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雙臂協作機器人的面世，讓機器人管家加速向我

長久以來，我們人類都有一個愿望——那就是希望機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，扎克伯格也曾公開表示希望能有一個機器人來照顧他的小女兒。實際上烹飪機器人這個愿望從技術上來說已經較為成熟，近期亮相的七軸雙臂協作式機器人“多可”就向我們展示了這類技術，它能夠獨自調制雞尾酒，并且在速度與技巧上戰勝了該項吉尼斯世界紀錄保持者的人類。它擁有雙目視覺，能夠自主判斷目標并進行操作；七軸機械臂使它能做到和人類一樣的動作，并能夠在不移動末端的情況下避開障礙?？梢哉f在雙手協作這類活動中，機器人“多可”已經達到人類同一或更高水平，“多可”有何不同？機器人管家進入我們的生活還有哪些問題與發展趨勢呢？（圖為：雙臂協作機器人“多可”）雙臂協作機器人的面世，讓機器人管家加速向我們生活走來我們知道現在的制造領域已經應用了很多的工業機器人，但這些機器人大多是單臂的，并且只有三軸或四軸，它們只能根據程序執行特定環境下的特定動作，因為它們不具備感知能力，所以只能用欄桿將其和人類分開工作。但雙臂協作機器人“多可”不一樣，它能夠與人類在同一環境中進行安全靈活的交互，這讓我們看到了新的可能。總的來說，“多可”是基于三項技術：冗余機械臂、力檢測與力反饋技術和雙目視覺技術去實現的。 1、冗余機械臂使其擁有極高的靈活度。傳統機械臂大多是六軸的，但它有七軸，能夠完成七個自由度的運動，所以稱為冗余機械臂，但這一軸并不是白白多出來沒用的。中科新松有限公司副總裁楊躒認為：理論上來說，六軸機械臂可達所有點，但是冗余機械臂可以使其繞開一些障礙完成更復雜的運動，并且在到達目標點之后，在操作上第七軸更能夠獲得極大的靈活度。 2、力檢測與力反饋技術保障了安全。它機械臂中植入了雙重保險的力檢測，這使機器人自身不會用力過大的同時，還讓人類能夠使它在任何位置下停止運動。不僅如此，楊躒還說：“多可”還帶來了一種機器人示教方式的變革，傳統方式教給機器人新一個動作需要進行編程；而現在則可以手把手來教它，在模擬狀態下，用外力推動其機械臂進行運動，然后它自己就會記錄這個運動軌跡，并且能夠重新完成同一動作，這種方式也是力檢測與力反饋技術所帶來的另一個好處。 3、雙目視覺使其能適用多種環境。它使用的可動雙目視覺技術擁有6個自由度，視野范圍達到660mm╳550mm。除了能夠感知人類保障安全之外，更重要的作用是識別目標、確定目標的三維結構、感知目標的距離，這使其擁有了判斷能力，比如在調制雞尾酒時，它能夠鑒別不同的料酒并以此來選擇倒入的順序。其能夠根據特定目標采取特定行動，從而可以完成不同任務，適應多種場景。協作機器人初創公司越疆科技的創始人兼CEO劉培超也持有同樣的看法，他認為機械臂類型的機器人產品，如今在技術操作難度和輕巧度方面，已經有能力和機會在消費級市場大展拳腳。這是不是意味著機器人管家很快就能走進千家萬戶？比預想的來得晚一點，機器人管家還在等什么不過有人會問，按理說技術已經較為成熟，但為什么在我們現實生活中還沒有大規模應用呢？事實上，雖說雙臂機器人在制造領域早已廣泛應用，但消費市場的不成熟與機器人的智能化水平較低使它們還難以大規模應用于個人生活，機器人管家還需要等待兩個條件的成熟。 1、市場的成熟，個人消費者的需求暫未喚醒與成本過高使得這個市場成熟還需一段時間。有人說機器人管家就是一個偽需求，因為我們能自己做的事為什么非要讓機器人來做呢？這的確是需求未喚醒的體現，但這需求是存在的，這是一種懶人經濟，就拿掃地機器人來說，人類當然也會掃地，但根據GFK的數據顯示：掃地機器人市場有超兩位數的增長，2015年中國掃地機器人市場零售規模在50億元人民幣左右，2017年將達到75億元人民幣，2018年則將增長至120億元人民幣。隨著生活水平的提高，人們越來越不愿意在瑣事上浪費時間，能夠幫你做飯的機器人當然也會有這個機會。