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嵌入式計算機系統在服務機器人領域的應用

嵌入式計算機系統在服務機器人領域的應用

服務機器人的應用范圍很廣,主要從事維護保養、修理、運輸、清洗、保安、救援、監護等工作。國際機器人聯合會經過幾年的搜集整理,給了服務機器人一個初步的定義:服務機器人是一種半自主或全自主工作的機器人,它能完成有益于人類健康的服務工作,但不包括從事生產的設備。機器人技術糅合了機械、電子、計算機、自動控制、人工智能、軟件技術等多門學科。物聯網快速發展和人們越來越多的關注生活質量的時代背景下,服務型機器人已成為各國科學與技術領域重點研究的對象,在各行各業的應用衍生出了多種服務機器人類型。

服務型機器人.jpeg

服務機器人共性技術

1)移動平臺技術

大量服務機器人通過自主移動機構實現在室內環境下的運動,在這類運動中存在一些共性問題,如控制器、驅動器和傳感器的標準化問題、機器人操作系統的實時性問題、機器人內部通信總線的魯棒性問題、機器人的集成開發環境問題等。

2)機械機構與驅動

家用服務機器人在不同的作業環境下工作,需要不同類型的移動機構和作業機構。機器人的執行機構和驅動機構將朝著微型化和一體化的方向發展。開發具有真正操作能力的機器人,必須解決服務機器人的移動機構和作業機構對家庭環境和不同作業任務的適應性問題。比如,學術界一直熱衷于雙足機器人、仿人型操作臂和靈巧手的開發。

3)智能感知技術

傳感器是服務機器人的關鍵部件,是其對環境做出準確、及時反映的信息基礎。針對家用服務機器人對獲取周圍感知信息的需求,開發物美價廉的適合在家庭環境內使用的(包括對人體安全的)傳感器模塊,是服務機器人真正以低成本進入普通百姓家庭的必要條件。

除了傳統的超聲波、紅外、視覺等傳感器外,新型的觸覺傳感器、位姿傳感器等智能傳感器的開發及基于這些傳感器模塊的感知綜合,也將是家用服務機器人感知未來的發展方向。

4)人機交互技術

家用機器人既以服務為目的,人們自然需要有更多、更方便、更自然的方式與機器人進行交互,這包括高層次的語音、情感交互及低層次的力覺和觸覺的交互等。

5)網絡通信技術

網絡通信技術與機器人技術的結合促進了機器人技術的發展,也給機器人技術提出了挑戰。為彌補當前智能機器人系統發展的不成熟,通過網絡實現操作者對機器人的計算機輔助遙操作,是對智能機器人系統的一個很好的補充。通過網絡可以將機器人構成一個動態分布式系統。從機器人角度看,這就提出了分布式導航、定位、建模、協調控制等問題。

 

以下是一些具體的應用:

1、餐廳機器人,現在的餐廳機器人已不僅僅局限于餐廳在迎賓、點菜、送客等方面的基礎服務,還要具有強大的語音交互和安保管理等優勢實現更多人性化需求,才能為餐廳減少人工成本,創造更高的收益。

2、家庭機器人,家用機器人的智能化表現較為常見的有打掃功能、智能家居控制和語音交互等方面,隨著物聯網和大數據的快速發展,還對其提出了遠距離監控和安防等功能,需要家用機器人全天候關注家中動態,為家庭保駕護航。

3、醫療服務機器人,醫院用服務型機器人,具有強大的智能識別和自動化能力,能夠輔助醫患完成各種自動繳費、送藥、病情監控等任務,為醫生護士們的工作帶來便利,方便人們快捷就醫。

智能輪椅.jpeg

智能輪椅:隨著社會的發展和人類文明程度的提高,殘疾人愈來愈需要運用現代高新技術來改善他們的生活質量。因此,對用于幫助殘障人行走的機器人輪椅的研究已逐漸成為熱點,如西班牙、意大利等國,中國科學院自動化研究所也成功研制了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。機器人輪椅主要有口令識別與語音合成、機器人自定位、動態隨機避障、多傳感器信息融合、實時自適應導航控制等功能。

機器人輪椅關鍵技術是安全導航問題,采用的基本方法是靠超聲波和紅外測距,個別也采用了口令控制。超聲波和紅外導航的主要不足在于可控測范圍有限,視覺導航可以克服這方面的不足。對使用者來說,機器人輪椅應具有與人交互的功能。這種交互功能可以很直觀地通過人機語音對話來實現。

服務型機器人種類繁多,對社會發展具有很大的促進作用,已成為國家政策重點扶持的高新科技產業,市場前景廣闊。嵌入式計算機系統在人們日常生活中發揮著其特定的作用,智能機器人的系統里都存在著一個或多個嵌入式計算機系統,保障其整個設備的運行。 吉方工控針對各類服務型機器人的多種智能化功能需求,為其提供系統內核小、高實時性、高可靠性、專用性強、可根據不同行業客戶需求定制的各類嵌入式解決方案,為其提供數據分析處理和AI識別等多種技術支持。

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王靜
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