未來服務機器人的應用與發展前景芻論

劉士暄

摘 要：文章對未來服務機器人的現狀、應用及發展前景進行了多方面的分析，指出服務機器人主要是為人類的生活提供服務，其應用類型主要分為保姆型、治安型及應用型，服務機器人的發展前景將全面化、智能化、市場化、人性化。

關鍵詞：人工智能；服務機器人；應用；發展前景；智能化

中圖分類號：TP242.6 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）03-0024-02

2017年5月的中國烏鎮圍棋峰會上，人工智能“阿爾法”與排名世界第一的圍棋冠軍柯潔對戰，以3比0的總比分獲勝。從此，圍棋界公認“阿爾法”的圍棋水平已經超過人類職業圍棋頂尖水平。阿爾法的獲勝，說明人工智能在一些方面已經超越了人類，這是人工智能領域的又一次突破和飛躍。于是，很多人在擔憂，未來人工智能會不會取代人類的位置，真像科幻小說里說的那樣——未來不需要人類？而作為人工智能的一部分的服務機器人，會不會在將來擁有人類的能力和感情，進而將人類取而代之？答案是：不會。服務機器人只能作為人類生活必不可少的一部分，輔助人類去實現和完成更高級、更完美的生活體驗。

智能機器人一般都應具備三個要素：感覺要素、運動要素和思考要素，想要讓機器人具備這三種要素，就需要有人工智能的加持。而智能機器人的提升和發展，也同時要求人工智能的不斷提高和進步。在人工智能的支持下，智能機器人的不斷發展，應用范圍日益廣泛，不再局限于生產、軍事等方面，而是能為人們提供各種服務。如炒菜機器人、機器人管家已經開始走進人們的生活。服務機器人能幫助人們照顧孩子和老人、做家務，減少人們的負擔，還會涉及包括醫療、自動駕駛、自動交通等領域?？傊?，隨著技術的發展，機器人在人們的生活中會越來越常見，用途也會越來越廣泛。

一、服務機器人概述

服務機器人是指能半自主或全自主完成服務人類工作的機器人，但它們不從事生產。服務機器人一般分為兩種：一種是專業領域的服務機器人，如清潔機器人、醫用機器人、水下機器人等；另一種是專門從事家庭及個人服務的機器人，在救援、監護、保安等領域都有廣泛的應用。

有著“機器人之父”美譽的恩格爾伯格于1985年開始研制、1990年投入市場、目前已在世界各地的幾十家醫院使用的“護士助手”機器人，被認為是世界上第一個服務機器人產品。經過技術的不斷發展，服務機器人技術飛速發展，在性能、外觀上都有很大改善?，F在的服務機器人具有可移動性強、機械結構實用便利、人機交互能力強、智能化程度高、具有云服務能力等特點?？梢苿有詮娛侵笝C器人為了完成各種服務工作，會改變自身的機械結構和各電動機的參數型號，達到動作靈活。機械結構實用便利是指機器人的機械結構有柔性設計，使它們既能完成工作，又能使非技術人員在操作機器人時避免傷害。人機交互能力強是指機器人有很多的傳感器和人機交互界面，不僅能收集信息，還能提高自身的人機交互能力，更好地為大眾服務，如智能輪椅，就是一種具有視覺和口令導航功能，并能與人進行語音交互的機器人輪椅。智能化程度高是指人工智能算法的快速發展及在機器人中的應用，使它能處理復雜問題、情況，不斷提高智能化水平。云服務能力使機器人作為一種信息傳輸載體，能發送接收信息。不僅使其能根據指令完成工作，還節省了芯片的復雜性，實現了“瘦身”的目的。服務機器人的發展與人工智能、互聯網聯系密切，其智能化水平和人機交互能力會不斷提高，能給用戶帶來更好的體驗。

