发式(shì)增长(zhǎng)的快递包裹,当前移动(dòng)机器(qì)人技术(shù)已(yǐ)经达到可批量应用(yòng)的(de)时间窗口。但是却仍然存在一定的问题(tí)。工作范围受限,业务(wù)覆盖受限(xiàn)、提供服务受限、运维成本(běn)过(guò)高是目前移动机器人面(miàn)临的几大难(nán)题(tí)。
7月13日,由(yóu)中国计算机学(xué)会(CCF)主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)承办,深(shēn)圳(zhèn)市人工智能与(yǔ)机器人研究院(yuàn)协(xié)办的2019年全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR)隆重举(jǔ)行,会议中,哈尔(ěr)滨工业大学(深(shēn)圳)教授、IEEE RAS国际事务委员会主席朱(zhū)晓(xiǎo)蕊教授为机器人前沿(yán)专场分享了对智能(néng)移动(dòng)机器人的行业洞见。
面对移动(dòng)机(jī)器人(rén)目前存在的(de)难题,其根本原因是关键技术(长期自(zì)主移动和大面积覆(fù)盖移动)并没有得到很(hěn)好(hǎo)地突破。移动机器(qì)人在在运作(zuò)过(guò)程中,需要覆盖大面积的区域(yù),因此需要大量(liàng)的数据来描(miáo)述不(bú)同的环境(jìng)。同(tóng)时要求移动机器人能适应动态场景。例如(rú):移动机器人在检测和跟踪静态或者动态的(de)物(wù)体时,要学习更多的知识(shí)来预测(cè)环境的变化(huà)。
不仅如此,移动机器人需要长时间运行,对数(shù)据(jù)的存储(chǔ)量要求也越来越多。因此便需(xū)要(yào)更多的存储空间和(hé)更强(qiáng)的(de)运算(suàn)能力,而如(rú)果(guǒ)只(zhī)是靠机器人的单机的本体很难实(shí)现的(de)。机器人(rén)单机本体(tǐ)满足不了(le)现今的技术需求,云机器人便应运而生(shēng)了。它利用机器人(rén)端的运算以及云端的运(yùn)算进行机(jī)器人技术的研究。
云机器(qì)人有几个(gè)优点:
第一:可以利用(yòng)云机器人的(de)框架弹性分配计算资源(yuán),这样就可以用在复杂(zá)环境(jìng)中的同时(shí)定(dìng)位与制图。
第二:可以在这个框架下访问大(dà)量的数据库,例如在(zài)做识别和抓取物体(tǐ)的时候,需要用很多的数据库来比对,另外如果做基于外包地(dì)图的长期定位,也需要访问大(dà)量的地图的数据库。而云机器人可以提供大量(liàng)数据。
第三:可以形成(chéng)知识共(gòng)享,也就是多机器人系统(tǒng)间的信(xìn)息共享。这就意(yì)味着这些多机器人(rén)之间可(kě)以根据情况配备不(bú)同的装备,但是它(tā)们之(zhī)间可以(yǐ)在(zài)云端形成一些知识共享。
总而(ér)言之,云机器人的技术突破主要体(tǐ)现在(zài):
一(yī),充(chōng)分利用(yòng)云端的无线存储空间和丰(fēng)富的数据(jù)库资源,来(lái)降低(dī)对机载传感器的要求(qiú),设计分(fèn)布式算法,寻求云端(duān)的强大计算能力(lì)和机器人(rén)实时要求(qiú)之间的平衡(héng)。
二,补偿由于网(wǎng)络不稳定引起的断网问题,以及由于云(yún)端和机(jī)器人端(duān)数据的频繁交互引起的网络延迟。
随着5G时代的到来,我们能够使用高(gāo)带宽、低延时、高并发的通讯网(wǎng)络,这样云、网、端三位一体的云机器(qì)人才可能真(zhēn)正得(dé)到(dào)大规(guī)模的应用,从而让移动机器人来扩展环境覆盖面积、提升业务覆(fù)盖能力、增强场(chǎng)景覆盖力、降低运维成本。这样整(zhěng)个服务机器人商业化(huà)的进程(chéng)才会真(zhēn)正进入(rù)到一个新的时(shí)代。