人机协同 服务机器人走近你我

 　炒菜机器人，大概是目前最接近服务机器人的产品了。累了一天不想动弹的年轻父母、披星戴月回到出租屋的青年、宅家想做饭而不得法的打工人，用电饭锅焖个饭，炒菜机器人炒个菜，舒舒服服吃一顿，这是多么诱人的场景。但是，大部分跟风买了炒菜机器人的人都后悔了。很多人对现阶段人工智能的程度不了解，他们忽略了炒菜机器人只会机械翻炒，而择、洗、切、调味、装盘、刷锅等仍需要人工进行的事实。

　　可以预见，未来服务机器人尤其是家庭服务机器人会有很大的需求。但什么是服务机器人？人机协同的服务机器人离我们还有多远，什么时候能真正进入家庭？除了视觉和听觉技术，哪些技术的突破和进展让它们有了走进家庭生活的可能？它们还有哪些挑战需要克服？本报记者就此进行了采访。

　　服务机器人要有互动性

　　上班前扫地机器人正在充电，回家后地已经扫完了；疫情期间，消毒机器人、配送机器人提供了无接触式服务；北京冬奥会场馆内，炒菜机器人、送餐机器人惊艳了各国运动员……如今，机器人已经悄然服务于我们的生活了。

　　机器人被誉为制造业皇冠顶端的明珠。2021年全球服务机器人需求端销售额达146亿美元，增速达32.2%。数字科技正在加速融入经济社会和生活的方方面面，一个智能泛在、虚实共生的时空正逐渐展开。

　　家用扫地机叫机器人，农业种植、采摘、耕地的工具也叫机器人，残疾人使用的外骨骼加强设备还是叫机器人，但它们之间的差异很大。那么，到底什么是机器人？消费者又需要什么样的服务机器人？“总体看，机器人有工业机器人、特种机器人和服务机器人三大类。”中国科学院院士、华中科技大学机械科学与工程学院教授丁汉说。随着概念的演进，机器人可以说无处不在，包括机械臂、海陆空机器人，以及可以有情感交流、能陪护的人机交互类服务机器人。其中，服务机器人对各方面技术突破有着非常高的要求。

　　“我是不会翻铲子吗？我是不想洗菜、配料、洗锅。”知乎用户楚天吐槽说，炒菜机器人与厨艺基本上没什么关系。你期望炒菜机器人比你更会掌握火候，那就是想多了。“炒菜机器人根本就不是技术成不成熟的问题，是没有从根本上解决做饭的痛点问题，可以说是完全不懂做饭、没有任何厨房经历的人才会想出来的东西。”武汉科技大学工学硕士厨男尚一刀吐槽说。

　　“服务机器人要服务于人，所以它必须要能跟人互动。”按腾讯首席科学家张正友的理解，因为环境的不确定性，所以服务机器人的自主能力至关重要。以此来区分，工业机器人、炒菜机器人等不像是严格意义上的机器人，更像是微波炉一样的电器。

　　在对炒菜机器人失望的用户心目中，真正的服务机器人其实应该更具备“人”的特征。“服务机器人要有基本的五感（看、听、嗅、尝、触），能听、能看、能抚摸、能帮扶，包括有嗅觉能力，能感知到气味并做出应对。”清华大学教授徐迎庆认为，从用户体验来讲，服务机器人要具备沟通和交流的能力，甚至要能听出语言中不同情感的差别。

　　嗅觉和触觉仍需探索

　　成都的何女士对记者说，女儿带着他们老两口在成都老字号川菜红杏酒家吃饭，上菜的是机器人，他们还拍了视频。

　　当送菜机器人穿过熙熙攘攘的大厅，把麻婆豆腐端给食客时，用的是机器人五感中的视觉功能。

　　据了解，目前机器人五感的应用中，视觉、听觉领先，嗅觉和触觉仍旧在探索中。在触觉方面，清华大学未来实验室为盲人设计了一台专用计算机，配有性价比最好的高分辨触觉终端，可以显示高精度的触感盲文和触觉图像。

　　“类比人的五感，现在不少服务机器人不仅能和我们对话，也可以绕过障碍物行走，这是听和看的能力。”腾讯研究院院长司晓说。

　　从目前来看，对服务机器人嗅觉、味觉以及触觉的研究还远远不够。服务机器人如果要走进家庭，需要五感进一步提升，例如洗碗机如果没有及时清理会产生气味，服务机器人可以使用嗅觉技术来检测并提醒。

　　人对世界的感知是通过眼耳鼻舌身，机器人的感知则是各种传感器，因此，五感的发展速度与传感器密切相关。张正友认为，机器人的视觉发展较好，这跟作为传感器的摄像头长期应用密切相关，如今摄像头已经标准化，分辨率越来越高，噪声越来越小，且积累了很多的数据，从而可以训练机器人进行图像识别等。但触觉、嗅觉等方面还没有标准的传感器，既缺乏足够的感知能力，也缺乏足够的数据量支撑机器人学习。未来，随着AI技术和越来越灵敏的传感器相结合，人机共生就会往前推进。

　　结合人工智能技术是重要命题

　　AI（人工智能）在机器人领域发挥了决定性的作用。司晓认为，由于家庭服务场景非结构化且非常复杂，服务机器人要执行比工业机器人更复杂的操作，因此对交互性和自主性更为看重，AI在其中扮演着重要角色。

　　“AI是推动机器人技术进步的动力。”丁汉认为，AI的每一点进步对机器人都将是突破性的，也是非常困难的。

　　张正友认为，要实现机器人多种多样的服务功能，所涉及的核心技术包括AI、机器人的本体、学习进阶、灵巧操控、理解人的情感并做出相应反应等，只有这样，服务机器人才有可能进入到人机共生阶段。服务机器人的智能化再加上学习、情感和操控能力，就可以实现与人、环境、互联网以及其他机器人的交互。同时，随着服务机器人从自动化向智能化方向发展，可以通过感知、学习、执行、规划而形成“反应式的自主”。当可以实现自主或智能以后，服务机器人的应用就会非常多，比如复杂工艺的操作、老年人的陪伴护理等。

　　作为一个人口大国，未来服务机器人尤其是家庭服务机器人在我国将是刚需。“常见的机器人如送餐机器人等，其应用环境简单，不需要很强的非结构化环境处理能力，是半自主的。”丁汉说，但家庭服务机器人则不同。以康复机器人为例，至今很难实际应用的难点，一是材料笨重，二是传感技术不完备，三是微小电机等基础零部件不过关，四是难以实现真正的智能化。此外，如果大规模使用，还需要严格保障安全性，解决续航能力等。

　　张正友认为，除了电池续航问题，人机共生一定要做到零部件轻量化，比如目前的电机依然很笨重，工艺上需要做轻量化突破。但从商业角度看，目前机器人的量不够大，很少有企业愿意花成本做工艺创新。

　　用户体验也非常重要。高科技不一定是新科技，某些新科技也不一定现阶段可以满足刚需。此外，大规模服务机器人的应用还涉及个人隐私保护等，这些问题都需要业界共同探讨、合理解决。

　　人机协同是大势所趋，让机器服务于人而非替代人，需要全行业坚持向善向上，让技术变得更可解释、更可信和更安全，让技术去增强人的能力，服务人的需求，共同创造人机协作的美好未来。