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機(jī)器人的仿人功能解析

相信很多人都見過不少的機(jī)器人，其中最吸引人的還是防人機(jī)器人。當(dāng)他們越來越和人相似，能做越來越多人的動(dòng)作的時(shí)候，都會(huì)吸引如潮的觀眾。具有里程碑意義的人形機(jī)器人-NAO 那么它們是如何模仿出人的行為的呢？它們的走，看，說，動(dòng)是如何實(shí)現(xiàn)的呢。我們盡量用通俗的語言來給大家做一些解釋。第一個(gè)，是走。走是人形機(jī)器人里面最具有技術(shù)含量的動(dòng)作之一。這也從一個(gè)側(cè)面說明，為什么大部分機(jī)器人的下半身是輪子，而實(shí)現(xiàn)雙足行走的機(jī)器人少之又少。那是因?yàn)橐屗麄冏咂饋恚狭恕? 世界著名機(jī)器人學(xué)專家、日本早稻田大學(xué)的加藤一郎教授［1］說過：“機(jī)器人應(yīng)當(dāng)具有的最大特征之一是步行功能．”其中雙足行走是步行方式中自動(dòng)化程度最高，最為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)．雙足步行系統(tǒng)具有非常豐富的動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)步行的環(huán)境要求很低，具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力．步態(tài)行走需要更多的電機(jī)，需要更復(fù)雜的算法，因?yàn)椴綉B(tài)行走，需要不斷的移動(dòng)重心。十幾個(gè)以上伺服電機(jī)要相互配合完成重心的左右移動(dòng)，這不但對(duì)電機(jī)的要求比較高，對(duì)于電機(jī)的減速器，芯片的運(yùn)算能力要求也比較高。同時(shí)，還需要上肢的配合，這樣算起來要有20個(gè)以上的伺服電機(jī)在協(xié)同工作，這比三個(gè)電機(jī)組成的輪式機(jī)器人要復(fù)雜的多。而且這樣工作的伺服電機(jī)要比只提供動(dòng)力的輪子的復(fù)雜程度要高，響應(yīng)的價(jià)格也要高很多。而且步態(tài)行走還要對(duì)于周圍的環(huán)境進(jìn)行分析，例如路面，周圍的障礙物等等，這更增加了步態(tài)行走的難度。機(jī)器人足球，行走是最基本的功能比賽第二個(gè)，是聽。機(jī)器人聽的功能肯定是用麥克。不過機(jī)器人一般用的是麥克陣列。也就是一組麥克風(fēng)。一般分為四線麥克和六線麥克。也就是四個(gè)一組或者六個(gè)一組。當(dāng)然麥克越多，拾音質(zhì)量越高?？乖胍裟芰υ綇?qiáng)。六線麥克風(fēng) 當(dāng)然除了硬件，還需要軟件的算法來處理麥克風(fēng)采集到的聲音。把聲音編程機(jī)器人可以聽懂的信號(hào)。這里面涉及到語音識(shí)別，語義理解，知識(shí)圖譜等一系列的運(yùn)算。第三是看。毫無疑問，看的功能用的是攝像頭。其實(shí)攝像頭本身就是仿生學(xué)的應(yīng)用，模仿的就是動(dòng)物的眼睛。額頭上才是攝像頭，不要看錯(cuò)了哈有了攝像頭還只是能看到的第一步。其實(shí)最重要的是如何分析看到的圖像。這就涉及到人工智能的視覺識(shí)別的算法了。舉個(gè)簡單的例子。在圖像里有個(gè)紅色的東西，我們怎么認(rèn)定那是紅燈，還是人身上的裝飾物，還是路邊的紅花，這都需要人工智能強(qiáng)大的算法。當(dāng)然上述所說的功能，都給予芯片的運(yùn)算能力越來越強(qiáng)大，大數(shù)據(jù)的發(fā)展使得算法越來越精確。機(jī)器人的功能也會(huì)越來越強(qiáng)大。機(jī)器人的走，看，聽的功能只是服務(wù)機(jī)器人最基本的功能。另外機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)人類想要的功能，還需要更多的功能，例如精準(zhǔn)定位的功能，如機(jī)器人巡檢；精準(zhǔn)執(zhí)行的功能，如機(jī)器人焊接；精準(zhǔn)感知的功能，如機(jī)器人探測。

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