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雙臂協(xié)作機(jī)器人的面世，讓機(jī)器人管家加速向我

長(zhǎng)久以來(lái)，我們?nèi)祟惗加幸粋€(gè)愿望——那就是希望機(jī)器人能像保姆一樣照料我們的飲食起居，并且比保姆更讓人放心，更加能干，扎克伯格也曾公開(kāi)表示希望能有一個(gè)機(jī)器人來(lái)照顧他的小女兒。實(shí)際上烹飪機(jī)器人這個(gè)愿望從技術(shù)上來(lái)說(shuō)已經(jīng)較為成熟，近期亮相的七軸雙臂協(xié)作式機(jī)器人“多可”就向我們展示了這類技術(shù)，它能夠獨(dú)自調(diào)制雞尾酒，并且在速度與技巧上戰(zhàn)勝了該項(xiàng)吉尼斯世界紀(jì)錄保持者的人類。它擁有雙目視覺(jué)，能夠自主判斷目標(biāo)并進(jìn)行操作；七軸機(jī)械臂使它能做到和人類一樣的動(dòng)作，并能夠在不移動(dòng)末端的情況下避開(kāi)障礙?？梢哉f(shuō)在雙手協(xié)作這類活動(dòng)中，機(jī)器人“多可”已經(jīng)達(dá)到人類同一或更高水平，“多可”有何不同？機(jī)器人管家進(jìn)入我們的生活還有哪些問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)呢？（圖為：雙臂協(xié)作機(jī)器人“多可”）雙臂協(xié)作機(jī)器人的面世，讓機(jī)器人管家加速向我們生活走來(lái) 我們知道現(xiàn)在的制造領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了很多的工業(yè)機(jī)器人，但這些機(jī)器人大多是單臂的，并且只有三軸或四軸，它們只能根據(jù)程序執(zhí)行特定環(huán)境下的特定動(dòng)作，因?yàn)樗鼈儾痪邆涓兄芰?，所以只能用欄桿將其和人類分開(kāi)工作。但雙臂協(xié)作機(jī)器人“多可”不一樣，它能夠與人類在同一環(huán)境中進(jìn)行安全靈活的交互，這讓我們看到了新的可能。總的來(lái)說(shuō)，“多可”是基于三項(xiàng)技術(shù)：冗余機(jī)械臂、力檢測(cè)與力反饋技術(shù)和雙目視覺(jué)技術(shù)去實(shí)現(xiàn)的。 1、冗余機(jī)械臂使其擁有極高的靈活度。傳統(tǒng)機(jī)械臂大多是六軸的，但它有七軸，能夠完成七個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，所以稱為冗余機(jī)械臂，但這一軸并不是白白多出來(lái)沒(méi)用的。中科新松有限公司副總裁楊躒認(rèn)為：理論上來(lái)說(shuō)，六軸機(jī)械臂可達(dá)所有點(diǎn)，但是冗余機(jī)械臂可以使其繞開(kāi)一些障礙完成更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，并且在到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)之后，在操作上第七軸更能夠獲得極大的靈活度。 2、力檢測(cè)與力反饋技術(shù)保障了安全。它機(jī)械臂中植入了雙重保險(xiǎn)的力檢測(cè)，這使機(jī)器人自身不會(huì)用力過(guò)大的同時(shí)，還讓人類能夠使它在任何位置下停止運(yùn)動(dòng)。不僅如此，楊躒還說(shuō)：“多可”還帶來(lái)了一種機(jī)器人示教方式的變革，傳統(tǒng)方式教給機(jī)器人新一個(gè)動(dòng)作需要進(jìn)行編程；而現(xiàn)在則可以手把手來(lái)教它，在模擬狀態(tài)下，用外力推動(dòng)其機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，然后它自己就會(huì)記錄這個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡，并且能夠重新完成同一動(dòng)作，這種方式也是力檢測(cè)與力反饋技術(shù)所帶來(lái)的另一個(gè)好處。 3、雙目視覺(jué)使其能適用多種環(huán)境。它使用的可動(dòng)雙目視覺(jué)技術(shù)擁有6個(gè)自由度，視野范圍達(dá)到660mm╳550mm。除了能夠感知人類保障安全之外，更重要的作用是識(shí)別目標(biāo)、確定目標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)、感知目標(biāo)的距離，這使其擁有了判斷能力，比如在調(diào)制雞尾酒時(shí)，它能夠鑒別不同的料酒并以此來(lái)選擇倒入的順序。其能夠根據(jù)特定目標(biāo)采取特定行動(dòng)，從而可以完成不同任務(wù)，適應(yīng)多種場(chǎng)景。