誰(shuí)孕育了全球首款家庭智能陪護(hù)機(jī)器人

一個(gè)孕育于實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)達(dá)10年之久的“孩子”，剛一面世，便成為全球矚目的焦點(diǎn)。

近日，由中國(guó)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等單位發(fā)起的SR SUMMIT 2016第三屆北京國(guó)際服務(wù)機(jī)器人核心技術(shù)及應(yīng)用大會(huì)在北京舉行。這次展會(huì)上，一款名為“大智”的長(zhǎng)相呆萌的機(jī)器人成為全場(chǎng)主角。

作為全球首款家庭智能陪護(hù)機(jī)器人，“大智”被嵌入基于大數(shù)據(jù)的“云腦”，具有智能化語(yǔ)音交互、人臉識(shí)別、自主學(xué)習(xí)及自我健康評(píng)價(jià)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了定點(diǎn)、定時(shí)和定人的智能化、個(gè)性化、安全陪護(hù)功能。

這款機(jī)器人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，由隸屬于山東大學(xué)機(jī)器人研究中心的云基智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任周風(fēng)余教授和20余名博士、碩士組成，其中包括山東大學(xué)的老師和學(xué)生，有外單位的科研人員以及海歸。

據(jù)悉，隨著技術(shù)成熟并投入市場(chǎng)，2016年下半年起，這款價(jià)格在1萬元人民幣以內(nèi)的智能陪護(hù)機(jī)器人將逐漸進(jìn)入普通百姓家。

植入“云腦”的“大智”有何特點(diǎn)

當(dāng)陌生人步入家門時(shí)，“大智”能夠借助人臉識(shí)別功能，清晰辨別并將照片傳送到主人手機(jī)端；孩子放學(xué)回家后，“大智”會(huì)第一時(shí)間把消息傳送給主人，并將接收到的主人信息通過語(yǔ)音叮囑孩子；家中老人一旦摔倒，“大智”將通過老人身上攜帶的智能模塊立刻識(shí)別，并將現(xiàn)場(chǎng)照片及時(shí)發(fā)送給主人；給孩子講睡前故事，陪老人嘮嗑……

所有這些并非科幻電影的一幕，而是“大智”的日常工作，由此它獲得了“智能小管家”的稱號(hào)。“大智”被稱為是一臺(tái)真正意義上的智能實(shí)體機(jī)器人，系統(tǒng)采用嵌入式底層控制器+機(jī)載微型電腦+云腦的分布式體系架構(gòu)，這也是“大智”所擁有的三個(gè)“腦”。

“尤其是它的‘云腦’，基于云平臺(tái)，可以讓‘大智’機(jī)器人像我們?nèi)祟愐粯泳哂须S時(shí)隨地學(xué)習(xí)、分享新知識(shí)和技能、語(yǔ)義理解的能力。做到了‘一人學(xué)會(huì)，大家都會(huì)’。”周風(fēng)余說。

周風(fēng)余介紹，該機(jī)器人配置的嵌入式底層控制器、高精度、高魯棒性的定位傳感器、雙路直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電源管理模塊擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，底層控制器采用專利技術(shù)及先進(jìn)的智能控制算法實(shí)現(xiàn)了更好的運(yùn)動(dòng)控制效果。

另外，“大智”機(jī)器人還整合了業(yè)界領(lǐng)先的自然語(yǔ)音識(shí)別及語(yǔ)義理解、人臉識(shí)別與跟蹤、物體識(shí)別、體感交互、基于視覺的室內(nèi)導(dǎo)航定位等人性化、智能化人機(jī)交互能力。

“大智”的誕生并非這一優(yōu)秀科研團(tuán)隊(duì)心血來潮的結(jié)果，而是經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)室研究成果的積累。從1996年起，周風(fēng)余開始進(jìn)入智能機(jī)器人研究領(lǐng)域，先后從事特種機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人研究，2007年起，轉(zhuǎn)入服務(wù)機(jī)器人研究領(lǐng)域。2007年以來，該團(tuán)隊(duì)借助兩個(gè)國(guó)家“863計(jì)劃”項(xiàng)目的技術(shù)積累，經(jīng)歷了由家庭服務(wù)機(jī)器人平臺(tái)、醫(yī)院住院病房巡視機(jī)器人和養(yǎng)老院老年人陪護(hù)機(jī)器人向現(xiàn)在的基于云平臺(tái)的家庭智能陪護(hù)機(jī)器人轉(zhuǎn)變的研發(fā)過程。

