導讀：目前的機器人已經能夠勝任精確、重復性的工作，但很多時候，它還不能夠靈活地為新任務進行自我調整，也不能應付一個不熟悉的或不確定的情景。不過，這些情況都在發生改變，機器人正在變得更加智能。我們不禁要問，讓機器人實現智能的關鍵技術到底是什么？這些技術在最近十年會發展到什么程度？整個產業的應用前景將會如何？

目前的機器人已經能夠勝任精確、重復性的工作，但很多時候，它還不能夠靈活地為新任務進行自我調整，也不能應付一個不熟悉的或不確定的情景。不過，這些情況都在發生改變，機器人正在變得更加智能。我們不禁要問，讓機器人實現智能的關鍵技術到底是什么？這些技術在最近十年會發展到什么程度？整個產業的應用前景將會如何？

隨著家用機器人的應用需求不斷增加，人工智能相關技術不斷進步，硬件性能的增長，服務機器人近年來開始從實驗室走向家庭，并從掃地機器人等單一功能向多功能的個人機器人發展。

感知、認知和行為控制

機器人的技術按照通常的理解分為三個部分，感知、認知和行為控制。感知主要是基于視覺，聽覺及各種傳感器的信息處理；認知部分則負責更高層的語義處理，如推理，規劃，記憶，學習等；行為控制部分專門對機器人的行為進行控制。

提到機器人，一個最近經常提及的詞是人工智能。人工智能是用計算機來實現類似于人的智能行為的一門學科。機器人本身即是人工智能的一個終極應用目標之一。所以談到機器人，人們很容易聯想到人工智能。人工智能的確對于機器人非常重要，上面提到的三個部分的技術都與人工智能相關。

從應用角度看，機器人由于有一定的自主性，能與人和環境交互，與之前的計算設備（包括電腦，手機等）相比，對智能的要求較高，這也是人工智能逐漸受到關注的一個原因。

傳統的人工智能做為一門學科，起源于20世紀50年代的達特茅斯會議，后來經過幾次大起大落，在基礎理論和方法上積累了豐富的成果。從早期的符號計算系統，到專家系統，再到90年代發展起來的機器學習，大數據分析，都可以算是人工智能的范疇。在圖像、語音、搜索、數據挖掘、社會計算等領域，又派生出了一些相關的應用研究。其中與機器人聯系較為緊密的包括計算機視覺，語音和自然語言處理，還有智能體（Agent）等。

從技術上看，人工智能要達到人類級別的智能，要走的路還非常遠，因為目前對人的智能機理尚未研究清楚。但從實用角度看，根據目前技術的進展，如果能夠部分模擬人的智能行為（比如認出主人并進行相應的交互）并達到較好的用戶體驗，將會在短期內取得突破性進展。當然這在技術研發上還需進一步解決技術的實用性、魯棒性問題。畢竟以往的不少機器人都還在實驗室或者受限的環境中（比如養老院）進行研發和測試，而新興的家庭服務機器人，將在家庭環境中獨立或者半獨立地（通過與人的協作）完成某些服務，這對技術的魯棒性提出了更高要求。其中的一些，如計算機視覺、語音識別等核心技術還在不斷地改進中，還沒有發展到完全成熟。所有這些，都決定了需相當深入的研發工作，才能實現真正的實用化、智能化的家庭服務機器人系統。

機器人不是一堆機械和芯片

在以往對服務機器人的研究中，一個典型的目標應用是機器人可以做家務勞動，這就要求機器人可以用手臂去操作物體（抓放）。在這些方面的研究雖然較多，但從目前的技術進展看，在幾年內實現機器人做家務勞動，仍有諸多的挑戰。

1、目前的機器人，尤其是人形機器人的成本過高。舉例說，一條機器人的手臂可能需幾萬美元，而機器人的手部就需要1萬多美元，整個機器人的造價，更是普通家庭無法承受的。

2、機械手的靈巧程度，仍然難以和人手相媲美。

3、在安全性方面也存在需要解決的問題。有著鋼鐵之軀的機器人一旦進入家庭，由于程序錯誤，不小心揮揮手、伸伸胳膊，都可能對血肉之軀的人造成巨大傷害。

機器人如果暫時不能做家務勞動那又有何用，這是不少人關心的一個問題。如果不能應用，機器人不過是一堆機械和芯片而已。目前除了類似掃地機器人這樣能夠實現比較單一功能的機器人外，還有不少機器人的用途正在發展之中。

機器人作為一個新型智能設備，普通用戶最關心的是機器人可以為他們做些什么？如前文所述，機器人目前還難以實現類似做家務這樣的應用。而要達到人的智力水平，也還需要較長的發展時間。所以在應用方面也需要針對人工智能技術，特別是感知認知技術的現狀進行設計，要充分利用最新技術，實現在過去看來不可能實現的功能。預計未來十年，市場上出現的服務機器人將具有以下特點。

1、機器人將實現低成本。在前文中提到，如果讓服務機器人進入專業或家庭服務領域，成本需足夠低。專業服務機器人的成本可以相對高些，而家庭服機器人則需嚴格控制成本。

2、機器人將擁有多功能特點。目前在家庭中使用的服務機器人主要是掃地機器人這樣能夠實現單一功能的機器人。未來多功能的機器人將有較大的發展，出于成本考慮，機器人中的某些處理器將可以用于多種應用。同時隨著技術的發展，機器人的應用將越來越多，機器人將可以像人一樣完成不同的任務。

3、具有獨特的應用。這是用戶購買使用服務機器人的主要動機，這些應用不是簡單移植已有的電腦或手機的應用，而是具有獨特的機器人應用的特點，如自主性，操控類似于人并能夠與人進行互動等。

4、可與人協作完成任務。因為機器人是為人服務的，所以需要與人進行多方面的互動，以了解主人對服務的需求。另一方面是受制于機器人的智能和人相比還是有很大差距，所以有些任務還不能獨立完成，需借助于人的幫助才能完成。

5、機器人將有高安全性特點。這包含信息安全和物理安全兩方面。即不給用戶帶來安全隱患，甚至能主動檢測并制止一些有潛在安全威脅的行為。著名的阿西莫夫三大定律，規定了基本的機器人安全規則。當然如何具體實現這些安全性，尤其是物理安全，還需要在機器人硬件和軟件上下功夫。

家庭服務機器人和專業服務機器人的未來將會如何發展，已成為業界關心的話題。