機器人是如何感知外界的?
人類來自五個感官,視覺,聽覺,觸覺,嗅覺,味覺。當然還有第六感。這里不討論第六感,因為第六感在人類世界都還沒有討論清楚。
機器人感知外界的方式很普通,就是參考人類的五官的。我們一一來說機器人是怎么感知外界的。
1、視覺——機器人視覺:由工業相機+視覺軟件系統組成機器人視覺,目前能夠達到牌照比對成功率97%以上。目前還做不到,像人一下,認識每一個物體。
工業視覺領域:2D視覺,直接應用在設備檢測方面,例如常規的表面檢測,以及工件的尺寸檢測,目前2D視覺,一套軟件設備+工業相機,基本上價格在3-4萬塊就可以搞定了。3D視覺比較昂貴,最要在于3D視覺的軟件比較復雜,并且能夠成熟的開發并且應用3D視覺的企業不多。一套3D視覺,起碼在50萬以上。
消費領域的機器人視覺,包括我們熟知的看圖識別畫面,也就是OCR,還有人臉識別,以及粒像分析。本質上來說機器人視覺的核心在于,一個比較厲害的算法。能夠快速識別物體。
目前機器人視覺應用場景非常多,也不算什么高端東西,在安檢,酒店住宿,工業自動化領域都是大量應用。
工業鏡頭國內提供企業不少,??低暎蠛銏D像都在做。千萬別以為有個工業相機就可以讓機器人看到東西,核心還是時覺的軟件。
服務類機器人視覺,一般是應用于導航的視覺系統。多數情況會基于SLAM的視覺導航。這個其實也是基于SLAM軟件的一種應用而已。
SLAM視覺導航避障及地圖重建。也就是我們說的機器人看懂外部環境的整個過程。
2、機器人觸覺——力覺傳感器或電流環應力反饋常見的機器人觸覺控制,最常見的是在協作機器人上面。如果你有機會去看機器人的展會,或者工博會這類展會。你會在現場看到很多的協作機器人,聊一下你就知道,大致各家實現協作機器人拖拽示教,以及防碰撞的方式。
電流環的應力反饋,其實原理比較簡單,就是伺服電機受到阻力后,產生反向電勢,電流環檢測到反向電流后,做相應的反饋。這個方式的優點就是價格便宜。要比力覺傳感器便宜很多。
常見的力覺傳感器,跟壓力傳感器的原理類似,但反應更靈敏,同時對力的矢量解析也更復雜。不過這玩意價格太貴。
目前力傳感器,在賣的企業不多,愛普生,ATI,目前比較成熟。其他的傳感器巨頭,倒是沒有著急進入這個領域。
在工業領域,與人協作工作的機器人,基本上都要使用到機器人的觸覺。
服務機器人領域,那就更為常見了,甚至未來的仿人型機器人,更需要這個傳感器的支持。
3、聽覺——智能語音軟件機器人的聽覺研究,目前進步神速。我們知道的百度,騰訊,siri,微軟小冰,科大訊飛等都智能語音系統。讓機器人聽到,就在機器人上面安裝一個麥克風,機器人獲取到外部的聲音后,通過語音智能進行轉義分析,然后同人類進行對話。目前天貓精靈,siri都是這類的典范,而且在家庭中已經使用非常多了。
目前的語音智能識別,已經能到達到98%以上的準確率,甚至更高。同時還能夠分析情感以及語意。
聽覺是機器人必備的一個外部感官,目前聽覺的使用基本上門檻非常低了。
4、嗅覺——顆粒及特殊氣體傳感器目前氣體傳感器的使用,比較少。主要在特種機器人領域,可能有所應用。例如洞穴勘探,檢測是否有相關有害氣體等等。
5、味覺——很少使用一方面由于味覺傳感器造價高昂,同時覆蓋范圍小。在機器人領域味覺傳感器的使用,目前極低。
6、直覺——機器人的直覺或許就是雷達一般機器人的激光雷達,能夠實時掃描周圍環境,發現人類及其他物體,都會做出相應的反饋。這種遠距離無死角的感官應該可以說是機器人的第六感。