協(xié)作機(jī)器人初創(chuàng)公司越疆科技的創(chuàng)始人兼CEO劉培超也持有同樣的看法，他認(rèn)為機(jī)械臂類型的機(jī)器人產(chǎn)品，如今在技術(shù)操作難度和輕巧度方面，已經(jīng)有能力和機(jī)會(huì)在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)大展拳腳。這是不是意味著機(jī)器人管家很快就能走進(jìn)千家萬(wàn)戶？比預(yù)想的來(lái)得晚一點(diǎn)，機(jī)器人管家還在等什么不過(guò)有人會(huì)問(wèn)，按理說(shuō)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但為什么在我們現(xiàn)實(shí)生活中還沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用呢？事實(shí)上，雖說(shuō)雙臂機(jī)器人在制造領(lǐng)域早已廣泛應(yīng)用，但消費(fèi)市場(chǎng)的不成熟與機(jī)器人的智能化水平較低使它們還難以大規(guī)模應(yīng)用于個(gè)人生活，機(jī)器人管家還需要等待兩個(gè)條件的成熟。 1、市場(chǎng)的成熟，個(gè)人消費(fèi)者的需求暫未喚醒與成本過(guò)高使得這個(gè)市場(chǎng)成熟還需一段時(shí)間。有人說(shuō)機(jī)器人管家就是一個(gè)偽需求，因?yàn)槲覀兡茏约鹤龅氖聻槭裁捶且寵C(jī)器人來(lái)做呢？這的確是需求未喚醒的體現(xiàn)，但這需求是存在的，這是一種懶人經(jīng)濟(jì)，就拿掃地機(jī)器人來(lái)說(shuō)，人類當(dāng)然也會(huì)掃地，但根據(jù)GFK的數(shù)據(jù)顯示：掃地機(jī)器人市場(chǎng)有超兩位數(shù)的增長(zhǎng)，2015年中國(guó)掃地機(jī)器人市場(chǎng)零售規(guī)模在50億元人民幣左右，2017年將達(dá)到75億元人民幣，2018年則將增長(zhǎng)至120億元人民幣。隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越不愿意在瑣事上浪費(fèi)時(shí)間，能夠幫你做飯的機(jī)器人當(dāng)然也會(huì)有這個(gè)機(jī)會(huì)。但現(xiàn)在市場(chǎng)對(duì)此并沒(méi)有多少反應(yīng)，一方面是因?yàn)閺S商的機(jī)器人成本較高，這類產(chǎn)品還沒(méi)有進(jìn)入消費(fèi)者的視野；另一方面是現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)也在快速增長(zhǎng)中，傳統(tǒng)機(jī)器人制造廠商還沒(méi)有進(jìn)入消費(fèi)者市場(chǎng)的興趣，只有一些家電廠商在苦苦探索。 2、機(jī)器人自身“本領(lǐng)”的成熟，目前編程式的作業(yè)模式限制了機(jī)器人的智能化水平。正如從事智能機(jī)器人與機(jī)械臂型機(jī)器人研究多年的美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)計(jì)算機(jī)與工程學(xué)院教授孫宇認(rèn)為：早期協(xié)作機(jī)器人的研究偏向于專門(mén)解決工業(yè)領(lǐng)域某一具體的需求，而后又專注于機(jī)械臂抓手本身的研究。這使其因延續(xù)于工業(yè)生產(chǎn)的重復(fù)性作業(yè)的要求，作業(yè)程序與交互方式都是以編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，雖說(shuō)編程能夠?qū)崿F(xiàn)各種步驟化動(dòng)作，但這還是極大的限制了它的智能性與通用性。是否能夠滿足各種菜肴的非同一性步驟，包容炒菜之外的洗、切、裝盤(pán)等一系類操作，使其達(dá)到能夠完全接管廚房的智能與通用水平成為了極大的考驗(yàn)；并且在交互方式上面也也不方便，如果使用語(yǔ)音交互或者物聯(lián)網(wǎng)交互等交互技術(shù)，形成完整的交互系統(tǒng)，減小難度，才能讓消費(fèi)者的使用門(mén)檻進(jìn)一步降低。同時(shí)孫宇也提到：進(jìn)入21世紀(jì)后，研究人員整合人工智能，提高作業(yè)精度和自動(dòng)化水平，開(kāi)始進(jìn)一步分解協(xié)作機(jī)器人的任務(wù)，滿足各種社會(huì)需求，使其有了進(jìn)入家庭服務(wù)的可能。好消息接踵而至，機(jī)器人管家真的快要來(lái)了雖然機(jī)器人管家還在等待好時(shí)間，但我們也不用過(guò)度悲觀，因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)顯現(xiàn)了一些繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。