我国服务型机器人产业呈现井喷式增长 基于底层应用的开发需求越发强劲

作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心技術(shù)，人工智能受到了國家的高度重視，尤其在機(jī)器人領(lǐng)域，利好的政策及資本的青睞，使得大大小小的機(jī)器人公司如雨后春筍般涌現(xiàn)。其中不乏一些不錯(cuò)的機(jī)器人企業(yè)，但大多數(shù)企業(yè)實(shí)力仍有很大發(fā)展空間，更多的處于攢機(jī)階段。

不久前，國家機(jī)器人質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對市場上使用開源操作系統(tǒng)的服務(wù)機(jī)器人進(jìn)行集中評測，發(fā)現(xiàn)這些機(jī)器人存在很多問題：

1.大多機(jī)器人采用了未加密的明文方式傳輸數(shù)據(jù)，攻擊者可輕易獲取數(shù)據(jù)報(bào)文，并偽造和篡改這些報(bào)文；
2.內(nèi)置無線AP，利用弱口令漏洞很容易控制報(bào)文實(shí)現(xiàn)非法控制；
3.激光雷達(dá)數(shù)據(jù)自帶用于遠(yuǎn)程調(diào)試的AP，傳感器數(shù)據(jù)暴露無遺，攻擊者可輕而易舉修改雷達(dá)數(shù)據(jù)；
4.機(jī)器人缺乏身份校驗(yàn)機(jī)制，構(gòu)成安全隱患；
5.機(jī)器人操作系統(tǒng)采用中心節(jié)點(diǎn)通信機(jī)制，當(dāng)中心節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題宕機(jī)后，整個(gè)系統(tǒng)隨之癱瘓。

國家機(jī)器人質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（北京）按上圖研究路徑進(jìn)行評測

諸如此類的問題單靠開源系統(tǒng)無法全部解決，需要開發(fā)者設(shè)計(jì)一套完善的通信調(diào)度機(jī)制，避免以上安全隱患，對于有追求的機(jī)器人企業(yè)則是上層拋棄ROS的通信機(jī)制，自己研發(fā)機(jī)器人的自主導(dǎo)航與避障或者選購市面上已有的成熟定位導(dǎo)航方案，往往這樣的公司才會走得更遠(yuǎn)。

而不是買幾個(gè)電機(jī)和輪子，加上配套的電機(jī)驅(qū)動器，再整合超聲波、雷達(dá)、紅外等傳感器，配上小型PC，跑個(gè)開源的ROS，就能進(jìn)行簡單的建圖和導(dǎo)航了，殊不知，這只是實(shí)驗(yàn)室階段，離真正的機(jī)器人產(chǎn)品還差很大一截。

從目前已擁有定位導(dǎo)航技術(shù)的服務(wù)機(jī)器人上來看，商用服務(wù)機(jī)器人的自主定位導(dǎo)航技術(shù)已趨于成熟，在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)行走已基本不是問題了。

對于服務(wù)機(jī)器人來說，除了語音交互、內(nèi)容生態(tài)等軟件層面實(shí)現(xiàn)的功能外，其他重要部分都體現(xiàn)在機(jī)器人底盤上面，機(jī)器人底盤承載著機(jī)器人的自主導(dǎo)航及避障等功能，已被作為一個(gè)細(xì)分品類獨(dú)立出來，也足以說明它的重要性，機(jī)器人底盤的出現(xiàn)，不僅節(jié)省了企業(yè)的開發(fā)時(shí)間及成本，還能加速產(chǎn)品的研發(fā)，搶占服務(wù)機(jī)器人高速增長的風(fēng)口。

市場的爆發(fā)取決于多傳感器融合進(jìn)度，機(jī)器人底盤的技術(shù)壁壘在于，不同場景下的多傳感器的融合具有一定的技術(shù)門檻。從物理層面上來看，機(jī)器人底盤則主要是眾多傳感器的集成，激光雷達(dá)、雙目視覺、超聲、紅外、以及輪轂電機(jī)、輪子等必要的懸掛。而如何將物理層面的硬件進(jìn)行集合，則需要相應(yīng)的算法和軟件等相應(yīng)技術(shù)。

目前，從市場來看，國內(nèi)機(jī)器人市場的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，對于具有高性能的機(jī)器人底盤需求也日趨旺盛。IDC數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)，2014-2019年全球機(jī)器人市場規(guī)模的復(fù)合增長率達(dá)到17%，   按此速度發(fā)展，到2019年，全球機(jī)器人的市場規(guī)模為1354億美元，成長空間巨大。預(yù)計(jì)到2020年，年銷售收入在300億元以上，預(yù)計(jì)2016-2020年復(fù)合增長率為71.8%。

2017年底，工信部也發(fā)布了《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計(jì)劃（2018-2020）》，報(bào)告表示，到2020年，智能家庭服務(wù)機(jī)器人、智能公共服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)及應(yīng)用。

