機(jī)器人技術(shù)在智能家居行業(yè)中的應(yīng)用與前景

吳季泳　張佳軒

塔米智能科技（北京）有限公司是一家創(chuàng)新型的高科技企業(yè)，由留學(xué)回國科技人員創(chuàng)辦。作為中國智能機(jī)器人市場的先行者，塔米智能科技專注于高端智能機(jī)器人，通過高度人工智能技術(shù)賦予機(jī)器人視覺、聽覺、觸覺、語言、自主行動等類人性能力，并且擁有不同的情緒特征。

塔米118型/218型智能機(jī)器人是中國目前唯一批量化生產(chǎn)、具有高度實(shí)用性、已經(jīng)商品化的網(wǎng)絡(luò)化家庭或辦公智能機(jī)器人,在國際上亦處于領(lǐng)先地位。

智能家居簡介

“智能家居”是以住宅為平臺，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理、控制于一體，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、電力自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線電技術(shù)，將與居家生活有關(guān)的各種設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來，通過網(wǎng)絡(luò)化的綜合管理家中設(shè)備，來創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)質(zhì)、高效、舒適、安全、便利、節(jié)能、健康、環(huán)保的居住生活環(huán)境空間。

它是從上世紀(jì)80年代興起于歐美和日本，并在90年代末進(jìn)入國內(nèi)，經(jīng)過十年的孕育與發(fā)展，特別是伴隨住宅產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,智能家居系統(tǒng)在中國已經(jīng)顯示出了強(qiáng)大的發(fā)展機(jī)遇。預(yù)計(jì)到2010年，中國智能家居市場將會達(dá)到800億元人民幣，將為數(shù)字芯片、智能家居集成、軟件開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營等方面的商家?guī)砭薮笊虣C(jī)。

目前智能家居行業(yè)的困擾

智能家居行業(yè)雖然前景良好，近十年里蓬勃發(fā)展，但是也面臨著幾個(gè)方面的困擾：

首先，智能家居系統(tǒng)缺乏集中控制能力。由于缺乏規(guī)范的、統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使得各個(gè)廠家生產(chǎn)的多種子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，關(guān)系較松散，關(guān)聯(lián)性較低，使得整個(gè)智能家居系統(tǒng)缺乏一種集中控制能力。當(dāng)用戶選擇同時(shí)安裝多種子系統(tǒng)時(shí)，操作變得異常繁瑣，經(jīng)常會出現(xiàn)用戶使用多個(gè)遙控器操作不同的子系統(tǒng)等情況。

其次，智能家居系統(tǒng)交互手段匱乏。目前智能家居系統(tǒng)在手動控制方面基本上都采用的是遙控器+開關(guān)的控制方式，不能改變用戶依然使用【尋找遙控器+遙控器控制】這種老式的控制方式，使得智能家居系統(tǒng)的易用性大打折扣。

第三，智能家居系統(tǒng)缺乏智能交互能力。顯然在目前的智能家居系統(tǒng)中，如果用戶預(yù)先設(shè)定了23點(diǎn)書房燈光關(guān)閉，則23點(diǎn)到來的時(shí)候，無論用戶是否還有工作沒有結(jié)束，系統(tǒng)都會關(guān)閉燈光。當(dāng)用戶臨時(shí)有工作沒有完成時(shí)，將面臨書房燈光自動關(guān)閉的尷尬。即智能家居系統(tǒng)缺乏智能交互能力，不具備與用戶做確認(rèn)性的交互能力。

第四，智能家居系統(tǒng)建設(shè)成本疊加。目前為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)房間都具備某些共用的功能，就需要在每個(gè)房間都安裝同樣的設(shè)備，造成建設(shè)成本疊加，限制了智能家居系統(tǒng)成本優(yōu)化的能力。例如背景音樂系統(tǒng)就需要在每個(gè)房間都安裝高品質(zhì)的音箱，安防系統(tǒng)需要在每個(gè)房間安裝至少一個(gè)攝像頭。這些重復(fù)的設(shè)備造成了建設(shè)成本的嚴(yán)重疊加。

