服務(wù)機(jī)器人“應(yīng)勢(shì)而變”

肖漫

從碎片化到標(biāo)準(zhǔn)化，服務(wù)機(jī)器人“應(yīng)勢(shì)而變”。

餐廳里的送餐機(jī)器人、倉(cāng)庫(kù)里的巡檢服務(wù)機(jī)器人、酒店大堂里的智能客服機(jī)器人、機(jī)場(chǎng)中的行李服務(wù)機(jī)器人、校園里的送快遞機(jī)器人、疫情防控期間的消毒機(jī)器人……當(dāng)下，各式各樣的服務(wù)機(jī)器人出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，尤其在新冠肺炎疫情發(fā)生之后，服務(wù)機(jī)器人在醫(yī)療、公共服務(wù)方面的應(yīng)用更是被推上了新的高度。

服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的突破以及現(xiàn)實(shí)需求的變化，服務(wù)機(jī)器人在全球快速發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模在近幾年呈現(xiàn)出迅速擴(kuò)大的態(tài)勢(shì)，并且依然具有巨大的發(fā)展空間。

《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2019年）》數(shù)據(jù)顯示，2014—2018年全球服務(wù)機(jī)器人銷售額由35.1億美元增長(zhǎng)至82.9億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)23.97%。報(bào)告預(yù)計(jì)，2021年服務(wù)機(jī)器人銷售額將達(dá)到131.4億美元，且近三年（2019—2021年）的年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到17.86%。

在中國(guó)，服務(wù)機(jī)器人行業(yè)增速尤為明顯，尤其在2020年疫情防控催生的新需求以及新基建政策的加持下，我國(guó)服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展被按下“加速鍵”。

36氪研究院發(fā)布的《2020年中國(guó)服務(wù)機(jī)器人行業(yè)研究報(bào)告》預(yù)計(jì)，2021年，中國(guó)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到38.6億美元，約占全球市場(chǎng)的近30%，預(yù)計(jì)2013—2021年，年均復(fù)合增速為36%，高于全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)增速。

在實(shí)際落地應(yīng)用中，服務(wù)機(jī)器人也早已突破了早期的實(shí)驗(yàn)室階段和具備初步感覺(jué)與協(xié)調(diào)能力的萌芽階段，走向了多方實(shí)際應(yīng)用的落地階段。如今，服務(wù)機(jī)器人已在工業(yè)、商業(yè)（包括零售、餐飲、醫(yī)療等領(lǐng)域）、家庭生活等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

從碎片化到標(biāo)準(zhǔn)化

服務(wù)機(jī)器人落地應(yīng)用的快速增長(zhǎng)固然可喜，但由于服務(wù)機(jī)器人使用場(chǎng)景眾多，且大小、形態(tài)、功能各異，服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)呈現(xiàn)碎片化的態(tài)勢(shì)。碎片化需求也成為服務(wù)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的一大壁壘——不僅增加了計(jì)算負(fù)載，也延長(zhǎng)了制造周期，成本也隨之增加。

這種碎片化的現(xiàn)象，給服務(wù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)帶來(lái)了諸多方面的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

計(jì)算負(fù)載增加。現(xiàn)代服務(wù)機(jī)器人采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和深度傳感器/攝像頭等技術(shù)，對(duì)光學(xué)雷達(dá)進(jìn)行有效補(bǔ)充，以識(shí)別對(duì)象和避免碰撞。隨著應(yīng)用種類的擴(kuò)展，計(jì)算模塊在為導(dǎo)航和操作提供計(jì)算能力的同時(shí)，還需額外的算力來(lái)支持AI（人工智能）工作負(fù)載、媒體處理以及其他相關(guān)操作，大大增加了計(jì)算負(fù)載。

設(shè)計(jì)、驗(yàn)證周期變長(zhǎng)。服務(wù)機(jī)器人是一個(gè)碎片化的行業(yè)，機(jī)器人大小不一、功能各異，由于具體應(yīng)用要求不同，每一個(gè)使用案例所需的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證周期都會(huì)受到影響，制造成本也隨著增加。