市場剛性需求與政策雙向推動，加之技術(shù)逐漸成熟，服務(wù)機(jī)器人放量可期。服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的興起基礎(chǔ)和條件已經(jīng)具備，特別是機(jī)器人底盤的發(fā)展，讓越來越多的機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的自主行走。

過去，我國企業(yè)大多采用國外的移動底盤產(chǎn)品，價(jià)格昂貴，但近年來，隨著我國少數(shù)幾家過硬底盤企業(yè)的興起，越來越多企業(yè)開始選擇國內(nèi)的機(jī)器人底盤產(chǎn)品，思嵐科技就是為數(shù)不多的一家。

思嵐科技是我國最早推出商用機(jī)器人底盤的企業(yè)，目前旗下的ZEUS系列底盤產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于餐廳、商場、銀行、園區(qū)、展會等各類服務(wù)場所，在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航、避障等功能上具有領(lǐng)先優(yōu)勢，以基于ZEUS底盤研發(fā)的Jupiter為例，Jupiter是一臺智能廣告引導(dǎo)機(jī)器人，內(nèi)置了思嵐科技最核心的定位導(dǎo)航技術(shù)，擁有自主定位導(dǎo)航避障、智能巡邏、語音交互、視頻通話等多種功能。

Jupiter不僅知道自己所在位置，還能知道自己該往哪里去，當(dāng)然，這一切都離不開高精度地圖的幫助。其內(nèi)置了思嵐科技自主研發(fā)的高性能定位導(dǎo)航系統(tǒng)SLAMWARE，利用SharpEdge精細(xì)化構(gòu)圖技術(shù)構(gòu)建高精度、厘米級別地圖，為自主定位導(dǎo)航提供精準(zhǔn)的、無需二次修飾的、與用戶心理預(yù)期建圖最貼合的地圖數(shù)據(jù)。在地圖構(gòu)建好后，還能根據(jù)區(qū)域進(jìn)行相關(guān)的興趣點(diǎn)、巡邏點(diǎn)、虛擬墻和虛擬軌道等功能的部署。

1.興趣點(diǎn)

在地圖上設(shè)置興趣點(diǎn)（POI），就是對地圖上一些具體位置進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)注，可以更加方便的引導(dǎo)人在一個(gè)完全陌生的環(huán)境里迅速到達(dá)目的地。

興趣點(diǎn)導(dǎo)航

2.設(shè)置虛擬墻/虛擬軌道

除了可以設(shè)置興趣點(diǎn)之外，還可以利用軟件對Jupiter進(jìn)行虛擬墻和虛擬軌道設(shè)置，加深Jupiter理解環(huán)境中的邏輯問題。

在商場使用時(shí)，商鋪的“外墻”基本上都是玻璃，其次，多樓層之間難免存在樓梯、扶手式電梯等情況。雖然Jupiter身載超聲波、防碰撞、防跌落、深度攝像頭等傳感器，能夠有效識別玻璃、鏡子等高透材質(zhì)，應(yīng)對高低臺階等情況，但是為了確保安全，降低人力看守的時(shí)間，用戶可利用軟件畫一道虛擬墻做安全保障，避免意外的發(fā)生。

構(gòu)建虛擬墻

3.人群圍繞防丟失

機(jī)器人一旦投入到實(shí)際環(huán)境中去應(yīng)用，尤其是商場，人流嘈雜、擁擠、人流量大、不斷移動、室內(nèi)無線設(shè)備多干擾多，Jupiter隨時(shí)會面臨被人群圍繞完全無法移動的情況，那么，這個(gè)時(shí)候如何保證機(jī)器人時(shí)刻“清醒”，不丟失不偏離呢？

Jupiter被人群包圍

當(dāng)Jupiter被人群完全包圍時(shí)，首先它會進(jìn)行智能避障，保證不會碰撞到人。其次，會進(jìn)行原地旋轉(zhuǎn)，保證地圖的不丟失不偏離，實(shí)現(xiàn)環(huán)境完全變化后的可靠定位。

4.全局重定位

當(dāng)Jupiter被人為移動位置，出現(xiàn)位姿偏差，除了設(shè)置地圖或手動調(diào)整外，還可以使用重定位功能。在RoboStudio軟件上點(diǎn)擊“SLAM—重定位”，框選機(jī)器人可信區(qū)域，即可進(jìn)入重定位計(jì)算，恢復(fù)機(jī)器人的正確位姿。

5.自主回充

利用激光對樁技術(shù)，無須增加額外傳感器，實(shí)現(xiàn)自主回充。每天工作完成之后，Jupiter能自主回到充電樁進(jìn)行充電，再次使用只需開啟機(jī)器，便會自主離開充電樁。

自主定位導(dǎo)航技術(shù)是移動服務(wù)機(jī)器人必不可缺的重要技能，為快速實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人商用落地，已有越來越多企業(yè)選擇市面上已有的成熟方案，隨著服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用場景的不斷擴(kuò)展，基于機(jī)器人底層應(yīng)用進(jìn)行上層開發(fā)的需求也越來越強(qiáng)。