但現在市場對此并沒有多少反應，一方面是因為廠商的機器人成本較高，這類產品還沒有進入消費者的視野；另一方面是現在的工業機器人市場也在快速增長中，傳統機器人制造廠商還沒有進入消費者市場的興趣，只有一些家電廠商在苦苦探索。 2、機器人自身“本領”的成熟，目前編程式的作業模式限制了機器人的智能化水平。正如從事智能機器人與機械臂型機器人研究多年的美國南佛羅里達大學計算機與工程學院教授孫宇認為：早期協作機器人的研究偏向于專門解決工業領域某一具體的需求，而后又專注于機械臂抓手本身的研究。這使其因延續于工業生產的重復性作業的要求，作業程序與交互方式都是以編程來實現的，雖說編程能夠實現各種步驟化動作，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、裝盤等一系類操作，使其達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；并且在交互方式上面也也不方便，如果使用語音交互或者物聯網交互等交互技術，形成完整的交互系統，減小難度，才能讓消費者的使用門檻進一步降低。同時孫宇也提到：進入21世紀后，研究人員整合人工智能，提高作業精度和自動化水平，開始進一步分解協作機器人的任務，滿足各種社會需求，使其有了進入家庭服務的可能。好消息接踵而至，機器人管家真的快要來了雖然機器人管家還在等待好時間，但我們也不用過度悲觀，因為現在已經顯現了一些繼續發展的趨勢。劉培超提到，在美國雙臂協作機器人已經成為家庭生活的創造工具，協同激光雕刻、3D打印一起滿足創作需求，也已經作為家庭烹飪的協作助手，幫助家庭生活變得更加自動化，尤其是雙臂協作機器人在消費市場上會有良好的銷售與應用前景。 1、在全球服務機器人市場快速增長的趨勢下，中國服務機器人行業也迎來了戰略發展期。根據IFR的數據，2014年服務機器人的銷量為470萬臺，并預計到2018年全球服務機器人市場銷量將達3490萬臺，且在服務機器人的銷量中，有70.2%來源于家政服務機器人。且國內家電廠商已經開始布局，九陽、美的也都推出了能夠自動烹飪的機器，雖然暫時只能實現簡單地翻炒，在物料方面還要人工進行大量的準備，但這也不失為一個信號。且不同于掃地機器人市場的紅海競爭，家庭烹飪機器人還是一個較為空白的市場，若能成功拉動消費者需求，這也會成為一個上百億的龐大市場。 2、機器人將與人工智能技術融合，將大力提高機器人的智能化水平。 2017年，工信部發布的《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃》指出，要提升家庭服務機器人的智能化水平，并明確到2020年，智能服務機器人將在環境感知、自然交互、自主學習、人機協作等關鍵技術取得突破；實現智能家庭服務機器人、智能公共服務機器人批量生產及應用的目標。并且早在2016年知名服務機器人企業科沃斯與國家級眾創空間孵化器蒲公英就聯合成立的孵化加速平臺——科沃斯蒲公英孵化加速器，這一孵化平臺就旨在專注于機器人與人工智能垂直創業項目的培育。在企業方面，也體現出了這種趨勢，并且在2017年就有了已經實現落地的應用，美國的Miso Robotics 和 Cali Group 兩家公司共同合作，開發了一款名叫Flippy的雙臂協作機器人，他能夠幫助工作人員制作出完美的漢堡，并已經在美國加利福尼亞州帕薩迪納的一家 CaliBurger 餐廳工作。Flippy應用了深度學習技術，除了能夠簡單地翻轉食物以外，還能學習調制配料、掌控烹飪的時間和溫度的高低，更為重要的是，它能夠像自動駕駛一樣，從各種突發情況中總結經驗并制定出解決方案，從而漸漸地滿足更多的要求。不過就目前來說，大多數機器人還只停留在自動化的階段上。機器學習、語音交互、自適應算法等人工智能技術的發展與物聯網、大數據、云計算技術結合起來將使機器人智能水平得到整體提升，機器人會越來越聰明，技術會將各種應用場景的邊界打破，通用性機器人可能會被制造出來，機器人從而進入自主化階段。下一個十年或許就是AI技術賦能下各類機器人管家大量應用的時代，你準備好了嗎？

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