造智能机器人要过几道难关?

23日开幕的2015世界机器人大会上,各种能跑会跳、能说会道、能与人沟通互动的智能服务机器人纷纷亮相,它们的聪明劲儿给人们留下了深刻印象。

科研人员研发制造这样的机器人,需要突破哪些技术难关?记者采访了新松机器人公司中央研究院院长徐方、中科院自动化研究所先进机器人研究中心吴正兴博士等。

专家告诉记者,机器人尤其是智能服务机器人需要具有人的动作、行为、想法以及各种能力,研发制造非常复杂,牵涉众多科学与工程学科,包括机械和电气工程、材料科学、计算机科学、人工智能、脑科学、仿生学、控制学等。

感知外界难

造智能机器人要过几道难关?

11月23日,观众在2015世界机器人大会上参观。新华社记者金立旺摄

机器人观察外部的“眼睛”通常是一台摄像机,近年来机器视觉技术不断发展,人脸、人体的识别和图像分析技术等使机器人可以识别面孔、手势、障碍物等。

机器人实现对外界的感知,靠的是各种传感器。如内感传感器提供位置、方向、身体和关节的运行速度等自身情况的信息,外感传感器提供周围环境的信息,包括立体照相机、激光测距、声呐、红外传感器、触觉传感器等。

高端传感器是机器人的核心技术部件,目前国内主要靠进口。不断提高传感器的精度和可靠性,以及多传感器信息融合是机器人感知系统需要解决的技术任务。

“大脑”思考难

造智能机器人要过几道难关?

11月23日,在2015世界机器人大会上,观众在参观一款机器人。新华社记者 金立旺 摄

机器人的“大脑”由计算机或多个微处理器组成。作为一个智能终端,人们看到的机器人其实是前台,它的后台必须具备强大的计算能力,将云计算、云存储与互联网技术结合,相当于一台超级计算机。科学家们一直在努力让它运算得更快、反应更敏捷、掌握的知识更丰富。

与人交流难

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11月23日,在2015世界机器人大会上,虚拟智能机器人“小i”回答参观者的提问。新华社记者 金立旺 摄

机器人怎样与人对话?机器人的声音传感器收集到声音信号,通过语音识别系统和语言处理技术将说话内容进行分析解读,在“听懂”意思后,计算机作出回应的指示,过语音合成器模拟人类说话。尤其是在嘈杂环境中实现语音识别、理解、处理,是一个非常重要的技术难点。

稳定行走难

造智能机器人要过几道难关?

11月23日,在2015世界机器人大会上,一款智能陪护机器人引起观众关注。新华社记者金立旺摄

不同于在固定环境作业的工业机器人,很多智能服务机器人处于敞开式环境中,每个场景都不一样,要自己认路、自由行走,还要能自主避障,这就需要自主导航定位、动态规划技术等。

能移动的机器人可以分为轮式或履带式机器人和行走机器人两类。行走机器人需要模拟腿部膝关节的弯曲伸展,它移动速度慢,但可以跨越台阶、山地等比较复杂的地形,因此运动控制对稳定性的要求就更高了。

未来任务艰巨

造智能机器人要过几道难关?

11月23日,在2015世界机器人大会上,一名参观者与一款机器人打乒乓球。新华社记者 金立旺 摄

专家们表示,由于科技发展水平的限制,想要使机器人的运行和功能更加智能,包括知识获娶表达和推理、计划、想象力等,依然是十分艰巨的任务。随着机器人应用领域的拓展,对机器人的环境适应性、环境感知、自主控制、人机交互等提出了更高的要求。通过与仿生学、神经科学、脑科学以及互联网技术等的结合,将加速机器人理论、方法和技术研究工作的进展。

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