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服务机器人简述
2023-11-26 11:57:20 作者: 九大产业集群

  服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能完成有益于人类的服务工作,但不包括从事生产的设备。

  国际机器人联合会对服务机器人根据用途进行分类,分为专业服务机器人和家用服务机器人两类,其中:

  特殊用途机器人:下水道工作机器人、深海工作机器人、微型机器人、教育机器人、室内安保机器人、室外巡逻机器人、汽车/飞机清洗机器人、消防机器人、管路勘探机器人、导游机器人、公共场所清洁服务机器人。

  国防用途机器人:地雷探测机器人、无人驾驶机器人、太空探测及其热、反恐防暴机器人、小型侦查机器人。

  医疗用途机器人:机器人电动代步车、复健支援机器人、雷射治疗机器人、外科手术辅助机器人、医用物流机器人。

  家庭服务机器人是为人类服务的特种机器人,能够代替人完成家庭服务工作的机器人,它包括行进装置、感知装置、接收装置、发送装置、控制装置、执行装置、存储装置、交互装置等;所述感知装置将在家庭居住环境内感知到的信息传送给控制装置,控制装置指令执行装置作出响应,并进行防盗监测、安全检查、清洁卫生、物品搬运、家电控制,以及家庭娱乐、病况监视、儿童教育、报时催醒、家用统计等工作。

  家庭用途机器人:扫地机器人、除草机器人、泳池清理机器人、窗户清理机器人、叠衣服机器人,做饭机器人。

  大量服务机器人通过自主移动机构实现在室内环境下的运动,尽管因其服务功能不同而需要在移动平台上配置不同的辅助机构,但自主移动机器人通常可当作相当一大类家用服务机器人的基础平台。在这类平台上存在一些共性问题,如控制器、驱动器和传感器的标准化问题、机器人操作系统的实时性问题、机器人内部通信总线的鲁棒性问题、机器人的集成开发环境问题等。在集成上述关键技术问题的基础上,若研究开发开放式和标准化的移动机器人硬件和软件平台,可以为服务机器人提供直接有效的运动部件,适应对不同服务内容机器人的柔性需求。

  家用服务机器人在不同的作业环境下工作,需要不一样的移动机构和作业机构。机器人的执行机构和驱动机构将朝着微型化和一体化的方向发展。开发具有真正操作能力的机器人,一定要解决服务机器人的移动机构和作业机构对家庭环境和不同作业任务的适应性问题。比如,学术界一直热衷于双足机器人、仿人型操作臂和灵巧手的开发。

  传感器是服务机器人的核心部件,是其对环境做出准确、及时反映的信息基础。针对家用服务机器人对获取周围感知信息的需求,开发物美价廉的适合在家庭环境内使用的(包括对人体安全的)传感器模块,是服务机器人真正以低成本进入普通百姓家庭的必要条件。

  在家用机器人中,根据自身的需求开发使用各种新型视觉系统和传感器件以及对多个传感器信息的处理和融合,这是家用机器人获得更准确、完整的环境信息、提高系统智能决策水平的关键。

  提高现有传感信息处理的实时性和对环境变化的鲁棒性也是一个富有挑战性的课题。除了传统的超声波、红外、视觉等传感器外,新型的触觉传感器、位姿传感器等智能传感器的开发及基于这些传感器模块的感知综合,也将是家用服务机器人感知技术未来的发展方向。

  家用机器人既以服务为目的,人们自然需要有更多、更方便、更自然的方式与机器人进行交互,这包括高层次的语音、情感交互及低层次的力觉和触觉的交互等,而不再满足操纵键盘和按钮的方式。

  家用机器人的应用环境通常是半结构化环境,其执行的任务多样复杂。因此,对各种实用性的家用机器人来说,怎么样提高其对变化环境和多种任务的适应性,提高自主服务能力,是一项具有平台性的关键技术。自主技术的目标是赋予机器人以思维,其最重要的包含:任务规划、环境创建与自定位、路径规划、实时导航、目标识别等。

  网络通信技术与机器人技术的结合促进了机器人技术的发展,也给机器人技术提出了挑战。为弥补当前智能机器人系统发展的不成熟,利用互联网实现操作者对机器人的计算机辅助遥操作,是对智能机器人系统的一个很好的补充。利用互联网可以将机器人构成一个动态分布式系统。从机器人角度看,这就提出了分布式导航、定位、建模、协调控制等问题。