未来服务机器人的应用与发展前景刍论

刘士暄

摘 要：文章对未来服务机器人的现状、应用及发展前景进行了多方面的分析，指出服务机器人主要是为人类的生活提供服务，其应用类型主要分为保姆型、治安型及应用型，服务机器人的发展前景将全面化、智能化、市场化、人性化。

關键词：人工智能；服务机器人；应用；发展前景；智能化

中图分类号：TP242.6 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2018）03-0024-02

2017年5月的中国乌镇围棋峰会上，人工智能“阿尔法”与排名世界第一的围棋冠军柯洁对战，以3比0的总比分获胜。从此，围棋界公认“阿尔法”的围棋水平已经超过人类职业围棋顶尖水平。阿尔法的获胜，说明人工智能在一些方面已经超越了人类，这是人工智能领域的又一次突破和飞跃。于是，很多人在担忧，未来人工智能会不会取代人类的位置，真像科幻小说里说的那样——未来不需要人类？而作为人工智能的一部分的服务机器人，会不会在将来拥有人类的能力和感情，进而将人类取而代之？答案是：不会。服务机器人只能作为人类生活必不可少的一部分，辅助人类去实现和完成更高级、更完美的生活体验。

智能机器人一般都应具备三个要素：感觉要素、运动要素和思考要素，想要让机器人具备这三种要素，就需要有人工智能的加持。而智能机器人的提升和发展，也同时要求人工智能的不断提高和进步。在人工智能的支持下，智能机器人的不断发展，应用范围日益广泛，不再局限于生产、军事等方面，而是能为人们提供各种服务。如炒菜机器人、机器人管家已经开始走进人们的生活。服务机器人能帮助人们照顾孩子和老人、做家务，减少人们的负担，还会涉及包括医疗、自动驾驶、自动交通等领域。总之，随着技术的发展，机器人在人们的生活中会越来越常见，用途也会越来越广泛。

一、服务机器人概述

服务机器人是指能半自主或全自主完成服务人类工作的机器人，但它们不从事生产。服务机器人一般分为两种：一种是专业领域的服务机器人，如清洁机器人、医用机器人、水下机器人等；另一种是专门从事家庭及个人服务的机器人，在救援、监护、保安等领域都有广泛的应用。

有着“机器人之父”美誉的恩格尔伯格于1985年开始研制、1990年投入市场、目前已在世界各地的几十家医院使用的“护士助手”机器人，被认为是世界上第一个服务机器人产品。经过技术的不断发展，服务机器人技术飞速发展，在性能、外观上都有很大改善。现在的服务机器人具有可移动性强、机械结构实用便利、人机交互能力强、智能化程度高、具有云服务能力等特点。可移动性强是指机器人为了完成各种服务工作，会改变自身的机械结构和各电动机的参数型号，达到动作灵活。机械结构实用便利是指机器人的机械结构有柔性设计，使它们既能完成工作，又能使非技术人员在操作机器人时避免伤害。人机交互能力强是指机器人有很多的传感器和人机交互界面，不仅能收集信息，还能提高自身的人机交互能力，更好地为大众服务，如智能轮椅，就是一种具有视觉和口令导航功能，并能与人进行语音交互的机器人轮椅。智能化程度高是指人工智能算法的快速发展及在机器人中的应用，使它能处理复杂问题、情况，不断提高智能化水平。云服务能力使机器人作为一种信息传输载体，能发送接收信息。不仅使其能根据指令完成工作，还节省了芯片的复杂性，实现了“瘦身”的目的。服务机器人的发展与人工智能、互联网联系密切，其智能化水平和人机交互能力会不断提高，能给用户带来更好的体验。

二、服务机器人的应用范围

1. 保姆型机器人

当今世界人口老龄化问题日益严重，未来的中青年人不仅要工作，还要照顾老年人并处理繁杂的家务劳动，这会耗费他们很多的时间和精力，给他们带来很大的负担。因此，未来会有保姆型机器人，帮助人们照顾老人、料理家务。保姆型机器人是覆盖面最广、最常见，人们最熟悉的一类机器人。科幻电影《原力觉醒》中，有个可爱的BB-8球形机器人，就是典型的保姆型机器人。现实生活中，这类机器人在日常生活中服务于他人，具有很强的实用性能，如智能型吸尘器。据资料显示：在英国，老年人的医护费用占全国医疗总预算的70%，老年人实现居家养老，护理是最大的障碍。由英国20所大学联合推动的一个服务机器人项目，就是要帮助人穿衣服和脱衣服，也就是智能穿戴机器人，可以帮助解决这个问题。

当前的保姆型机器人还处于初级阶段，它的外形和举动并不是模仿真人的，功能也比较单一。未来保姆型机器人发展到高级阶段，就会有多种功能，可以打扫、洗衣服甚至做饭，在生活上照顾老人、孩子和家中的宠物，监护家人的身体健康，甚至对儿童进行早教等。

