服務機器人核心技術模塊分析:人機交互技術、操作係統技術及芯片技術

服務機器人的核心技術模塊包括環境感知與導航技術、運動控製 技術、人機交互技術、操作係統技術及芯片技術。

1 環境感知與導航是指機器人通過傳感器獲取外界環境及自身信息，並在此基礎上構建環境地圖，確定自身位置和姿態，從而通過決 策規劃行動。除去慣性傳感器，服務機器人常用的傳感器包括激光雷 達、攝像頭、超聲/紅外測距，有些還配備觸覺、聽覺和嗅覺等傳感 器；作為導航的核心，基於激光雷達的同步定位與建圖（simultaneous localization and mapping, SLAM）技術已在不少實際場景得到應用， 而部分基於視覺的 SLAM 算法也已在服務機器人領域得到驗證。近些 年，國內相繼湧現了以思嵐科技、禾賽科技、鐳神智能、速騰聚創、 北科天繪、海康威視、北醒光子等一批激光雷達傳感器的生產公司。

2 運動控製器是服務機器人行動的執行者。硬件方麵主要包括電 機、編碼器、減速器和控製器，其中舵機是步態服務機器人運動控製 的核心零部件，其集成了電機、減速器、編碼器和控製器；運動控 製的軟件和算法主要用於服務機器人的位置、速度、加速度和轉矩 等控製。

3 人機交互（Human Robot Interaction, HRI）技術是實現服務機器 人與人溝通的橋梁。HRI 可借助不同傳感模態實現，常用的包括語音、 圖像、文本、觸控等。目前，基於語音的 HRI 是最主要的表現形式， 其中，科大訊飛在智能語音技術領域處於領跑地位。

4 操作係統是為服務機器人標準化設計而構造的軟件平台，可提供 一係列用於獲取、建立、編寫和運行多機整合的工具及程序。當前全 球主流機器人操作係統為 Android 係統和 ROS（Robot Operating System）係統，中國自研的服務機器人操作係統目前還在發展當中。

5 芯片是服務機器人硬件係統的核心。服務機器人的環境感知與導 航、運動控製、HRI 及操作係統等環節的實現均會用到不同類型的芯 片。服務機器人所用芯片可大致分為通用芯片和專用芯片兩類。中國 在通用芯片領域與美國等發達國家相比仍然存在較大的差距，而在專 用芯片領域，尤其是在人工智能芯片領域，中國的發展勢頭很好，代 表性的企業包括瑞芯微、炬芯、珠海全誌、山景等，有望通過現有技 術優勢提升國際影響力