服務(wù)機(jī)器人核心技術(shù)模塊分析:人機(jī)交互技術(shù)、操作系統(tǒng)技術(shù)及芯片技術(shù)

服務(wù)機(jī)器人的核心技術(shù)模塊包括環(huán)境感知與導(dǎo)航技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制 技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、操作系統(tǒng)技術(shù)及芯片技術(shù)。

1 環(huán)境感知與導(dǎo)航是指機(jī)器人通過(guò)傳感器獲取外界環(huán)境及自身信息，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建環(huán)境地圖，確定自身位置和姿態(tài)，從而通過(guò)決 策規(guī)劃行動(dòng)。除去慣性傳感器，服務(wù)機(jī)器人常用的傳感器包括激光雷 達(dá)、攝像頭、超聲/紅外測(cè)距，有些還配備觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和嗅覺(jué)等傳感 器；作為導(dǎo)航的核心，基于激光雷達(dá)的同步定位與建圖（simultaneous localization and mapping, SLAM）技術(shù)已在不少實(shí)際場(chǎng)景得到應(yīng)用， 而部分基于視覺(jué)的 SLAM 算法也已在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域得到驗(yàn)證。近些 年，國(guó)內(nèi)相繼涌現(xiàn)了以思嵐科技、禾賽科技、鐳神智能、速騰聚創(chuàng)、 北科天繪、�？低�視、北醒光子等一批激光雷達(dá)傳感器的生產(chǎn)公司。

2 運(yùn)動(dòng)控制器是服務(wù)機(jī)器人行動(dòng)的執(zhí)行者。硬件方面主要包括電 機(jī)、編碼器、減速器和控制器，其中舵機(jī)是步態(tài)服務(wù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制 的核心零部件，其集成了電機(jī)、減速器、編碼器和控制器；運(yùn)動(dòng)控 制的軟件和算法主要用于服務(wù)機(jī)器人的位置、速度、加速度和轉(zhuǎn)矩 等控制。

3 人機(jī)交互（Human Robot Interaction, HRI）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器 人與人溝通的橋梁。HRI 可借助不同傳感模態(tài)實(shí)現(xiàn)，常用的包括語(yǔ)音、 圖像、文本、觸控等。目前，基于語(yǔ)音的 HRI 是最主要的表現(xiàn)形式， 其中，科大訊飛在智能語(yǔ)音技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)跑地位。

4 操作系統(tǒng)是為服務(wù)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)而構(gòu)造的軟件平臺(tái)，可提供 一系列用于獲取、建立、編寫(xiě)和運(yùn)行多機(jī)整合的工具及程序。當(dāng)前全 球主流機(jī)器人操作系統(tǒng)為 Android 系統(tǒng)和 ROS（Robot Operating System）系統(tǒng)，中國(guó)自研的服務(wù)機(jī)器人操作系統(tǒng)目前還在發(fā)展當(dāng)中。

5 芯片是服務(wù)機(jī)器人硬件系統(tǒng)的核心。服務(wù)機(jī)器人的環(huán)境感知與導(dǎo) 航、運(yùn)動(dòng)控制、HRI 及操作系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)均會(huì)用到不同類(lèi)型的芯 片。服務(wù)機(jī)器人所用芯片可大致分為通用芯片和專用芯片兩類(lèi)。中國(guó) 在通用芯片領(lǐng)域與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在較大的差距，而在專 用芯片領(lǐng)域，尤其是在人工智能芯片領(lǐng)域，中國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭很好，代 表性的企業(yè)包括瑞芯微、炬芯、珠海全志、山景等，有望通過(guò)現(xiàn)有技 術(shù)優(yōu)勢(shì)提升國(guó)際影響力