劉培超提到，在美國(guó)雙臂協(xié)作機(jī)器人已經(jīng)成為家庭生活的創(chuàng)造工具，協(xié)同激光雕刻、3D打印一起滿足創(chuàng)作需求，也已經(jīng)作為家庭烹飪的協(xié)作助手，幫助家庭生活變得更加自動(dòng)化，尤其是雙臂協(xié)作機(jī)器人在消費(fèi)市場(chǎng)上會(huì)有良好的銷(xiāo)售與應(yīng)用前景。 1、在全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)下，中國(guó)服務(wù)機(jī)器人行業(yè)也迎來(lái)了戰(zhàn)略發(fā)展期。根據(jù)IFR的數(shù)據(jù)，2014年服務(wù)機(jī)器人的銷(xiāo)量為470萬(wàn)臺(tái)，并預(yù)計(jì)到2018年全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)銷(xiāo)量將達(dá)3490萬(wàn)臺(tái)，且在服務(wù)機(jī)器人的銷(xiāo)量中，有70.2%來(lái)源于家政服務(wù)機(jī)器人。且國(guó)內(nèi)家電廠商已經(jīng)開(kāi)始布局，九陽(yáng)、美的也都推出了能夠自動(dòng)烹飪的機(jī)器，雖然暫時(shí)只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單地翻炒，在物料方面還要人工進(jìn)行大量的準(zhǔn)備，但這也不失為一個(gè)信號(hào)。且不同于掃地機(jī)器人市場(chǎng)的紅海競(jìng)爭(zhēng)，家庭烹飪機(jī)器人還是一個(gè)較為空白的市場(chǎng)，若能成功拉動(dòng)消費(fèi)者需求，這也會(huì)成為一個(gè)上百億的龐大市場(chǎng)。 2、機(jī)器人將與人工智能技術(shù)融合，將大力提高機(jī)器人的智能化水平。 2017年，工信部發(fā)布的《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃》指出，要提升家庭服務(wù)機(jī)器人的智能化水平，并明確到2020年，智能服務(wù)機(jī)器人將在環(huán)境感知、自然交互、自主學(xué)習(xí)、人機(jī)協(xié)作等關(guān)鍵技術(shù)取得突破；實(shí)現(xiàn)智能家庭服務(wù)機(jī)器人、智能公共服務(wù)機(jī)器人批量生產(chǎn)及應(yīng)用的目標(biāo)。并且早在2016年知名服務(wù)機(jī)器人企業(yè)科沃斯與國(guó)家級(jí)眾創(chuàng)空間孵化器蒲公英就聯(lián)合成立的孵化加速平臺(tái)——科沃斯蒲公英孵化加速器，這一孵化平臺(tái)就旨在專注于機(jī)器人與人工智能垂直創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的培育。在企業(yè)方面，也體現(xiàn)出了這種趨勢(shì)，并且在2017年就有了已經(jīng)實(shí)現(xiàn)落地的應(yīng)用，美國(guó)的Miso Robotics 和 Cali Group 兩家公司共同合作，開(kāi)發(fā)了一款名叫Flippy的雙臂協(xié)作機(jī)器人，他能夠幫助工作人員制作出完美的漢堡，并已經(jīng)在美國(guó)加利福尼亞州帕薩迪納的一家 CaliBurger 餐廳工作。Flippy應(yīng)用了深度學(xué)習(xí)技術(shù)，除了能夠簡(jiǎn)單地翻轉(zhuǎn)食物以外，還能學(xué)習(xí)調(diào)制配料、掌控烹飪的時(shí)間和溫度的高低，更為重要的是，它能夠像自動(dòng)駕駛一樣，從各種突發(fā)情況中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并制定出解決方案，從而漸漸地滿足更多的要求。不過(guò)就目前來(lái)說(shuō)，大多數(shù)機(jī)器人還只停留在自動(dòng)化的階段上。機(jī)器學(xué)習(xí)、語(yǔ)音交互、自適應(yīng)算法等人工智能技術(shù)的發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)結(jié)合起來(lái)將使機(jī)器人智能水平得到整體提升，機(jī)器人會(huì)越來(lái)越聰明，技術(shù)會(huì)將各種應(yīng)用場(chǎng)景的邊界打破，通用性機(jī)器人可能會(huì)被制造出來(lái)，機(jī)器人從而進(jìn)入自主化階段。下一個(gè)十年或許就是AI技術(shù)賦能下各類機(jī)器人管家大量應(yīng)用的時(shí)代，你準(zhǔn)備好了嗎？

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