顯然，這是服務(wù)機(jī)器人在發(fā)展過(guò)程中衍生出的痛點(diǎn)。但從另一個(gè)角度來(lái)看，這也是其應(yīng)用落地后對(duì)技術(shù)提出的新要求——能不能解決服務(wù)機(jī)器人碎片化場(chǎng)景帶來(lái)的問(wèn)題，成為服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步滲透應(yīng)用場(chǎng)景的一道門檻。

對(duì)此，英特爾公司設(shè)計(jì)出一款能夠適應(yīng)服務(wù)機(jī)器人執(zhí)行不同工作負(fù)載的計(jì)算模塊，即“可擴(kuò)展計(jì)算模塊設(shè)計(jì)”。

英特爾智能移動(dòng)“可擴(kuò)展計(jì)算模塊設(shè)計(jì)”主要由兩部分組成——主計(jì)算板和I/O（輸入/輸出）擴(kuò)展板。

主計(jì)算板采用標(biāo)準(zhǔn)的 3.5 英寸外形規(guī)格，能夠在降低成本的同時(shí)適應(yīng)體形更小的服務(wù)機(jī)器人。其外觀配有可選的板載擴(kuò)展模塊，提供Wi-Fi（無(wú)線通信技術(shù)）和蜂窩連接來(lái)擴(kuò)展其可用性。具體表現(xiàn)方面，主計(jì)算板主要提供針對(duì)成本優(yōu)化的基礎(chǔ)平臺(tái)。這一基礎(chǔ)平臺(tái)既能提供導(dǎo)航模塊所需的I/O連接，也能為馬達(dá)控制器提供連接，以驅(qū)動(dòng)滾輪或機(jī)械腿在周圍活動(dòng)。

主計(jì)算板通過(guò)提供導(dǎo)航模塊所需的I/O連接使能（負(fù)責(zé)控制信號(hào)的輸入和輸出），從而導(dǎo)航模塊。導(dǎo)航模塊依賴一組外圍設(shè)備（如光學(xué)雷達(dá)、深度攝像頭和近距離感應(yīng)器）為其提供的輸入數(shù)據(jù)，來(lái)執(zhí)行自我定位和地圖構(gòu)建/解釋功能。

I/O擴(kuò)展板是為滿足服務(wù)機(jī)器人廠商的需求而設(shè)計(jì)的。這一擴(kuò)展板能夠自定義引腳（從芯片內(nèi)部電路引出與外圍電路的接線，所有的引腳構(gòu)成了這塊芯片的接口）分配。I/O擴(kuò)展板上的PCIe 4X插槽（周邊元件擴(kuò)展接口的插槽）、USB 2.0、USB 3.0等連接口，能夠支持應(yīng)用模塊的I/O連接。

總的來(lái)說(shuō)，英特爾公司通過(guò)“標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)”解決服務(wù)機(jī)器人面臨的碎片化痛點(diǎn)。對(duì)于這一解決方案，嵌入式計(jì)算機(jī)產(chǎn)品方案提供商——康士達(dá)科技有限公司首席技術(shù)官王景元表示：“標(biāo)準(zhǔn)化是趨勢(shì)。”王景元指出，一個(gè)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到最終的成熟要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的驗(yàn)證過(guò)程。如果有一個(gè)能夠縮短驗(yàn)證周期的標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，那么當(dāng)產(chǎn)品成熟穩(wěn)定之后，廠商就不用重復(fù)設(shè)計(jì)，大大地提升了效率。

個(gè)性化與定制化

服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用于各種各樣的場(chǎng)景中，且功能各異。標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)被廣泛應(yīng)用，是否會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品差異性降低，出現(xiàn)千篇一律的情況？

對(duì)于這一問(wèn)題，多位技術(shù)專家給出了答案。

英特爾公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國(guó)區(qū)高級(jí)市場(chǎng)總監(jiān)陸英潔表示，在主板方面，廠商可以根據(jù)不同機(jī)器人的算力需求配置不同的CPU（中央處理器），增加不同機(jī)器人的用途，而I/O擴(kuò)展板也可以滿足對(duì)不同傳感器、不同功能的支持。