2. 治安型机器人

治安型机器人相当于保安，具有维护治安的功能。人的精力是有限的，一旦精神出现松懈，就会降低维护治安的效果。如果这时遇到危险情况，不仅不能保护周边环境和人，还会危害到自身安全。治安型机器人只要有足够的动力供应，设定好工作程序，就会高度集中、永不松懈地工作，始终保持高质量的治安效果。治安型机器人与人相比，不仅能提高安保效果，还能提高工作效率，在动力、技术等当面的花费也远远低于人力成本，可以节约成本。如针对火车站安保的机器人，可以配合安保人员随时巡逻，随机安检。

3. 应用型机器人

应用型机器人依靠固定的程序完成工作任务，在很多行业中得到广泛应用，如工厂、餐饮、医疗等行业。工厂中的机器人与人工相比失误少，工作效率高。餐饮行业中的机器人可以分为厨房和送餐机器人，厨房机器人依靠视觉分析和智能处理技术，能进行简单的烹饪。送餐机器人通过既定的轨迹、视觉分析技术和避障功能，能顺利完成送餐工作。医疗行业的机器人有手术机器人、护理机器人、康复机器人和辅助机器人。手术机器人能帮助医生的手术实现精确、微创的目的，并且利用机器人进行外科手术的技术已经日臻完善和成熟。护理机器人可以取药、帮病人翻身，减少护士的工作负担。康复机器人能协助肢体运动功能障碍的患者和脑部受伤的患者进行锻炼，加快其康复进程。辅助机器人能帮助截肢患者恢复肢体功能。endprint

此外，应用型机器人还可应用于高危行业。比如消防、化学、海底等高危行业，工作环境可能有有毒气体、高温，会危害工作人员的健康安全，而应用机器人则可以有效避免这些伤害。如针对消防需求設计的防水淋，防腐蚀，能够进行火场监测、搬移易燃易爆物品的消防机器人等；如环卫垃圾分拣机器人，分拣率可高达93%以上，并可最大限度地代替人类在恶劣环境下工作。

三、服务机器人的发展前景

1. 服务机器人的全面化

服务机器人的产生发展与机械、医学、材料、生物等学科有着紧密的关系。因此，服务机器人技术要想进一步发展，所涉及的相关学科和相关技术也要快速发展。服务机器人整体技术水平提高，就会促进整个机器人产业的发展和全面升级。服务机器人的发展会促进相关学科、技术、整个产业、行业标准等各方面的发展，这就是服务机器人的全面化。

2. 服务机器人的智能化

服务机器人技术发展方向是智能化，未来服务机器人会广泛应用传感器技术、智能认知与感知技术、新材料、复杂动力控制技术等。智能算法是智能化的核心，传感器技术不断发展，其精度不断提高，不仅能高速处理传感信息，而且还能提高智能机器人的智能化水平。同时，传感器技术的研究范围也在不断扩大，包括多智能、网络、虚拟、临场等传感技术。因此，只有突破智能认知和感知技术，才能实现机器与人、环境的交互。机器视觉、超声、激光雷达等技术的应用，会使机器人在复杂的环境中也能获得大量数据，结合高效能计算能力对其进行分类和归纳，获得可靠有效的信息。新材料与传统材料相比有更优异的性能，如SMA这种新材料，其电阻和形状会随着温度变化而变化，应用到机器人中可以完成传感和驱动功能，使机器人的活动更灵活。而未来服务型机器人应用的范围会日益扩大，任务需求会越来越多样，工作环境会日益复杂多变，要求服务机器人的动态性、适应性、负载能力都要不断提高。传统动力学难以有效、大幅度地提高机器人的负载能力，因此要深入研究复杂动力控制技术，并使其在机器人中得到广泛应用。

3. 服务机器人的市场化

服务机器人只有实现全面化和智能化，才能推动其市场化的发展。要实现市场化，服务机器人产业不仅要制定执行行业规范和准则，还要获得大众的认可和接受，这是一个长期的过程。智慧住宅中央控制服务机器人的诞生，实现了服务机器人市场化与服务性、实用性、全面性的有机结合，将城市、生活、智能科技无缝链接。

4. 服务机器人的人性化

未来服务机器人会与人融合得更加紧密，如独特机械控制假手臂不仅能帮助患者获得触觉，还能完成各种复杂动作。只要患者在大脑中想自己要做什么，就会发出信号并转变成对控制机械手臂的指令，完成相应工作。随着技术的发展，人机交互功能与人脸识别等功能的逐渐完善，使人与机器人的融合程度不断加深。同时，机器人的技术和功能日益强大，也会方便人与机器人的交流，实现服务机器人的人性化。

四、结束语

总之，服务机器人的应用能减少人们的生活负担，使人们更好地投入到工作中并享受生活。当前，世界主要发达国家都把人工智能作为国家战略，高度重视人工智能人才的培养，力图在新一轮国际竞争中掌握主动权。我国必须以人工智能提升国防实力，保障和维护国家安全。同时，我国经济发展进入新常态，深化供给侧结构性改革任务非常艰巨，必须加快人工智能深度应用，培育壮大人工智能产业，为我国经济发展注入新动能。可想而知，服务机器人这一产业要想实现市场化，更好地发展并得到人们的认可和接受，就需要不断完善自身的技术，发展智能化和人机交互能力，进而为人们提供更全面、优质的服务。

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