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飞禽走兽:机器人的感知系统要更加灵活多样

时间:2020/7/7 13:38:58   作者:   来源:   阅读:0   评论:0
内容摘要:交流机器人是指能够自然地与操作环境、人以及其他机器人进行交互,自主适应复杂动态环境并协同工作的机器人。“交流”包含三层含义:一是机器人与环境的自然互动。传统的机器人工作在特定的领域,目标简单,对象单一,在实际生产生活中很难有这样一个纯粹的环境。包容性机器人的第一个目标是让机器人走...
交流机器人是指能够自然地与操作环境、人以及其他机器人进行交互,自主适应复杂动态环境并协同工作的机器人。“交流”包含三层含义:一是机器人与环境的自然互动。传统的机器人工作在特定的领域,目标简单,对象单一,在实际生产生活中很难有这样一个纯粹的环境。包容性机器人的第一个目标是让机器人走出车间,走进高山和雪地,走进人们出行的街道,甚至让机器人和人们在一个动态的环境中一起工作。二是机器人之间的互补性。两个人可以举起较重的物品,三个F1赛车服务人员组成的团队可以在两秒钟内换好一个轮胎,复杂的医疗手术需要多位医生和护士的配合。机器人如何与多个“人”协作,在单一功能上实现突破?这是交流机器人发展的第二个目标,实现机器人之间的协作和互补,通过合作提高机器人的整体功能和性能。三是机器人与人类的协同工作。与人合作不仅仅是听从人的命令,交流机器人还需要有自己的“判断”和“想法”。人是复杂的、动态的,与人合作是对机器人更高的要求。此时,机器人不再被动地等待人类的帮助,不再仅仅依靠人类的编程,而是必须能够主动地感知和解决各种问题。

为了实现与其他环境、其他机器人、人类共存、合作、融合的上述目标,机器人需要在“身体”、“感知”和“意识”方面进行创新。

机器人的结构必须更加灵活,不仅要有“骨头”,还要有“肉”。机器人用钢铁铸成骨架,力量强大。但这对“铁骨”上面,一定会长出柔软的“肉”。例如,为了满足铣削、钻孔、抛光、磨削、切割等制造任务的需要,工业机器人要求机器人结构具有更大的自由度和更大的顺应性,以实现曲面适应和平滑夹持。医疗康复、帮助老人和残疾人等应用,需要机器人的结构从刚体、刚柔耦合到柔性体、软件甚至流变学,以更好地适应用户,保护用户。

机器人的感知系统要更加灵活多样,实现多模态融合。人类之所以能够适应各种环境,与人类对各种环境的敏锐感知是分不开的。交流机器人也需要这种感知能力。值得注意的是,多样化传感并不像添加几个传感器那么简单,还需要完成许多任务,如信号传输、计算和识别。在很多情况下,要识别外界环境的情况和他人的意图,需要对多种模态信号进行融合处理,需要机器人实时感知、理解甚至不断学习才能实现。

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