机器人,在当今的社会发展进程中应该是不可缺少的重要角色了。在现在的生活中或多或少的都会有机器人的身影穿梭在其中,来辅助完善我们的生产生活。我们可能更多对机器人的了解只是停留在它们所持有的先进的功能技术。然而,我们对他们的内里又有多少的了解呢?机器人是如何“看世界”?如何“感知世界”?如何“思考”和如何“运动”的呢?这里面就涉及到了很多当下前沿技术。那就让我们以不同的视角来了解下我们的机器人的世界吧!
机器人如何“感知世界”?
机器人到底是通过怎样的方式看世界的呢?它们是否也和人类具有强大功能的视觉系统呢?其实机器人的眼通常都是通过机器手的触摸在机器人脑中兴城周围所触摸物体的图形。在这些图形里面还包含了物体的几何形状以及符号,机器人通过这些图形等传送到处理系统中来识别物体的。这就涉及到触摸传感器的先进技术了,随着科技水平的进步,触摸传感器的这一技术也进一步的得到了发展;但机器人通过手对物体的触摸来识别物体有很多局限性而且速度慢不能对远处物体直接触摸,由于这些缺点机器人就需要通过眼来直接触摸物体,机器人不能直接通过眼对物体触摸,这样就不能识别出周围物体世界中的各种物体,机器人需要脑将通过眼在脑中形成的周围物体图形按照手触摸的经验在脑中直接转化成周围物体的触摸图形,这样机器人就能够通过眼触摸并识别周围的物体。
服务机器人要与人类无缝互动或与人类一样理解周遭环境,至少应该拥有像人类一样的听力、视力和触觉。随着光学、声学、触感以及超声传感器的发展,服务机器人已经获得越来越接近于人类的感知能力。以最近最火的软银旗下 Pepper 机器人为例, Pepper 拥有 2 个 RGB 相机助其获得类似人眼的观察能力;通过 4 个麦克风获得立体声,它不仅能“听”到声音,更可以辨别声音产生的方向;位于下肢的 2 个声呐传感器、 6 个激光传感器和 3 个保险杠传感器可以支持 Pepper 360 度实时测距,防止撞上障碍物; 2 个陀螺仪传感器和 1 个 3D 加速度传感器可以帮助机器人实时掌握自己的运动和平衡状态;位于头部和手部的 5 个触控传感器能感受人类触碰,让人机交互过程显得更加温馨。另外,日本 Touchence 公司已设计出由聚氨酯材料 ShokacCube 制成的软式触摸传感器,这种传感器能检测到来自三个层面的接触和压力,触觉灵敏度进一步提高。
机器人如何“思考”?
李克强19日在全国双创周上与百度公司自主研发的机器人“小度”亲切交谈。“你为什么叫小度?”“百度造的呀~”“你储存了多少数据?”“太多了~”“今天PM2.5值是?”机器人正在“思考”,总理追问:“你知道双创也利于改善环境吗?”“当然啦!”众人不时被逗得哈哈大笑。这是在19日李克强总理与机器人直接的对话,可以看出“小度”的反应是很快的,就如同人与人之间的沟通一样的自然和谐;
现在的很多机器人都具有这样的能力,能够正常的与人类进行对话;它们又是怎么做到的呢?其实说来也是简单,就是数据库的维护,需要对人机对话的知识库进行更新维护,将一系列的知识点梳理,然后构建图谱和知识库,这样一来,只要提问触及某知识点,不论问话方式有多少种变化,对应的答案唯一。也因此,机器人就具备了判断能力。机器人就可以通过对数据的分析来处理回答问题,在目前的生活中其实很多地方都有展现出这样的智能机器人的功能,苹果的siri,各个电子行业中的智能客服其实都是这一功能体现,只不过是在技术成熟度上面的差别;
机器人只有对遇到的问题进行思考才能得出一个解决问题的最佳方法,这就需要在机器人脑中复制或提取出需要的物体图形进行事先的模拟实验,当得出最佳方案后机器人就能够用最佳的方法解决问题。机器人通过脑中提取或复制的机器人图形应该存在的位置来引导机器人自身图形运动。
机器人如何“运动”
如何能够保证机器人在各种环境下保持运动平衡呢?如果机器人的脑直接对机器人的身体进行控制那么很难实现真正的运动平衡,但在机器人脑中形成一个机器人的自身图形,让机器人自身图形与机器人做相同运动,这样机器人就能够通过脑对脑中机器人自身图形的观察来指挥机器人的运动,脑中机器人自身图形的重心线出现的微小偏差机器人都能够察觉,机器人能够通过调整机器人的身体来调整机器人自身图形出现的微小偏差,这样机器人就能够在各种环境下保持运动平衡。就如同如何让机器人感知世界是一样,需要动用到诸多的传感器和处理器来供机器人感知与分析,这样才能够保持机器人的运动平衡与协调;
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