智能家居机器人

智能机器人在整个行业乃至国内包括全球来说都是比较新的东西，首先用智能家居的另一个产品来理解什么是家庭智能机器人。要知道，所有的智能活动都是反馈机制的结果，而这种反馈机制由机器模拟。智能家居中最熟悉的反馈控制例子是智能温控器，它将收集到的房间温度与期望的温度比较，并做出反应将加热器开大或关小，从而控制环境温度。举例小小的温控器，机器人的智能程度是N个温控器的集合，家庭智能机器人考虑的不仅仅是温控，也不仅仅是对智能家居各个系统的控制。

机器人本身有一些功能，比如说语音识别、人脸识别，甚至包括表情识别，但厂家和用户更看重机器人能不能做深度学习，有没有数据挖掘的功能，而不是某一个或者是很多我们看到的跳舞机器人或者是在iPad上加一个轮子的机器人，而机器人需要能力去理解数据，让交互更加丰富。这种机器人只能是在整个历史长河中的一个过渡，只能当玩具，它毕竟没有大脑，我们所说的机器人应该有可以思考的大脑，根据传感器的信息，包括用户在智能家居使用过的习惯信息，它会不断去学习，学习了以后，它会帮助用户去做一些决定，最重要的是它能够思考。当人工智能成熟以后，外部的机械、运动部件是能够改变机器人形态的重要技术壁垒，也就是说制造出像《机械姬》中的机器人，目前技术最前沿的有日本本田的Asimo机器人、美国波士顿动力Atlas/Petman机器人。

因为没有足够智能的大脑来使众多智能家居设备智能协调，所以人脑运算操控，然后控制主机进行执行，已经成为当下家居智能化的常态，有些人定义为智能家居伪智能，有些人定义为智能家居1.0时代，至少市面上已经拥有众多智能设备可以作为终端控制，要达到美国科幻电影中的家居智能化镜头，需要一颗足够聪明的大脑来将不同家庭之间的操作习惯进行复制效仿、逻辑升华，因为由于每个家庭成员的职业、经历、喜好、教育程度、家庭背景等千差万别，每个人的需求也是莫衷一是的。

这种主观能动性目前只能做最简单的逻辑协调联动，也就是我们所说的场景，但实际上家居生活高层次的智能场景，要远远多于我们现在编辑在面板上的场景预设。也就是说，现在的智能家居1.0时代，还尚且停留在产品的设计安装和实现功能上，更重要的是个人风格的体现还尚处于“机械的逻辑”阶段，为了摆脱机械的逻辑，所以智能家居机器人应运而生。智能家居机器人是通过计算机（computer）、通信（communication）、控制（control），也就是3C技术建立家庭综合服务于管理集成系统，机器人是IT技术、网络技术与控制技术向居家生活渗透发展的必然结果。

国际机器人联合会（IFR）预测近几年，中、美、德、韩、日的机器人供应量将达到全球市场份额的7成，而且基本用在汽车与电子制造上。近5年，美国的机器人需求量以每年11%的进度增长，而中国的需求量迅猛，达到60%的增长率。现在的机器人主要是提供吸尘、清扫、割草、娱乐和休闲等功能，在老年和障碍援助的增长需求方面也非常迅速。但是工厂里的机器人自动化是限定在环境参数的情况下，而每个家庭环境都不一样，要实现全自动很有难度。目前中国智能化工厂大批量的自动化生产线都是进口的，在工业化尚无法智能化的情况下，很难将家居智能机器人做的像人，本田公司在十几年前已经研制出仿人类机器人，但是达到Asimo的程度花了三十多年的研究测试，国内目前尚无企业设计出同类产品，差距非常之大。

从研发辅助人类生活的机器人数量就可以看出，世界上最注重家庭智能机器人发展的国家是日本。由于日本生育率低，加上日本人的寿命越来越长，目前日本人口老龄化的问题日趋严重，这意味着需要接受护理的人口日增，从地方政府到企业，联合进行机器人“大跃进”的活动，例如丰田、住友从2012年的“辅助机器人”计划实施以来，大批的智能机器人在日本被研发应用，目前世界上科技含量最高、最接近人的仿人型智能机器人——本田Asimo也是日本生产。