二、服務機器人的應用范圍

1. 保姆型機器人

當今世界人口老齡化問題日益嚴重，未來的中青年人不僅要工作，還要照顧老年人并處理繁雜的家務勞動，這會耗費他們很多的時間和精力，給他們帶來很大的負擔。因此，未來會有保姆型機器人，幫助人們照顧老人、料理家務。保姆型機器人是覆蓋面最廣、最常見，人們最熟悉的一類機器人?？苹秒娪啊对τX醒》中，有個可愛的BB-8球形機器人，就是典型的保姆型機器人?，F實生活中，這類機器人在日常生活中服務于他人，具有很強的實用性能，如智能型吸塵器。據資料顯示：在英國，老年人的醫護費用占全國醫療總預算的70%，老年人實現居家養老，護理是最大的障礙。由英國20所大學聯合推動的一個服務機器人項目，就是要幫助人穿衣服和脫衣服，也就是智能穿戴機器人，可以幫助解決這個問題。

當前的保姆型機器人還處于初級階段，它的外形和舉動并不是模仿真人的，功能也比較單一。未來保姆型機器人發展到高級階段，就會有多種功能，可以打掃、洗衣服甚至做飯，在生活上照顧老人、孩子和家中的寵物，監護家人的身體健康，甚至對兒童進行早教等。

2. 治安型機器人

治安型機器人相當于保安，具有維護治安的功能。人的精力是有限的，一旦精神出現松懈，就會降低維護治安的效果。如果這時遇到危險情況，不僅不能保護周邊環境和人，還會危害到自身安全。治安型機器人只要有足夠的動力供應，設定好工作程序，就會高度集中、永不松懈地工作，始終保持高質量的治安效果。治安型機器人與人相比，不僅能提高安保效果，還能提高工作效率，在動力、技術等當面的花費也遠遠低于人力成本，可以節約成本。如針對火車站安保的機器人，可以配合安保人員隨時巡邏，隨機安檢。

3. 應用型機器人

應用型機器人依靠固定的程序完成工作任務，在很多行業中得到廣泛應用，如工廠、餐飲、醫療等行業。工廠中的機器人與人工相比失誤少，工作效率高。餐飲行業中的機器人可以分為廚房和送餐機器人，廚房機器人依靠視覺分析和智能處理技術，能進行簡單的烹飪。送餐機器人通過既定的軌跡、視覺分析技術和避障功能，能順利完成送餐工作。醫療行業的機器人有手術機器人、護理機器人、康復機器人和輔助機器人。手術機器人能幫助醫生的手術實現精確、微創的目的，并且利用機器人進行外科手術的技術已經日臻完善和成熟。護理機器人可以取藥、幫病人翻身，減少護士的工作負擔?？祻蜋C器人能協助肢體運動功能障礙的患者和腦部受傷的患者進行鍛煉，加快其康復進程。輔助機器人能幫助截肢患者恢復肢體功能。endprint

此外，應用型機器人還可應用于高危行業。比如消防、化學、海底等高危行業，工作環境可能有有毒氣體、高溫，會危害工作人員的健康安全，而應用機器人則可以有效避免這些傷害。如針對消防需求設計的防水淋，防腐蝕，能夠進行火場監測、搬移易燃易爆物品的消防機器人等；如環衛垃圾分揀機器人，分揀率可高達93%以上，并可最大限度地代替人類在惡劣環境下工作。

三、服務機器人的發展前景

1. 服務機器人的全面化

服務機器人的產生發展與機械、醫學、材料、生物等學科有著緊密的關系。因此，服務機器人技術要想進一步發展，所涉及的相關學科和相關技術也要快速發展。服務機器人整體技術水平提高，就會促進整個機器人產業的發展和全面升級。服務機器人的發展會促進相關學科、技術、整個產業、行業標準等各方面的發展，這就是服務機器人的全面化。

