人工智能技術在掃地機器人中的應用策略

劉麗娜

摘要??? 本文首先介紹了人工智能技術及掃地機器人，然后闡述了掃地機器人現(xiàn)存的問題，最后提出了人工智能技術在掃地機器人中的應用策略。實踐表明，該策略能夠有效地提升掃地機器人路徑選擇效率，有效地提升掃地機器人的避障能力，有效地提升掃地機器人的智能化程度，具有一定的參考價值。

【關鍵詞】人工智能 掃地機器人 應用策略

隨著人工智能技術的日益普及，目前人工智能技術已經(jīng)融入到人們工作和生活的各個角落，很多家庭的自動化程度都得到了一定的提升，例如利用掃地機器人自動掃地。目前，部分掃地機器人在作業(yè)過程中，存在路徑覆蓋不全、亂跑亂撞和直懟墻角等現(xiàn)象，而借助人工智能技術能夠使得掃地機器人的智能化程度更高。因此，適時進行人工智能技術在掃地機器人中的應用策略研究具有一定的現(xiàn)實意義。

1 人工智能技術及掃地機器人

1.1 人工智能技術

隨著計算機電子硬件及計算機軟件算法的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)能夠利用計算機程序模擬部分人類的思維，甚至在某些方面已經(jīng)超越人類，人們將這種利用計算機程序模擬人類思維的技術稱為人工智能技術。該技術是計算機科學的一個分支，涉及信息論、控制論和系統(tǒng)論等多種學科，包括機器學習、機器識別和機器人等多個方向。借助人工智能技術，機器人可以更好地進行圖像識別、語音識別、路徑選擇和躲避障礙等。

1.2 掃地機器人

隨著機器人技術的不斷發(fā)展，各種用途的機器人不斷涌現(xiàn)，使得掃地機器人橫空出世。據(jù)悉，掃地機器人最初出現(xiàn)在歐美國家，目前美國每個家庭都擁有掃地機器人。近年來，隨著經(jīng)濟全球一體化演進，我國機器人技術獲得了長足發(fā)展，使得我國的掃地機器人市場不斷擴大。目前，掃地機器人一般采用無線的形式，利用自身攜帶的充電電池提供動力，通過刷掃、真空吸入和靜電吸附等功能將雜物吸入到收納盒之內。掃地機器人的種類繁多，通常包括單吸口式、中刷對夾式和升降式等。總而言之，掃地機器人泛指能夠實現(xiàn)清掃、吸塵和擦地工作的機器人。

2 掃地機器人現(xiàn)存的問題

2.1 清掃區(qū)域覆蓋不全

目前，傳統(tǒng)的掃地機器人存在清掃區(qū)域覆蓋不夠全面的現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象主要原因為傳統(tǒng)掃地機器人采用的技術較為落后，雖然降低了掃地機器人的成本，但也使得掃地機器人的清掃區(qū)域受限。

（1）部分傳統(tǒng)掃地機器人采用紅外線傳感技術，在清掃過程中不斷發(fā)射紅外射線，當紅外射線被顏色較深的物體就會被反射回來。

（2）當掃地機器人自帶的微電腦接收到被反射回來的紅外射線，就會轉彎并記錄。

（3）逐漸形成了較為固定的清掃區(qū)域。然而，如果家中的物體擺放較為雜亂或者顏色深淺不一，將導致掃地機器人判斷失誤，進而導致清掃區(qū)域覆蓋不夠全面。

2.2 避障能力較弱

目前，傳統(tǒng)的掃地機器人存在避障能力較弱的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）掃地機器人檢測到障礙物就會自動進行回避，然而傳統(tǒng)掃地機器人由于采用紅外線傳感技術，對于非實心物體判斷不夠準確，導致掃地機器人出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象。

（2）傳統(tǒng)掃地機器人遇到各種不規(guī)則障礙物時，經(jīng)常由于識別困難而導致發(fā)生碰撞的現(xiàn)象。

（3）傳統(tǒng)的掃地機器人紅外線傳感器如果落上灰塵，容易導致對深色瓷磚等識別錯誤，可能會誤以為是樓梯而轉彎避障，甚至會原地打轉。

2.3 防盜報警能力較弱

目前，傳統(tǒng)的掃地機器人存在防盜報警能力較弱的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）傳統(tǒng)掃地機器人一般僅具有清掃、吸塵和擦地功能，而沒有遠程錄像和遠程控制功能，導致其防盜報警能力缺失。

（2）傳統(tǒng)掃地機器人一般沒有人臉識別功能，從而不能進行人臉識別防盜。

（3）傳統(tǒng)掃地機器人一般沒有網(wǎng)絡連接功能和定位系統(tǒng)，被盜后不能提供地理位置。

3 人工智能技術在掃地機器人中的應用策略

3.1 借助人工智能技術提升掃地機器人的路徑規(guī)劃能力

針對傳統(tǒng)的掃地機器人存在的清掃區(qū)域覆蓋不夠全面的現(xiàn)象，可以借助人工智能技術提升掃地機器人的路徑規(guī)劃能力，從而保證掃地機器人根據(jù)記憶路徑合理規(guī)劃清掃線路線，有效地避免路線重復，提升清掃效率，使得清掃區(qū)域覆蓋更全面。

3.2 借助人工智能技術提升掃地機器人的避障能力

針對傳統(tǒng)的掃地機器人存在的避障能力較弱的現(xiàn)象，可以借助人工智能技術提升掃地機器人的避障能力，例如可以采用基于人工智能的數(shù)字PID算法，將人工智能和PDI控制器結合起來，相互取長補短，從而提升掃地機器人障礙識別的穩(wěn)定性和快速性。

3.3 借助人工智能技術提升掃地機器人的防盜報警能力

針對傳統(tǒng)的掃地機器人存在的防盜報警能力較弱的現(xiàn)象，可以借助人工智能技術提升掃地機器人的防盜報警能力，具體措施主要包括以下幾點：

（1）借助人工智能技術，為掃地機器人增加遠程智能錄像和遠程智能控制等功能，提升掃地機器人的防盜報警能力。

（2）借助人工智能技術，為掃地機器人增加人臉識別功能，從而使得機器人能夠識別主人及陌生人，進而提升掃地機器人的防盜報警能力。

（3）借助人工智能技術，為掃地機器人增加Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)、4G聯(lián)網(wǎng)及定位功能，使得機器人在被盜后能夠立刻發(fā)出報警信息，并實時提供地理位置。

4 結束語

為了進一步提升掃地機器人的智能化程度，本文進行了人工智能技術在掃地機器人中的應用策略研究，首先介紹了人工智能及掃地機器人，然后闡述了掃地機器人現(xiàn)存的問題，最后提出了人工智能技術在掃地機器人中的應用策略。經(jīng)過近一年的實踐，發(fā)現(xiàn)該策略能夠有效地提升掃地機器人路線記憶能力，有效地提升掃地機器人的防盜報警能力，有效地提升掃地機器人的穩(wěn)定性，具有一定的推廣價值。

參考資料

[1]趙璇.淺析“計算機+電子信息技術”在人工智能中的應用——以智能機器人為例[J].數(shù)字通信世界，2018（12）：205.

[2]馮書鵬，王明娣.掃地機器人自適應越障機構的設計及其應用研究[J].機械傳動，2018，42（11）：173-175+179.