目前，落地家庭最多的机器人是扫地机器人，智能扫地机器人虽然硬件和软件配置能够搭载各种高端控制系统，但是遇到复杂地形比如楼梯，或者顽固污渍，基本很难处理，而且效果好的扫地机器人价格不菲，性价比并不高。智能机器人相比扫地机器人而言价格更高，提供的功能要更多、更优质，但是现实往往难以做到，甚至不如扫地机器人还有些用处。如用户孩子去做一个简单的“拿杯子”动作，对人类来说就是三个字而已，但是分解到机器端，至少包含了：杯子的视觉识别和机械臂的抓举这两个复杂动作，以现在的水平，能做到三维环境下每次100%无误差的视觉识别，已经非常难，寥寥几家公司可以做到，国内目前为空白，更别说典型的家务事，如洗衣服、做饭、整理物品和操作一些器具。但是中国的人工智能软件系统在世界上处于领先地位，尤其是语言的交互能力，但对于机器人的方向问题，国内企业过多关注的是家庭陪伴和安防相关的机器人，基本难以离开家门去陪伴用户。

用高级玩具或者娱乐设备来定义现在的智能家居机器人未免过于“寒碜”，可功能单一、情商不足、价格高昂是目前的问题。尽管在短期内，机器人可能还不会智能到科幻电影中的程度，但它们可能在某些方面还是会赶上人类，超过人类，最终可能支配和替代人类。至少我们看到了其雏形，也看到了一些实际售卖的产品，这在以前的时代还不曾有过。就算智能机器人功能成熟到无法挑剔，可以作为家居的智能核心，但是它最终还会面临伦理问题，除了人工智能三定律以外，伦理的挑战会让它们的地位让人类怀疑——它们将扮演什么角色？助手？宠物？抑或家庭中的一员？还仅仅是脱离电力就不能工作的冷冰冰机器。目前机器人主要还是应用于工业，机器人产量不足5%用在家庭中，随着社会老龄化的加剧，智能机器人的需求将会迎来增长。

目前，家居需要低成本、多功能、易维护、方便升级的家居智能机器人作为控制终端之一，而且主要的功能应该包含语音识别、家庭娱乐、室内清洁、安防监测与报警等功能。所以家用智能机器人行业的发展迫切需要价格可以接受的智能机器人开发平台。平台集成智能机器人领域常用的传感器与执行机构，通过算法的改进使得普通传感器可以满足一些常用功能，如导航、避障、行走等功能；另外需要同时配备类似于手机Android开发平台的开发环境，降低智能机器人的开发难度，使得价格在每一个开发者可以承受的范围内，根据自己的需求开发所需要的功能。

对于当下的家庭机器人来说，功能单一是其面临的最大问题。有时候，你甚至搞不清是你伺候它还是它伺候你，很多功能我们完全可以通过现成的设备单独完成，并没有必要集成到一台机器人上。除了卖萌，人们更需要至少可以帮忙看家、取物、做饭、自己找电源充电，甚至可以独自照顾老人、儿童和残疾人的机器人。但前面也说了对于目前的家庭机器人产品而言，与其说是一台机器助手，不如说是一个大号玩具。

从价格角度来讲，目前家用智能机器人价格居高不下的原因主要在于：市场定位不清，现有家用智能机器人大多在实验阶段，因而，其往往在机器人上大量使用3D高清摄像头、高精度激光雷达、高性能伺服系统等，结果导致价格虚高，实际应用时却并没有发挥出高性能硬件应有的性能；市场准入门槛较高，家用智能机器人无论是从技术还是资本角度，初期均需要投入大量的人力、物力，因而，也提高了机器人的价格。