10年間，服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展發(fā)生了翻天覆地的變化。“需求是促進(jìn)服務(wù)機(jī)器人發(fā)展的原動(dòng)力。”周風(fēng)余介紹，我國(guó)老幼人口合計(jì)4.8億人，9000萬人的殘障人士規(guī)模超過德國(guó)總?cè)丝?，急需陪護(hù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人；繁忙的生活節(jié)奏和對(duì)生活質(zhì)量的追求急需家務(wù)機(jī)器人。

目前，清潔機(jī)器人和無人機(jī)已經(jīng)率先產(chǎn)業(yè)化，并取得巨大成功，示范帶動(dòng)效應(yīng)明顯。技術(shù)支撐越來越強(qiáng)：服務(wù)機(jī)器人的環(huán)境感知與傳感技術(shù)日新月異，聽覺、視覺、觸覺等長(zhǎng)足發(fā)展；大數(shù)據(jù)、云計(jì)算使機(jī)器人有望實(shí)現(xiàn)“物美價(jià)廉”，降低成本的同時(shí)，還大幅度提高機(jī)器人的智能；新的生物材料使得服務(wù)機(jī)器人將具有類似人的皮膚，實(shí)現(xiàn)與人類親密互動(dòng)，促進(jìn)購(gòu)買需求。

在周風(fēng)余看來，“上述技術(shù)使得機(jī)器人越來越智能，越來越實(shí)用，智能化程度一旦邁過可承受的拐點(diǎn)，用戶就愿意支付超額溢價(jià)”。最新數(shù)據(jù)顯示，未來實(shí)現(xiàn)個(gè)人機(jī)器人（PR）之后，服務(wù)機(jī)器人的全球市場(chǎng)容量超30億臺(tái)，可誕生一個(gè)幾千億甚至上萬億美元的全球機(jī)器人市場(chǎng)。目前，全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)總額正以20%至30%的速度增長(zhǎng)，2017年將達(dá)到500億~700億美元，有望超過工業(yè)機(jī)器人，主流產(chǎn)品是家庭服務(wù)機(jī)器人。

一個(gè)年輕團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新力量

讓周風(fēng)余引以為榮的，不僅僅是“大智”的誕生，還包括締造奇跡的年輕團(tuán)隊(duì)，“他們充分詮釋了對(duì)機(jī)器人事業(yè)的熱愛”。成員中年齡最小的僅21歲，平均年齡32歲，骨干成員均具有10年以上的機(jī)器人研究開發(fā)經(jīng)歷。由于機(jī)器人是典型的多學(xué)科交叉的高科技產(chǎn)品，需要多個(gè)專業(yè)的技術(shù)人才協(xié)同研發(fā)，技術(shù)門檻非常高。

“大智”的誕生，團(tuán)隊(duì)成員各司其職，密切合作，有做機(jī)械設(shè)計(jì)的，有做自動(dòng)控制，還有專注計(jì)算機(jī)編程、通訊、材料、人工智能等諸多領(lǐng)域。從2012年加入團(tuán)隊(duì)至今，團(tuán)隊(duì)軟件總負(fù)責(zé)人、實(shí)驗(yàn)室老師田天經(jīng)歷了“大智”研發(fā)全過程，他并不諱言這一過程之“痛苦”：“由于是全新的嘗試，我們沒有成熟框架可供參考，無法實(shí)行‘拿來主義’，可以說每一個(gè)點(diǎn)都是創(chuàng)新，都是挑戰(zhàn)。”

研發(fā)過程中，需要克服的技術(shù)難關(guān)之多，已是家常便飯。田天回憶，最初“大智”進(jìn)行語(yǔ)音交流時(shí)，十句話甚至識(shí)別不出一句，問題究竟出在哪兒？團(tuán)隊(duì)成員花了兩個(gè)月時(shí)間最終發(fā)現(xiàn)是電源受到干擾所致。

即便是“大智”即將投入市場(chǎng)之際，田天仍在為編寫更便捷的嵌入式軟件絞盡腦汁，“已經(jīng)重寫了5遍，還是不滿意，正準(zhǔn)備寫第6遍”。“團(tuán)隊(duì)的氛圍非常好，大家志趣相投，自覺性主動(dòng)性強(qiáng)，對(duì)機(jī)器人事業(yè)充滿了熱愛，每天都奮斗到深夜，沒有周末，沒有節(jié)假日，并且無怨無悔。”周風(fēng)余感慨。