陸英潔明確表示，這種標(biāo)準(zhǔn)化的參考設(shè)計(jì)并不會(huì)導(dǎo)致差異性降低，反而能夠做出一些更加差異化的機(jī)器人。

除了在硬件層面的解析，英特爾公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國(guó)區(qū)首席技術(shù)官?gòu)堄畈┦窟€從軟件層面對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了進(jìn)一步解答。他表示，英特爾智能移動(dòng)機(jī)器模塊在提供滿足計(jì)算要求的硬件外，還提供了多個(gè)部分的軟件設(shè)計(jì)，其中包括最底層的操作系統(tǒng)支持、機(jī)器人方面的ROS（機(jī)器人操作系統(tǒng)）支持、容器化的管理支持等。據(jù)張宇介紹，英特爾公司基于自身現(xiàn)有硬件平臺(tái)開(kāi)發(fā)了一種可以加快高性能計(jì)算機(jī)視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)視覺(jué)應(yīng)用開(kāi)發(fā)速度的工具套件OpenVINO。這款套件也能夠?qū)崿F(xiàn)底層功能的提速。

不過(guò)，這些軟件應(yīng)用大多還處于基礎(chǔ)層面，而對(duì)于更上層的功能開(kāi)發(fā)，則需由開(kāi)發(fā)者根據(jù)不同廠商的需求自行開(kāi)發(fā)。機(jī)器人廠商需要將實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的軟件與原有的基礎(chǔ)功能進(jìn)行集成，從而設(shè)計(jì)出滿足特定場(chǎng)景應(yīng)用的專有軟件系統(tǒng)，通過(guò)軟件應(yīng)用差異化來(lái)實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)的定制化。

技術(shù)的推進(jìn)僅是第一步，應(yīng)用才是服務(wù)機(jī)器人落地的關(guān)鍵所在。今年4月15日，英特爾公司與科沃斯商用機(jī)器人公司、思嵐科技共同簽署了合作備忘錄，三方將在智能移動(dòng)機(jī)器人解決方案及產(chǎn)品的協(xié)同研發(fā)與資源共享等方面展開(kāi)交流與合作。

服務(wù)機(jī)器人的未來(lái)

解決了碎片化問(wèn)題，服務(wù)機(jī)器人的下一步該朝著什么方向發(fā)展？

張宇認(rèn)為，未來(lái)機(jī)器人應(yīng)是自主的。在他看來(lái)，服務(wù)機(jī)器人是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的分支，而物聯(lián)網(wǎng)同樣是一個(gè)碎片化市場(chǎng)。但在碎片化場(chǎng)景下，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展其實(shí)是有規(guī)律可循的，即從互連系統(tǒng)到智能系統(tǒng)，再?gòu)闹悄芟到y(tǒng)到自主系統(tǒng)。

機(jī)器人的發(fā)展同樣如此。早期的機(jī)器人解決的是數(shù)據(jù)互連的問(wèn)題，到了第二代，機(jī)器人開(kāi)始進(jìn)行一些智能化處理，譬如對(duì)采集到的書籍進(jìn)行分析，從而得到一些有用的信息進(jìn)行決策。未來(lái)，機(jī)器人將朝著自主方向發(fā)展。

“自主機(jī)器人會(huì)根據(jù)人的目的和意圖，在眾多的模型庫(kù)中選擇一個(gè)適合某個(gè)特定場(chǎng)景的模型，然后自主訓(xùn)練得到一個(gè)可用的模型結(jié)構(gòu)以及參數(shù)。即使數(shù)據(jù)庫(kù)里沒(méi)有可用的結(jié)構(gòu)，機(jī)器人也可以根據(jù)一些規(guī)則設(shè)計(jì)出一個(gè)新的結(jié)構(gòu)，來(lái)滿足應(yīng)用場(chǎng)景的需求，這是自主化機(jī)器人未來(lái)需要達(dá)到的目標(biāo)。”張宇說(shuō)。

（編輯 宦菁 huanjing0511@sohu.com）