服务型机器人的发展与应用

张童 许崇伟 刘智慧 山东农业大学

1 服务型机器人的发展

在过去的几十年里，服务型机器人快速发展，根据每个国家的需求不同，服务型机器人的发展方向也不同。中国的机器人行业起步比较晚，但我国却高度重视，自1986年3月将其列入国家863高科技发展规划后，我国诞生了一个又一个令国人震撼并为之骄傲的产品，我国首台高度模仿人的语言交流与肢体动作的机器人“美女机器人”，它具有人的外形，可以根据工作人员说的话完成相应的动作，并且可以讲英语、四川方言，还可以唱歌、讲笑话，甚至可以进行语音聊天。日本更注重“以机器人代替人”，让机器人来承担劳动工作是日本机器人发展的潮流。与此同时，欧美各国也同样根据自身需要进行服务型机器人的研发。

2 服务型机器人的应用

2.1 家居机器人

2.1.1 代替人力做家务

现在，家居机器人已经成为新常态，机器人代替人进行家庭卫生的清洁，从扫地拖地、刷碗洗衣，到收拾床铺，再到做饭，我们的机器人都可以做到。我们的机器人克服和改进的地方在于跟踪和避障两方面，跟踪方面，机器人通过各种传感器感知需要进行打扫的位置，并且做出相应的反馈，通过舵机与电机的配合行动作出相应应答；避障方面，通过红外传感器或者是超声波传感器等传感器进行对周围环境进行监测，并将所检测到的数据进行储存记忆，通过处理确定一条最佳行进路线。

2.1.2 监控环境保健康

服务型机器人通过检测人体的血压、心率、体温生理参数，对人体的健康状况进行实时监控，通过对室内温湿度、甲醛等有毒气体、烟雾等的检测保障室内安全，并且可以根据一个阶段的变化形成参数波形，方便了解其变化，一旦所检测的参数或含量超出指定范围或安全范围便可通过GMS发送短信报警来及时做出有效应答。此类机器与我们的身心健康息息相关，其创新之处在于将安装报警和健康检测融合在一起，不但提高了服务型机器人的功能，同时也提高了服务型机器人的档次，具有更广阔的发展前景。

2.2 迎宾机器人

已经有很多的迎宾机器人被用于校园导游或者是酒店导游，已经实现的功能有：对外来访客进行人脸识别，这一功能的实现为我们备留访客信息提供了便利；与访客进行语音对话，可以方便为访客进行指引或解决访客的问题；自由行走，更加准确的为访客进行指引。同时，迎宾机器人需要克服的和提升的最重要的方面是自主定位和避障。

2.2.1 自主定位

现在的迎宾机器人除了拥有传统的传感器外，还利用更先进的传感器来完成对机器人的触觉、视觉、声觉等各种感觉的实现，同时利用这些感觉来实现自主定位，较为普遍的是根据路标进行定位，原理像我们飞思卡尔智能车竞赛里的信标组一样，利用红外传感器对实现安置好的信标进行检测从而实现定位，通过传感器对光线的处理使其对白天和晚上都能正常工作，我们接下来着力于定位精度的提高。

2.2.2 避障

避障方面较为普遍利用的是红外和超声波模块，超声波模块主要用于远距离检测，红外模块主要用于近距离检测，已经应用的迎宾机器人在这方面的处理各式各样，曾经见过有将12个超声波和12个红外进行均匀安置，形成360度全方位检测来实现避障功能。

2.3 搬运机器人

搬运机器人的应用方方面面，众所周知，冷冻运输对于我们来说是一件多么不容易的事情，对身体的伤害也是不可预知的，为解决这一问题，我们将搬运机器人应用于冷冻运输，收到超市或各需求部门的要求后，通过上位机的控制，搬运机器人进入冷库按要求进行运输，通过上位机运到指定位置，从而实现“一条龙”服务。

3 服务型机器人的未来展望

服务型机器人虽出现得较晚，却发展迅速，未来的日子里服务型机器人将会更加被重视，像是迎宾机器人现在的自主定位要提前设置好某种特定的标志，未来我们将不再借助人为的标志来进行自主定位，而是根据大自然的存在进行定位。像家居机器人将不再一件功能一件功能的单独实现，而按照一定的逻辑实现一系列动作，比如床单脏了，可以先将床单换了，接着将脏床单放入洗衣机洗干净，洗干净后晒在阳台。除此之外，我们将会将服务型机器人应用于更多复杂的环境中，进一步解放人力，同时，它们的工作效率也会被进一步提高。

[1]陈军、陈振华，李素平，迎宾机器人轮式移动工作台的设计与控制方法研究[J].机械制造.2009.47卷（第543期）

[2]严毓培、陈志钦、严泽强，智能家居服务型机器人的设计与开发

[3]黄敦华、汪雅楠、周宝海，校园内导游服务型自主移动机器人设计与实现

[4]陈东富，面向家庭人工智能服务型机器人的设计与实现

[5]《哈佛商业评论》9月刊