加班對(duì)于這群“科學(xué)狂人”來說已不再新鮮，教學(xué)樓每晚11點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)關(guān)門，最晚走出教學(xué)樓的往往是這個(gè)團(tuán)隊(duì)的成員。為攻克難關(guān)，這些年輕人甚至通宵達(dá)旦，就在7月4日接受中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者采訪的前一晚，整個(gè)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室徹夜未眠，工作到天亮。“這是我非常感興趣的事業(yè)，因?yàn)樗凶銐虻奶魬?zhàn)性，”田天興奮地說。

“當(dāng)看到自己敲出的一行行代碼操控機(jī)器人時(shí)，會(huì)非常有成就感。”加入團(tuán)隊(duì)一年多的栗夢(mèng)媛說。她負(fù)責(zé)手機(jī)APP軟件的研發(fā)。這一實(shí)驗(yàn)室信奉的口號(hào)令人印象深刻：“一個(gè)人干不過一個(gè)團(tuán)隊(duì)，一個(gè)團(tuán)隊(duì)干不過一個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)干不過一個(gè)趨勢(shì)。團(tuán)隊(duì)+系統(tǒng)+趨勢(shì)=成功。”

好的機(jī)器人產(chǎn)品應(yīng)該讓百姓用得起、用得好、用得住

與高精尖的科研項(xiàng)目不同，周風(fēng)余團(tuán)隊(duì)從研發(fā)“大智”之日起，便秉承這樣的理念：“好的機(jī)器人產(chǎn)品應(yīng)該讓百姓用得起、用得好、用得住。”在周風(fēng)余看來，如此鮮明的產(chǎn)品化要求比對(duì)科研項(xiàng)目的要求高。

        他舉例說，為了降低成本，只能用較低端的傳感器，這就決定了研發(fā)人員在算法、編程上必須得做更多工作。周風(fēng)余介紹，在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，全球處于同一起跑線，國(guó)內(nèi)外差距很小，并且不存在行業(yè)壟斷，這給服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提供了一個(gè)百家爭(zhēng)鳴、百花齊放的機(jī)遇。因此，各個(gè)國(guó)家都不會(huì)甘心在服務(wù)機(jī)器人上落后，這也決定了我國(guó)對(duì)服務(wù)機(jī)器人扶持力度將會(huì)不斷加大。

目前，國(guó)內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展仍面臨眾多障礙，譬如核心技術(shù)障礙，服務(wù)機(jī)器人核心技術(shù)模塊是人工智能，包括語(yǔ)音語(yǔ)義技術(shù)、環(huán)境識(shí)別與理解、人臉識(shí)別、人的行為識(shí)別與理解和自主學(xué)習(xí)等；產(chǎn)業(yè)鏈整合過程中技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的障礙，目前服務(wù)機(jī)器人還在產(chǎn)業(yè)化初期，服務(wù)機(jī)器人類型繁多，兼容性差，仍未形成服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)；此外，缺乏對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品智能化的重視，等等。

“同質(zhì)化、低端化、玩具化、惡性競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果有可能把機(jī)器人行業(yè)推向血腥的‘紅海’。”周風(fēng)余不無擔(dān)憂。目前，該項(xiàng)目已成功落地并注冊(cè)公司，2016年下半年投入生產(chǎn)，前期將生產(chǎn)少量產(chǎn)品并有選擇進(jìn)入一些家庭測(cè)試，經(jīng)幾個(gè)月測(cè)試階段成功后，再逐步進(jìn)入更多普通家庭。下一步，“大智”將在現(xiàn)有功能基礎(chǔ)上增加跟蹤功能、可多次人機(jī)交互的菜單功能等。

“普通百姓可能對(duì)服務(wù)機(jī)器人的預(yù)期太高，認(rèn)為它是萬能的，這是當(dāng)前公眾理解的一個(gè)誤區(qū)，事實(shí)上，這一領(lǐng)域發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走。”周風(fēng)余坦言。盡管如此，他表示，自己仍對(duì)這一領(lǐng)域的發(fā)展非常樂觀。周風(fēng)余將服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域比作“藍(lán)海”，同時(shí)用“使命感”解釋自己選擇進(jìn)入這一領(lǐng)域的原因，“在高?？蒲谐晒霓D(zhuǎn)化率普遍較低的現(xiàn)狀下，我們可以借助這一成果更好地反哺社會(huì)，服務(wù)社會(huì)。”

邢婷