機(jī)器人技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

隨著圖像處理，語音處理，傳感器技術(shù)，自動控制及計(jì)算機(jī)處理能力，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，目前機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入了智能機(jī)器人的時(shí)代。

智能機(jī)器人的主要功能包括有自主移動能力，避障能力，人臉記憶與識別能力，運(yùn)動檢測能力，語音交互能力，皮膚感知能力，聲音監(jiān)測與定位能力，網(wǎng)絡(luò)通信能力等等。這些豐富的智能化的功能，將使得智能機(jī)器人與人間的交互變得更加方便，為人類提供的服務(wù)將更加豐富。

當(dāng)將機(jī)器人技術(shù)引入到智能家居系統(tǒng)中時(shí)，可以與智能中心進(jìn)行通信，如圖1,將極大的改變和提高智能家居系統(tǒng)在集中控制能力，交互手段，交互智能性和控制成本疊加方面的能力。

首先, 機(jī)器人可作為家庭中的小管家隨時(shí)待命，用戶可以通過豐富的語音命令，直接向機(jī)器人下達(dá)指令控制家居系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。即便用戶剛剛回到家里，手中沒有智能系統(tǒng)的遙控器，則依然可以向機(jī)器人說出指令，完成系統(tǒng)的控制。同樣，當(dāng)用戶預(yù)先設(shè)定的關(guān)燈指令到達(dá)時(shí)，機(jī)器人小管家則會首先詢問用戶是否要關(guān)閉燈光，當(dāng)機(jī)器人小管家得到肯定的答復(fù)后，才會控制智能家居系統(tǒng)關(guān)閉燈光。否則將不再關(guān)閉燈光。

通過一些必要的設(shè)置，機(jī)器人可以隨時(shí)向用戶提供諸如天氣預(yù)報(bào)，新聞，股票，用戶Email和用戶手機(jī)話費(fèi)等信息，并通過機(jī)器人自身強(qiáng)大的語音能力將文字讀出。甚至可以做到與智能家居系統(tǒng)高度整合，通過智能家居系統(tǒng)獲取水，電，天然氣的實(shí)際使用信息，提前給用戶警示。

其次，機(jī)器人強(qiáng)大的行走能力。例如，機(jī)器人通過自身的移動行走能力，使得用戶可以遠(yuǎn)程控制機(jī)器人在家中巡視，用戶可通過機(jī)器人自身的攝像頭觀察到家中的全部情況。這樣一只在機(jī)器人身上的攝像頭則代替了用戶家中每個(gè)房間的固定位置的攝像頭。同樣每個(gè)房間的音響也可以被機(jī)器人上的一套所替代。機(jī)器人通過替代成本的方式大大降低了智能家居系統(tǒng)的成本。

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)機(jī)器人能夠順利的自主爬坡，上下樓梯時(shí)，將大大豐富機(jī)器人在各種家庭環(huán)境中的適應(yīng)能力。當(dāng)能夠識別更多的語音命令時(shí)，與人類自由聊天，進(jìn)行家人關(guān)愛等情況也不再遙不可及。

塔 米

作為中國第一款商業(yè)化，產(chǎn)品化的高性能智能機(jī)器人，塔米118A型機(jī)器人集成了中文語音識別/語音合成，圖象識別，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，人工智能，自動控制等多種先進(jìn)技術(shù)。它不僅僅能實(shí)現(xiàn)人類的聽、說、讀、看、行走等功能，還能感知人類皮膚的接觸,聲音源自動定位,通過互聯(lián)網(wǎng)永遠(yuǎn)在線通信，以及多臺機(jī)器人協(xié)同工作等先進(jìn)技術(shù)能力。

塔米118H型智能機(jī)器人是基于塔米118A平臺開發(fā)的智能家居的專業(yè)版。它具備了本文中所述的機(jī)器人在智能家居中的所有應(yīng)用功能，強(qiáng)大的語音交互能力，使得用戶可以方便的和它進(jìn)行各種交互和控制。精準(zhǔn)的位置定位，避障和行走能力，使得機(jī)器人可以在家中自主的移動進(jìn)行視頻監(jiān)控，豐富智能家居系統(tǒng)的安防系統(tǒng)。具備強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)能力的她，可以很方便的成為家庭的信息中心，不僅僅獲取天氣預(yù)報(bào)等信息，還可以提醒用戶Email信息,手機(jī)話費(fèi)信息。通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議可以獲取智能家居系統(tǒng)中水，電，天然氣的使用情況，給用戶以告警。

