基于餐厅服务机器人设计的改善分析

夏礼超

【摘要】从20世纪末期以来，国内外学者及研究所致力于室内环境下服务机器人的系统研究，由于移动定位技术是机器人的路径和导航的关键，引起了国内外学者的广泛关注，逐渐成为服务机器人领域的一个研究热点。本文从服务机器人技术研究现状进行解析，探究当前存在问题，并给解决方案。

【关键词】服务机器人；用户体验；人工智能

1服务机器人技术研究概况

随着计算机、传感器技术、人工智能和机器人技术的发展与进步，机器人得到了广泛的运用，几乎渗透到各个领域，并逐渐走进人们的日常生活人的工作环境也已经从固定的工厂和车间现场，逐渐发展到野外、水下、太空以及动态性很强的室内环境。服务机器人是一种能够自主或半自主地为人类提供服务并改善人们的生活质量的智能机器人。

2国内外研究

清华大学在1995年研发国内首个医疗护理机器人，该产品的手臂具有七个自由度，可以帮助或者替代护理员为病人提供取水、送药等简单的服务工作。1996年，哈尔冰工业大学开发设计出了导游机器人，是首个可以实现移动导航、自主避障等中国科学技术大学在2010设计了助老机器人，该产品可以语音识别，能够听懂语音指令，实现为倒水、智能提醒、取药等，还可以通过互联网客户端观察老人在家中的情况。

20世界60年代，由斯坦福研究院的Nils Nilssen和Charles Rosen等人，在1972年研制出了一种典型的自主移动机器人shakey，进行了复杂环境下机器人系统的实时控制研究。Khatib等基于移动平台和力反馈，提出高级机器人助手概念，但是难以实现高精度的目标定位、无法保证机器人的可靠性和安全性。随着传感器技术、信息处理技术、高性能控制器和规划技术的迅速发展，服务机器人的研制空前活跃取得了卓越的成果。

3现有技术及分析

餐厅服务机器人的总体设计框图如图 1 所示。采用模块化的设计原则，将该服务机器人分为五个模块：STM32 控制器、传感器模块、语音模块、运动控制模块、电源模块。

蔽障传感器的基本原理是利用物体的反射性质。通常采用红外避障传感器主要是该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、 价格便宜、 易于装配、使用方便等特点。

关于软件系统设计，送餐机器人沿着设定的路线循迹，设定好餐桌号后机器人会选择相应的位置送餐。系统软件流程图如图2所示，启动后，当服务员放好餐后，设置目的地餐桌号，首先判断奇数餐桌号还是偶数餐桌号，若检测到奇数餐桌号，则左侧传感器（1 号传感器）检测路口并使计数器加一，判断是否等于餐桌号，若相等转弯并循迹，当1号和7号传感器同时检测到白线时，停止并送餐；若检测到

偶数餐桌号，则右侧传感器（7 号传感器）检测路口并使计数器加一，判断 COUNT2 是否等于餐桌号，若相等转弯并循迹，当1号和7号传感器同时检测到白线时，停止并送餐。

4存在的问题

尽管现在餐厅机器人能吸引很多大众注意力，但是问题还有很多，阻碍着餐厅机器人的发展，阻碍着餐厅机器人的发展。

4.1环境适应性差

在实验室安静无障碍的环境中，餐厅机器人的语音识别和循迹能力都表现良好。但是在餐厅的实际使用环境中，餐厅机器人的抗干扰能力比较差。餐厅嘈杂的环境严重影响机器人的语音识别功能的发挥也会干扰机器人的循迹和定位功能。

4.2用户体验有待提高

目前送餐机器人对餐桌的处理能力比较差，只能将食物端到客人面前并要求客人自取。为了防止好奇的小孩破坏机器人，很多餐厅阻止顾客直接接触机器人。在未来，人们将会更加注重个性化，也因此在未来餐厅机器人将会发掘出更多可能开发的功能。

4.3外观不够美观

从现有的产品来看，国内大多数是欧美科幻风格。顾客来机器人餐厅就餐，大多是为了看机器人尝鲜。但目前大多数机器人的外观尚未达到令人满意的程度。

4.4 维护成本高

目前，餐厅机器人的运营成本普遍偏高。机器人的充电、维修等，都都需要真人来操作。使用机器人的成本实际比雇佣真服务员还要贵。

5改善设计

对于现有餐厅服务机器人服务存在的单一及安全性问题进行分析改进研究，对机器人进行的全局定位精准和可靠性以及机器人的使用安全性。让机器人在餐厅的复杂环境中，存在各种突发情况及环境中复杂的外部干扰方面仍需要深入改善研究，以提高服务机器人的智能化程度。

餐厅智能服务机器人实现了预期的功能，能够稳定的沿着设定的白线循迹，当遇到前方有人通过时，机器人会自动语音提示，同时能够准确的检测到设定的餐桌号， 到达目的地后，自动提示顾客取餐， 当压力传感器检测到顾客要求时，会自动按原路返回。

6结束语

在中国，餐厅机器人已经逐渐走进大众的视野。中国餐厅机器人面临的难题，也是世界上餐厅机器人面临的难题。餐厅机器人将日益智能化和个性化。未来多年，餐厅机器人还将保持这种蓬勃发展的强劲势头。餐厅机器人是一个前景广阔、值得去投入的市场。

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