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机器人新闻

  • NAO 仿人机器人在科研与竞技上的优势

  •   近几年来, 世界科技水平飞速发展, 作为高科技产业代表的机器人技术的研究也成为了全球各国的科学家所关注的焦点之一。 机器人的应用同样涉及到生活当中各个方面, 例如未知环境的探测和侦察, 教学娱乐方面等。 可以说机器人的发展水平代表着一个国家的整体科技水平, 现如今越来越多的国家将精力投入到机器人相关领域的开发和研究当中, 大量工业机器人的使用很大程度上提升了一个国家的工业生产加工水平。 而仿人型机器人作为服务型机器人中的典型, 拥有者同样巨大的发展空间和消费市场, 同样受到了非常多的关注。

      在信息技术快速发展、 互联网普及的影响下, 以 06 年深度学习模型创立为标志,人工智能学科迎来了第三次高速发展。 依托于人工智能、 智能公共服务场景和服务模式的不断拓展和创新, 带动了服务机器人的快速发展。 2013 年以后, 全球服务机器人市场规模基本保持在年均增速 23.5%以上, 2018 年全球服务机器人市场规模以及达到了 92.5亿美元。全球机器人基础技术、 前沿技术都依旧处于迅猛发展阶段, 这个同时涉及到材料,机械, 控制, 传感器, 自动化, 计算机, 生命科学等的综合性学科, 在不断融合中, 迅速发展着。 而服务类的机器人主要的发展趋势就是不断向着人性化、 智能化的方向发展,同时向着各种不同的应用领域不断渗透扩展。

    NAO机器人

      就仿人机器人而言, 早在上世纪中叶, 许多国家就已经对仿人机器人的开发和研究。在这一领域中, 欧美的一些科研院所走在了前列, 他们将很多算法思想和创造性思维应用到了机器人的研发过程当中, 使得机器人有了更多的可能性。 Robocup 是 softbank,festo, Mathworks 联合组织的一个国际性机器人竞赛。 作为 RoboCup 的重量级项目, 标准平台足球赛可以说是整个比赛中关注度最高的项目, 足球赛中需对现有目标状态进行分析, 包括其他机器人位置、 足球位置、 球门位置等, 图像识别就产生了非常巨大的作用。 同时, Robocup 也带动着 NAO 机器人以及人工智能的发展, 现在, 国内外也出现了很多专门研究 NAO 机器人的团队。 第一届 Robocup 是 1997 年在日本名古屋举办的,当时只有 4 个国家, 40 多个队伍, 三个项目的比赛。 到 2018 年, 已经有超过 550 个队伍, 两千多名师生参加十多种各类分组的比赛项目。 在 2010 年, NAO 机器人还作为法国高端科技大使出现在上海世博会上。

      仿人机器人拥有几个重要特点, 也是这些特点让它们在服务等需要与人直接接触的任务中, 较其他形式的机器人更有优势。 首先是形体与人相似, 可以做出一些与人类相似的动作。 仿人机器人的研发中, 有一类是为了医疗目的进行开发的, 比如说与自闭症儿童进行沟通等, 这类机器人需要在交互中除了通过语言传达信息, 与人相似的外貌以及肢体语言可以照顾使用者的情绪、 感受, 以及接受能力等问题。 同时, 为了更好的判断使用者的情况以及周围环境, 利用更丰富的信息以完成更复杂的任务, 仿人型机器人还可以添加很多类似嗅觉, 触觉等传感器以达到特殊的需求。 仿人机器人也可以代替人类在极限环境下工作, 例如一些高温、 高压、 低温、 低压环境下的实验或者防护服的测试等。 但对于目前的人工智能深度学习之类的算法还不能很好地完成这些要求, 现有的技术还很难达到这些要求, 人工智能依旧有着非常大的发展空间和发展潜力。

    NAO机器人

      由 SoftBank 机器人制造和商业化的 NAO 仿人机器人, 具有 25 个自由度, 配备红外线传感器, 无线网络, 摄像头, 麦克风, 扬声器, IMU(惯性测量装置), 声呐传感器, 压力传感器和编码器。 丰富的输入可以为复杂的控制算法提供平台, 让多信息共同作用成为可能。 2007 年 NAO 机器人取代 Aibo(索尼的机器狗) 成为 RoboCup 标准平台, 在这件事的影响下, 在国内外迅速掀起了 NAO 机器人开发研究的热潮, 通过这件事再一次证明了 NAO 机器人的开发潜力和研究价值。 因为它使用 Linux 系统架构的嵌入式处理器作为核心处理器, 所以不仅可以使用官方开发的一套可视化编译软件进行编程, 也可以使用 C++, Python 等语言进行编程, 这就使得 NAO 机器人的开发有了很大的自由空间和可能性。

      虽然我国使用 NAO 机器人作为开发平台进行研究的时间不长, 2010 年初, 全国使用 NAO 的高校或研究单位依旧不超过 5 个, 在 NAO 上的技术成果也极为有限, 只有中国科学技术大学, 西安交通大学和同济大学等在进行相关的研发工作。 但其发展速度非常惊人, 到 2013 年初, 国内绝大多数高等院校, 都已经开始以 NAO 机器人为平台进行一系列的科学研究和实验, 国内很多机器人协会和机器人公司都相继举办了以 NAO机器人为基础平台的比赛, 促进大家的交流和进步。 2018 年“软银机器人杯” 中国机器人技能大赛已经有超过 300 个队伍参加。


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