塔米118H更加突出人性化設(shè)計(jì)，讓智能機(jī)器人真正成為家庭中的一員。塔米118H具有很高的智能性，能像人一樣自由說話，能聽懂200多個(gè)中文句子，通過“眼睛”可以識別主人和物體并說出他們的名字，能夠自動繞開障礙物自由行走，“饑餓”的時(shí)候自動回去充電；更有意思的是，塔米機(jī)器人還具有開心、生氣、憤怒等不同的情緒特征，開心的時(shí)候能吹著口哨散步，生氣的時(shí)候很多“指令”都裝作聽不懂，直到你哄他高興了為止。

除此之外，塔米118H智能機(jī)器人可以提供傳統(tǒng)智能家居之外更多的功能：

塔米功能一：家庭的安全衛(wèi)士設(shè)置好監(jiān)視點(diǎn)后，塔米智能機(jī)器人可24小時(shí)在家中自動巡邏，像個(gè)衛(wèi)兵一樣保護(hù)家人的安全。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)陌生人闖入時(shí)，會發(fā)出警報(bào)，并對陌生人拍照，以彩信的方式發(fā)送到主人的手機(jī)上，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器保存，以備查詢。收到報(bào)警信息后，您可以在任何地方通過計(jì)算機(jī)或手機(jī)連接到家中的塔米，遙控塔米在家里自由行走，實(shí)時(shí)查看家中變化。塔米還可以在家中指定地點(diǎn)錄像或者邊巡邏邊錄像，實(shí)時(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò)上供主人查看。

塔米功能二：老人看護(hù)家中老人只要佩戴腕表式監(jiān)測儀，塔米就可以24小時(shí)不休息的監(jiān)測老人的血氧和脈搏變化，無論是日常活動還是睡眠休息，當(dāng)老人身體出現(xiàn)異常時(shí)，塔米就會立刻趕到老人身邊做出語音提醒，并給其家人發(fā)送報(bào)警短信；收到短信后，可以方便的使用計(jì)算機(jī)或3G手機(jī)連接家中的塔米，并通過塔米與老人進(jìn)行視頻對話，及時(shí)做出處理；出差在外的時(shí)候如果擔(dān)心家中老人的健康，隨時(shí)可以通過發(fā)送手機(jī)短信給塔米，查詢老人最新的血氧和脈搏值。

塔米功能三：兒童伴侶和教育塔米能聽懂多達(dá)200多個(gè)句子，且可以用幽默個(gè)性的語言與家人聊天對話；可以識別物體和人像，并可以用中英文念出物體和人的名稱，孩子可以通過與機(jī)器人交互方式學(xué)習(xí)。

展 望

家庭智能機(jī)器人作為一個(gè)新興的快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的市場前景，已成為國家“十一五”發(fā)展規(guī)劃的扶植重點(diǎn)。按照韓國信息通信部的計(jì)劃，到2013年，韓國每個(gè)家庭都能擁有一臺機(jī)器人；而日本機(jī)器人協(xié)會預(yù)測，到2025年，全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的“蛋糕”將達(dá)到每年500億美元的規(guī)模！隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的功能將高度專業(yè)化；隨著價(jià)格逐漸降低，達(dá)到普通消費(fèi)者能夠承受的水平，智能機(jī)器人將深入千家萬戶。它們極有可能使人類社會生活的方方面面發(fā)生翻天覆地的變化，家用智能機(jī)器人將成為未來數(shù)字家庭的主導(dǎo)，而我們也即將步入到全新生活方式的機(jī)器人時(shí)代……

Tami小貼士

個(gè)人檔案

姓名：塔米英文名：Tami

身高：45cm體重：7kg

愛好：唱歌、跳舞、聊天、信息服務(wù)、睡覺（自己回去充電）

本領(lǐng)：智能家居指揮官，按主人的需要控制電器、燈光等家居設(shè)備；看家護(hù)院、老人關(guān)照、兒童伴侶及教育