全能機(jī)器人

楊先碧

在如今這時(shí)代，請(qǐng)一個(gè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)的保姆越來(lái)越難了。很快我們就不必為此發(fā)愁了，因?yàn)楝F(xiàn)今的機(jī)器人越來(lái)越靈活，且越來(lái)越便宜了。最近，美國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一款全能機(jī)器人PR2，端茶送水、拖地擦窗，樣樣能干。更為令人驚奇的是，這款機(jī)器人保姆還可以下廚做飯呢！

高性能機(jī)器人

開(kāi)發(fā)PR2的是美國(guó)佐治亞理工學(xué)院教授查理·坎普。所謂PR2，是英文Personal Robot 2的縮寫(xiě)，中文意思是第二代個(gè)人機(jī)器人。PR2有兩條手臂，每條手臂有七個(gè)關(guān)節(jié)，手臂末端是一個(gè)可以張合的鉗子狀機(jī)械手，可以像人手一樣抓握東西。

PR2依靠底部的四個(gè)輪子移動(dòng)。在PR2的頭部、胸部、肘部和手部都安裝有高分辨率攝像頭、激光測(cè)距儀、慣性測(cè)量單元、觸覺(jué)傳感器等豐富的傳感設(shè)備，這些高科技設(shè)備就像我們的神經(jīng)系統(tǒng)一樣，幫助機(jī)器人感知周?chē)氖澜纭?/p>

在PR2的底部有兩臺(tái)八核的高性能計(jì)算機(jī)作為機(jī)器人各硬件的控制和通信中樞，幫助機(jī)器人對(duì)傳感信息做出反應(yīng)并發(fā)出正確的指令，讓機(jī)器人可以采取正確、合理的行動(dòng)。PR2的核心部件采用的是英特爾微處理器芯片，其視覺(jué)系統(tǒng)由激光掃描和攝像機(jī)等傳感器組合而成，充電插頭則是被安裝在底座的磁石上。

PR2 操作系統(tǒng)是運(yùn)行在GNU/Linux系統(tǒng)上的一套軟件系統(tǒng)。其中包括一些基本的機(jī)器人API函數(shù)、OpenCV圖像處理庫(kù)、Player/Stage、事件中斷機(jī)制等等。研究人員的最終目標(biāo)是建立一套機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)（Robot Operating System，簡(jiǎn)稱(chēng)ROS），這將極大地促進(jìn)新一代軟件的開(kāi)發(fā)，重要的是將會(huì)開(kāi)放其項(xiàng)目的源代碼。

會(huì)做多種家務(wù)

德國(guó)不來(lái)梅大學(xué)的一家實(shí)驗(yàn)室對(duì)PR2進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)PR2能夠自己開(kāi)門(mén)，找到插頭并給自己充電，能拖地和吸塵，能打開(kāi)冰箱取出啤酒、給人們端茶送水等。對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，做飯是技術(shù)含量相對(duì)較高的家務(wù)活，科學(xué)家一度放棄讓機(jī)器人學(xué)做飯的想法。然而，包括PR2在內(nèi)的一些智能機(jī)器人的確會(huì)做飯了，盡管它們烹飪的食物還相對(duì)比較簡(jiǎn)單。在一次測(cè)試中，PR2僅僅花了兩分鐘就做出了一張色香味俱全的煎餅。

PR2甚至可以幫助人們洗衣服。它會(huì)找出臟衣服，洗干凈并烘干，最后把它們折疊好或者掛衣架上。兩名研究人員為它特別編寫(xiě)了洗衣軟件，能夠讓它把整個(gè)洗衣服分為多個(gè)步驟。這包括：找到臟衣服、撿起臟衣服、把臟衣服放進(jìn)籃子里、把籃子提去洗衣機(jī)、打開(kāi)洗衣機(jī)門(mén)、放臟衣服進(jìn)洗衣機(jī)、放洗衣液、關(guān)上洗衣機(jī)、開(kāi)始洗衣服、把衣服拿去烘干機(jī)、開(kāi)始折疊洗干凈烘干的衣服或者掛衣架上去、把衣服放進(jìn)衣柜去。

PR2不僅可以在人們的要求下完成一些任務(wù)，甚至可以讀懂人們的心思，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)分析人們的動(dòng)作而判斷下一步的行動(dòng)。比如，午飯過(guò)后，你希望將剩下的飯菜收好放入冰箱，機(jī)器人看到你把食物放進(jìn)一個(gè)飯盒，它便會(huì)去把電冰箱門(mén)幫你打開(kāi)，而這正是你本來(lái)想做的下一個(gè)動(dòng)作。 PR2被譽(yù)為全球第一種能夠完成一系列綜合性操作的智能型全能機(jī)器人。它不僅能干家務(wù)，而且可以陪伴人們玩耍。比如，和人們玩擊劍游戲，幫助小朋友搭積木，和人們一起打臺(tái)球。PR2身上多個(gè)攝像頭可以對(duì)臺(tái)球進(jìn)行運(yùn)算定位，然后出桿，基本上彈無(wú)虛發(fā)。

輔助人體行動(dòng)

PR2不僅可以單獨(dú)行動(dòng)，還可以直接安裝在那些行動(dòng)不自如的患者身上。美國(guó)四十多歲的中風(fēng)患者亨利已經(jīng)享受到這樣的好處。亨利由于腦干中風(fēng)而四肢不能動(dòng)彈，當(dāng)他看到有關(guān)PR2的電視節(jié)目后，就聯(lián)系到坎普教授，詢問(wèn)自己能否得到機(jī)器人的幫助。坎普教授為亨利開(kāi)發(fā)了多種新接口和程序，把PR2的各個(gè)部件安裝到了亨利身上，結(jié)果亨利可以通過(guò)接口激活機(jī)器人自如行動(dòng)，比如在房間里繞行、打開(kāi)抽屜、移走物件。當(dāng)然，最讓他興奮的是在PR2的幫助下，他能自己在臉上撓癢癢，甚至還能操縱PR2為自己刮了胡須。

就像我們現(xiàn)在用的個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）一樣，個(gè)人機(jī)器人（PR）在將來(lái)也有望普及，盡管它現(xiàn)在的售價(jià)高達(dá)40萬(wàn)美元。然而，在三十年前，我們也沒(méi)有想到家家戶戶可以有計(jì)算機(jī)。同樣，機(jī)器人保姆降至1萬(wàn)美元左右時(shí)，每家每戶都可能有一個(gè)或幾個(gè)機(jī)器人在家里忙碌著，把我們的家打理得井井有條，空閑之余還是我們的好玩伴。

編輯：劉雨濛 lymjcfy@163.com