機器人產(chǎn)業(yè)的前途取決于人工智能關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展

　　03關(guān)鍵技術(shù)與挑戰

　　可以預見(jiàn)，未來(lái)服務(wù)機器人有不少有趣的應用，但從技術(shù)實(shí)現的角度看還存在諸多挑戰。

　　前面提到過(guò)機器人的三大技術(shù)領(lǐng)域，包括感知、認知和行為控制。其中行為控制技術(shù)相對來(lái)說(shuō)，已經(jīng)有不少技術(shù)積累。而對于在不久的將來(lái)可以實(shí)際大規模應用的服務(wù)機器人，將會(huì )更偏向于發(fā)展低成本的機器人。諸如機械結構比較簡(jiǎn)單的輪式機器人(只有輪式移動(dòng)平臺加上一個(gè)可活動(dòng)的頭，一般沒(méi)有手臂或者手臂比較簡(jiǎn)單)，由于其控制部分較為簡(jiǎn)單，因此在感知和認知方面的技術(shù)，顯得尤為重要。根據以往機器人領(lǐng)域的研究進(jìn)展和對應用的初步分析可以認為如下的感知、認知技術(shù)，將是實(shí)現應用的關(guān)鍵。

　　1.三維導航定位技術(shù)。不管什么機器人，只要可移動(dòng)，即需要在家庭或其他環(huán)境中進(jìn)行導航定位。其中SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術(shù)可同時(shí)進(jìn)行定位和建圖，在學(xué)術(shù)研究方面已經(jīng)有不少技術(shù)積累。但對于實(shí)際系統，由于實(shí)時(shí)性低成本(比如無(wú)法采用比較昂貴的雷達設備)的要求和家庭環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化(物品的擺放)，因而對導航定位技術(shù)提出了更高要求，仍需進(jìn)一步研發(fā)。

　　2.視覺(jué)感知技術(shù)。其中包含人臉識別、手勢識別、物體識別和情緒識別等相關(guān)技術(shù)。視覺(jué)感知技術(shù)，是機器人和人交互的一個(gè)非常重要的技術(shù)。

　　3.語(yǔ)言交互技術(shù)。其中包含語(yǔ)音識別、語(yǔ)音生成、自然語(yǔ)言理解和智能對話(huà)系統等。

　　4.文字識別技術(shù)。生活中有不少文字信息，如書(shū)報和物體的標簽信息，這也要求機器人能夠通過(guò)攝像頭來(lái)進(jìn)行文字識別。與傳統的掃描后識別文字相比，其可通過(guò)攝像頭來(lái)進(jìn)行文字的識別。

　　5.認知技術(shù)。機器人需要逐步實(shí)現規劃、推理、記憶、學(xué)習和預測等認知功能，從而變得更加智能。

　　從目前的研究現狀看，服務(wù)機器人面對的關(guān)鍵技術(shù)均有了長(cháng)足進(jìn)步，但還有相當多的問(wèn)題要解決。

　　04推動(dòng)技術(shù)的研發(fā)與實(shí)際應用結合

　　英特爾中國研究院的一個(gè)重要研究方向是服務(wù)機器人，研究范圍主要包括魯棒的三維導航定位、人和環(huán)境的視覺(jué)感知以及人-機器人交互(包含感知、認知、行為控制的結合)等領(lǐng)域，致力于為英特爾的合作伙伴提供先進(jìn)的服務(wù)機器人技術(shù)。

　　研究方法以特定的目標應用領(lǐng)域為出發(fā)點(diǎn)，并以此來(lái)推動(dòng)技術(shù)的研發(fā)和在實(shí)際應用中的測試。前面提到的助手類(lèi)應用、少兒教育應用、老人看護應用，是研究重點(diǎn)。

　　為了進(jìn)行應用測試，英特爾中國研究院建立了實(shí)際的機器人硬件原型，圖3是平板機器人原型。左邊是其內部結構，由一個(gè)帶有英特爾Realsense攝像頭的電腦來(lái)控制一個(gè)全向移動(dòng)底盤(pán)和頭部的轉動(dòng)，其高度可調，以便適應成人與兒童的互動(dòng)要求。

　　目前研究院已經(jīng)在視覺(jué)感知等領(lǐng)域取得了階段性成果。如圖4中，顯示了利用Realsense攝像頭和SLAM技術(shù)生成家庭環(huán)境地圖，這在后續就可用來(lái)定位導航。研究院還開(kāi)發(fā)了魯棒的跟蹤技術(shù)，可在多人同時(shí)出現的情況下，長(cháng)時(shí)間正確地跟蹤一個(gè)特定用戶(hù)。在未來(lái)還會(huì )研發(fā)出更多相關(guān)技術(shù)和應用，這些技術(shù)也將服務(wù)于業(yè)界的合作伙伴助力開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的服務(wù)機器人產(chǎn)品。

　　05推動(dòng)技術(shù)的研發(fā)與實(shí)際應用結合

　　對于機器人技術(shù)，大家關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題是，是否需要采用專(zhuān)用的人工智能芯片。

　　目前探索的一個(gè)方向被稱(chēng)作混血計算(Hybrid computing)，其是指用通用處理器和其他架構一起合作來(lái)進(jìn)行計算。不過(guò)，還處于早期探索的階段。

　　一個(gè)架構是否能成功地應用于服務(wù)機器人，需要看性能是否滿(mǎn)足應用的需求，功耗等是否合適，這是一個(gè)考慮多種因素平衡的選擇。

　　可以說(shuō)現在的通用處理器與已有的一些其他計算單元(如向量處理單元、GPU)，已經(jīng)可以為服務(wù)機器人提供一個(gè)理想的硬件架構，尤其是多功能的具有感知、認知功能的服務(wù)機器人。目前機器人主要的瓶頸，還是在應用需求的開(kāi)發(fā)和感知、認知技術(shù)上。當然，未來(lái)的架構，也會(huì )隨著(zhù)對應用的深入開(kāi)發(fā)而不斷創(chuàng )新。硬件設計面臨的挑戰越來(lái)越大，需要不斷地適應未來(lái)發(fā)展的演變。同時(shí)也可以考慮用FPGA架構來(lái)為一些比較專(zhuān)門(mén)的應用提供加速，這樣在應用發(fā)生變化的時(shí)候，將具有更多的靈活性。