嵌入式计算机系统在服务机器人领域的应用

• 关键词：吉方工控,嵌入式计算机,服务机器人
• 摘要：机器人技术糅合了机械、电子、计算机、自动控制、人工智能、软件技术等多门学科。在物联网快速发展和人们越来越多的关注生活质量的时代背景下，服务型机器人已成为各国科学与技术领域重点研究的对象，在各行各业的应用中衍生出了多种服务机器人类型。

服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作，但不包括从事生产的设备。机器人技术糅合了机械、电子、计算机、自动控制、人工智能、软件技术等多门学科。在物联网快速发展和人们越来越多的关注生活质量的时代背景下，服务型机器人已成为各国科学与技术领域重点研究的对象，在各行各业的应用中衍生出了多种服务机器人类型。

服务机器人共性技术

（1）移动平台技术

大量服务机器人通过自主移动机构实现在室内环境下的运动，在这类运动中存在一些共性问题，如控制器、驱动器和传感器的标准化问题、机器人操作系统的实时性问题、机器人内部通信总线的鲁棒性问题、机器人的集成开发环境问题等。

（2）机械机构与驱动

家用服务机器人在不同的作业环境下工作，需要不同类型的移动机构和作业机构。机器人的执行机构和驱动机构将朝着微型化和一体化的方向发展。开发具有真正操作能力的机器人，必须解决服务机器人的移动机构和作业机构对家庭环境和不同作业任务的适应性问题。比如，学术界一直热衷于双足机器人、仿人型操作臂和灵巧手的开发。

（3）智能感知技术

传感器是服务机器人的关键部件，是其对环境做出准确、及时反映的信息基础。针对家用服务机器人对获取周围感知信息的需求，开发物美价廉的适合在家庭环境内使用的（包括对人体安全的）传感器模块，是服务机器人真正以低成本进入普通百姓家庭的必要条件。

除了传统的超声波、红外、视觉等传感器外，新型的触觉传感器、位姿传感器等智能传感器的开发及基于这些传感器模块的感知综合，也将是家用服务机器人感知未来的发展方向。

（4）人机交互技术

家用机器人既以服务为目的，人们自然需要有更多、更方便、更自然的方式与机器人进行交互，这包括高层次的语音、情感交互及低层次的力觉和触觉的交互等。

（5）网络通信技术

网络通信技术与机器人技术的结合促进了机器人技术的发展，也给机器人技术提出了挑战。为弥补当前智能机器人系统发展的不成熟，通过网络实现操作者对机器人的计算机辅助遥操作，是对智能机器人系统的一个很好的补充。通过网络可以将机器人构成一个动态分布式系统。从机器人角度看，这就提出了分布式导航、定位、建模、协调控制等问题。

以下是一些具体的应用：

1、餐厅机器人，现在的餐厅机器人已不仅仅局限于餐厅在迎宾、点菜、送客等方面的基础服务，还要具有强大的语音交互和安保管理等优势实现更多人性化需求，才能为餐厅减少人工成本，创造更高的收益。

2、家庭机器人，家用机器人的智能化表现较为常见的有打扫功能、智能家居控制和语音交互等方面，随着物联网和大数据的快速发展，还对其提出了远距离监控和安防等功能，需要家用机器人全天候关注家中动态，为家庭保驾护航。

3、医疗服务机器人，医院用服务型机器人，具有强大的智能识别和自动化能力，能够辅助医患完成各种自动缴费、送药、病情监控等任务，为医生护士们的工作带来便利，方便人们快捷就医。

智能轮椅：随着社会的发展和人类文明程度的提高，残疾人愈来愈需要运用现代高新技术来改善他们的生活质量。因此，对用于帮助残障人行走的机器人轮椅的研究已逐渐成为热点，如西班牙、意大利等国，中国科学院自动化研究所也成功研制了一种具有视觉和口令导航功能并能与人进行语音交互的机器人轮椅。机器人轮椅主要有口令识别与语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能。

机器人轮椅关键技术是安全导航问题，采用的基本方法是靠超声波和红外测距，个别也采用了口令控制。超声波和红外导航的主要不足在于可控测范围有限，视觉导航可以克服这方面的不足。对使用者来说，机器人轮椅应具有与人交互的功能。这种交互功能可以很直观地通过人机语音对话来实现。

服务型机器人种类繁多，对社会发展具有很大的促进作用，已成为国家政策重点扶持的高新科技产业，市场前景广阔。嵌入式计算机系统在人们日常生活中发挥着其特定的作用，智能机器人的系统里都存在着一个或多个嵌入式计算机系统，保障其整个设备的运行。

吉方工控针对各类服务型机器人的多种智能化功能需求，为其提供系统内核小、高实时性、高可靠性、专用性强、可根据不同行业客户需求定制的各类嵌入式解决方案，为其提供数据分析处理和AI识别等多种技术支持。