2. 服務機器人的智能化

服務機器人技術發展方向是智能化，未來服務機器人會廣泛應用傳感器技術、智能認知與感知技術、新材料、復雜動力控制技術等。智能算法是智能化的核心，傳感器技術不斷發展，其精度不斷提高，不僅能高速處理傳感信息，而且還能提高智能機器人的智能化水平。同時，傳感器技術的研究范圍也在不斷擴大，包括多智能、網絡、虛擬、臨場等傳感技術。因此，只有突破智能認知和感知技術，才能實現機器與人、環境的交互。機器視覺、超聲、激光雷達等技術的應用，會使機器人在復雜的環境中也能獲得大量數據，結合高效能計算能力對其進行分類和歸納，獲得可靠有效的信息。新材料與傳統材料相比有更優異的性能，如SMA這種新材料，其電阻和形狀會隨著溫度變化而變化，應用到機器人中可以完成傳感和驅動功能，使機器人的活動更靈活。而未來服務型機器人應用的范圍會日益擴大，任務需求會越來越多樣，工作環境會日益復雜多變，要求服務機器人的動態性、適應性、負載能力都要不斷提高。傳統動力學難以有效、大幅度地提高機器人的負載能力，因此要深入研究復雜動力控制技術，并使其在機器人中得到廣泛應用。

3. 服務機器人的市場化

服務機器人只有實現全面化和智能化，才能推動其市場化的發展。要實現市場化，服務機器人產業不僅要制定執行行業規范和準則，還要獲得大眾的認可和接受，這是一個長期的過程。智慧住宅中央控制服務機器人的誕生，實現了服務機器人市場化與服務性、實用性、全面性的有機結合，將城市、生活、智能科技無縫鏈接。

4. 服務機器人的人性化

未來服務機器人會與人融合得更加緊密，如獨特機械控制假手臂不僅能幫助患者獲得觸覺，還能完成各種復雜動作。只要患者在大腦中想自己要做什么，就會發出信號并轉變成對控制機械手臂的指令，完成相應工作。隨著技術的發展，人機交互功能與人臉識別等功能的逐漸完善，使人與機器人的融合程度不斷加深。同時，機器人的技術和功能日益強大，也會方便人與機器人的交流，實現服務機器人的人性化。

四、結束語

總之，服務機器人的應用能減少人們的生活負擔，使人們更好地投入到工作中并享受生活。當前，世界主要發達國家都把人工智能作為國家戰略，高度重視人工智能人才的培養，力圖在新一輪國際競爭中掌握主動權。我國必須以人工智能提升國防實力，保障和維護國家安全。同時，我國經濟發展進入新常態，深化供給側結構性改革任務非常艱巨，必須加快人工智能深度應用，培育壯大人工智能產業，為我國經濟發展注入新動能?？上攵?，服務機器人這一產業要想實現市場化，更好地發展并得到人們的認可和接受，就需要不斷完善自身的技術，發展智能化和人機交互能力，進而為人們提供更全面、優質的服務。

參考文獻：

[1]王俊卿.服務機器人競爭格局及未來發展趨勢[J].科技傳播，2016（02）.

[2]莫遠照.服務型機器人的發展與應用新趨勢[J].電子技術與軟件工程.2017（06）.

[3]王玉山，王偉，李仲陽，等.淺談服務機器人的應用現狀和發展前景[J].機電工程技術，2017（02）.

[4]于海旭.服務機器人的發展動態與趨勢分析[J].機械設計與制造工程，2016（05）.

[5]嵇鵬程，沈惠平.服務機器人的現狀及其發展趨勢[J].常州大學學報：自然科學版，2010（02）.

[6]王田苗，陳殿生，殷蘭蘭.服務機器人輔助老年人生活的新模式與必要性[J].機器人技術與應用，2010（01）.

[7]徐國保，尹怡欣，周美娟.智能移動機器人技術現狀及展望[J].機器人技術與應用，2007（02）.

[8]徐方，張希偉，杜振軍.我國家庭服務機器人產業發展現狀調研報告[J].機器人技術與應用，2009（02）.endprint