服務機器人核心技術模塊分析:人機交互技術、操作系統(tǒng)技術及芯片技術

服務機器人的核心技術模塊包括環(huán)境感知與導航技術、運動控制 技術、人機交互技術、操作系統(tǒng)技術及芯片技術。

1 環(huán)境感知與導航是指機器人通過傳感器獲取外界環(huán)境及自身信息，并在此基礎上構建環(huán)境地圖，確定自身位置和姿態(tài)，從而通過決 策規(guī)劃行動。除去慣性傳感器，服務機器人常用的傳感器包括激光雷 達、攝像頭、超聲/紅外測距，有些還配備觸覺、聽覺和嗅覺等傳感 器；作為導航的核心，基于激光雷達的同步定位與建圖（simultaneous localization and mapping, SLAM）技術已在不少實際場景得到應用， 而部分基于視覺的 SLAM 算法也已在服務機器人領域得到驗證。近些 年，國內相繼涌現(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傳感器的生產公司。

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

3 人機交互（Human Robot Interaction, HRI）技術是實現(xiàn)服務機器 人與人溝通的橋梁。HRI 可借助不同傳感模態(tài)實現(xiàn)，常用的包括語音、 圖像、文本、觸控等。目前，基于語音的 HRI 是最主要的表現(xiàn)形式， 其中，科大訊飛在智能語音技術領域處于領跑地位。

4 操作系統(tǒng)是為服務機器人標準化設計而構造的軟件平臺，可提供 一系列用于獲取、建立、編寫和運行多機整合的工具及程序。當前全 球主流機器人操作系統(tǒng)為 Android 系統(tǒng)和 ROS（Robot Operating System）系統(tǒng)，中國自研的服務機器人操作系統(tǒng)目前還在發(fā)展當中。

5 芯片是服務機器人硬件系統(tǒng)的核心。服務機器人的環(huán)境感知與導 航、運動控制、HRI 及操作系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的實現(xiàn)均會用到不同類型的芯 片。服務機器人所用芯片可大致分為通用芯片和專用芯片兩類。中國 在通用芯片領域與美國等發(fā)達國家相比仍然存在較大的差距，而在專 用芯片領域，尤其是在人工智能芯片領域，中國的發(fā)展勢頭很好，代 表性的企業(yè)包括瑞芯微、炬芯、珠海全志、山景等，有望通過現(xiàn)有技 術優(yōu)勢提升國際影響力