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人机协同 服务机器人走近你我
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作者:武晓莉

  

■本报记者 武晓莉
  炒菜机器人,大概是目前最接近服务机器人的产品了。累了一天不想动弹的年轻父母、披星戴月回到出租屋的青年、宅家想做饭而不得法的打工人,用电饭锅焖个饭,炒菜机器人炒个菜,舒舒服服吃一顿,这是多么诱人的场景。但是,大部分跟风买了炒菜机器人的人都后悔了。很多人对现阶段人工智能的程度不了解,他们忽略了炒菜机器人只会机械翻炒,而择、洗、切、调味、装盘、刷锅等仍需要人工进行的事实。
  可以预见,未来服务机器人尤其是家庭服务机器人会有很大的需求。但什么是服务机器人?人机协同的服务机器人离我们还有多远,什么时候能真正进入家庭?除了视觉和听觉技术,哪些技术的突破和进展让它们有了走进家庭生活的可能?它们还有哪些挑战需要克服?本报记者就此进行了采访。
服务机器人要有互动性
  上班前扫地机器人正在充电,回家后地已经扫完了;疫情期间,消毒机器人、配送机器人提供了无接触式服务;北京冬奥会场馆内,炒菜机器人、送餐机器人惊艳了各国运动员……如今,机器人已经悄然服务于我们的生活了。
  机器人被誉为制造业皇冠顶端的明珠。2021年全球服务机器人需求端销售额达146亿美元,增速达32.2%。数字科技正在加速融入经济社会和生活的方方面面,一个智能泛在、虚实共生的时空正逐渐展开。
  家用扫地机叫机器人,农业种植、采摘、耕地的工具也叫机器人,残疾人使用的外骨骼加强设备还是叫机器人,但它们之间的差异很大。那么,到底什么是机器人?消费者又需要什么样的服务机器人?“总体看,机器人有工业机器人、特种机器人和服务机器人三大类。”中国科学院院士、华中科技大学机械科学与工程学院教授丁汉说。随着概念的演进,机器人可以说无处不在,包括机械臂、海陆空机器人,以及可以有情感交流、能陪护的人机交互类服务机器人。其中,服务机器人对各方面技术突破有着非常高的要求。
  “我是不会翻铲子吗?我是不想洗菜、配料、洗锅。”知乎用户楚天吐槽说,炒菜机器人与厨艺基本上没什么关系。你期望炒菜机器人比你更会掌握火候,那就是想多了。“炒菜机器人根本就不是技术成不成熟的问题,是没有从根本上解决做饭的痛点问题,可以说是完全不懂做饭、没有任何厨房经历的人才会想出来的东西。”武汉科技大学工学硕士厨男尚一刀吐槽说。
  “服务机器人要服务于人,所以它必须要能跟人互动。”按腾讯首席科学家张正友的理解,因为环境的不确定性,所以服务机器人的自主能力至关重要。以此来区分,工业机器人、炒菜机器人等不像是严格意义上的机器人,更像是微波炉一样的电器。
  在对炒菜机器人失望的用户心目中,真正的服务机器人其实应该更具备“人”的特征。“服务机器人要有基本的五感(看、听、嗅、尝、触),能听、能看、能抚摸、能帮扶,包括有嗅觉能力,能感知到气味并做出应对。”清华大学教授徐迎庆认为,从用户体验来讲,服务机器人要具备沟通和交流的能力,甚至要能听出语言中不同情感的差别。
嗅觉和触觉仍需探索
  成都的何女士对记者说,女儿带着他们老两口在成都老字号川菜红杏酒家吃饭,上菜的是机器人,他们还拍了视频。
  当送菜机器人穿过熙熙攘攘的大厅,把麻婆豆腐端给食客时,用的是机器人五感中的视觉功能。
  据了解,目前机器人五感的应用中,视觉、听觉领先,嗅觉和触觉仍旧在探索中。在触觉方面,清华大学未来实验室为盲人设计了一台专用计算机,配有性价比最好的高分辨触觉终端,可以显示高精度的触感盲文和触觉图像。
  “类比人的五感,现在不少服务机器人不仅能和我们对话,也可以绕过障碍物行走,这是听和看的能力。”腾讯研究院院长司晓说。
  从目前来看,对服务机器人嗅觉、味觉以及触觉的研究还远远不够。服务机器人如果要走进家庭,需要五感进一步提升,例如洗碗机如果没有及时清理会产生气味,服务机器人可以使用嗅觉技术来检测并提醒。
  人对世界的感知是通过眼耳鼻舌身,机器人的感知则是各种传感器,因此,五感的发展速度与传感器密切相关。张正友认为,机器人的视觉发展较好,这跟作为传感器的摄像头长期应用密切相关,如今摄像头已经标准化,分辨率越来越高,噪声越来越小,且积累了很多的数据,从而可以训练机器人进行图像识别等。但触觉、嗅觉等方面还没有标准的传感器,既缺乏足够的感知能力,也缺乏足够的数据量支撑机器人学习。未来,随着AI技术和越来越灵敏的传感器相结合,人机共生就会往前推进。
结合人工智能技术是重要命题
  AI(人工智能)在机器人领域发挥了决定性的作用。司晓认为,由于家庭服务场景非结构化且非常复杂,服务机器人要执行比工业机器人更复杂的操作,因此对交互性和自主性更为看重,AI在其中扮演着重要角色。
  “AI是推动机器人技术进步的动力。”丁汉认为,AI的每一点进步对机器人都将是突破性的,也是非常困难的。
  张正友认为,要实现机器人多种多样的服务功能,所涉及的核心技术包括AI、机器人的本体、学习进阶、灵巧操控、理解人的情感并做出相应反应等,只有这样,服务机器人才有可能进入到人机共生阶段。服务机器人的智能化再加上学习、情感和操控能力,就可以实现与人、环境、互联网以及其他机器人的交互。同时,随着服务机器人从自动化向智能化方向发展,可以通过感知、学习、执行、规划而形成“反应式的自主”。当可以实现自主或智能以后,服务机器人的应用就会非常多,比如复杂工艺的操作、老年人的陪伴护理等。
  作为一个人口大国,未来服务机器人尤其是家庭服务机器人在我国将是刚需。“常见的机器人如送餐机器人等,其应用环境简单,不需要很强的非结构化环境处理能力,是半自主的。”丁汉说,但家庭服务机器人则不同。以康复机器人为例,至今很难实际应用的难点,一是材料笨重,二是传感技术不完备,三是微小电机等基础零部件不过关,四是难以实现真正的智能化。此外,如果大规模使用,还需要严格保障安全性,解决续航能力等。
  张正友认为,除了电池续航问题,人机共生一定要做到零部件轻量化,比如目前的电机依然很笨重,工艺上需要做轻量化突破。但从商业角度看,目前机器人的量不够大,很少有企业愿意花成本做工艺创新。
  用户体验也非常重要。高科技不一定是新科技,某些新科技也不一定现阶段可以满足刚需。此外,大规模服务机器人的应用还涉及个人隐私保护等,这些问题都需要业界共同探讨、合理解决。
  人机协同是大势所趋,让机器服务于人而非替代人,需要全行业坚持向善向上,让技术变得更可解释、更可信和更安全,让技术去增强人的能力,服务人的需求,共同创造人机协作的美好未来。

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