从功能角度来看，现有机器人功能单一的原因主要在于：开发者有限，由于机器人价格较高，因而其功能的开发往往仅由机器人公司进行；虽然许多研究者和工程师有许多很好的机器人应用的想法，但却没有价格上可以接受的智能机器人平台；需求多样化，对于智能机器人，每个家庭、个人以及单位等往往有不同的需求，机器人公司中的应用开发者很难根据每种特定的需求开发相应的应用。

社交网络越发达，生活压力越大，人越孤独，这是不得不承认的现象。而情感交流却是人类本性的需求，所以当这种需求在现实社会中得不到满足的时候，情感机器人就诞生了。现代社会中的很多家庭，人们忙于工作，老人、孩子、残疾人的精神生活极度空虚，需要有人进行情感和感情的交流，一般人又无法胜任这项工作，计算机和机器人科技的强大，可以让它完成这项复杂的工作，和人进行情感交流，通过判断人类的面部表情和语调的方式，“读”出人类情感，来满足人们的精神生活，也可以辅导某些有情感缺陷的人群，或者是陪伴一些养老院或者是有情感疾病的患者；当然，当人们在某个特定的空间和时间单独一人时，情感机器人可以和你交流，满足情感需求，比如在太空中，情感机器人可以更好地为宇航员进行情感治疗、辅导。有研究表明，一个行业的兴盛程度，正比于一般消费者平均每人每天花在该行业产品上的时间，目前有多少人愿意与家庭机器人聊情感问题？这还是针对少数人的低频事件。

智能机器人能否真正满足人的需求，是一个很复杂的工程，要能够识别和理解人的喜怒哀乐，甚至更深层次潜藏的心理因素，采集数据、分析建模，并模拟人的方式进行表达，需要非常强大的数据搜集、分析、反馈能力，以及极为丰富的信息数据库来支撑。人们需要的是一个可以聊天攀谈的对象，而不是一个没有情感的机器仆人——高智商能够帮助它完成某些特定任务，高情商才能让它真正融入生活、成为家庭的一员。实际上，尽管当今的仿生技术已经能在硬件层面上复制出一个几乎一模一样的人，但在基于人工智能的软件层面，其水平依然不高。

目前，智能家居系统逐渐从实现传统功能控制发展到满足服务需求，例如O2O服务、数据运营等更高级形式的智能家居生态正在开拓建立，而这一风口上的智能机器人将会成为智能家居的血肉载体。

智能机器人附有人性化的情感，因为人即服务，所以人性化的产品推送的服务与冷冰冰的界面推送的服务，对于用户而言肯定接受前者。例如，智能净水机能够提供的解决方案与功能就只有净水，但是如果将各种服务引进后瞬间变得有血有肉。

智能机器人的设计要给人类好的互动体验感，设计的细节要考虑到人的因素。如行走轮的个数，行走轮虽然三个比较稳定，但是设计成两个更像人的脚；又如机器人的体积，宽窄度决定了它能在家庭狭窄范围内可通过的空间数，最好的证明就是小个子且低矮的扫地机器人更加灵活，对于主人远程操作也更加方便；外观上需要萌一些，让老人和孩子容易接受；身高不宜超过1米，因为1岁的孩子差不多75厘米，两岁85厘米，三岁95厘米；系统暂且不需要高大上的深度学习AI，满足浅层次的弱人工智能即可，在智能家居方面可以收发指令即可；对于能源供应方面，电池单位体积的存储电量也就是电池的功率密度目前没法提升，机器人的充电电池还具有安全性问题，另外需要把握统一的充电接口与自主充电对接技术等问题。

目前，市面上的智能家居机器人的处理功能，要么仅仅擅长娱乐和第三方平台的接入，要么仅仅擅长家居控制而无人工智能算法。将机器人接入传统智能家居系统中的解决方法，是将数据的收发与存储任务交付给主网关，而将AI以及学习功能交于机器人处理，机器人与主网关保持数据实时同步。这种做法的好处是减轻机器人的运算负担，减少整个系统的延迟，目前的机器人还无法单独处理如此庞大的运算。

目前，智能机器人落地智能家居的最大阻碍不是产品本身的功能单一，而是没有接口，与智能家电设备的对接，与智能家居有线和无线系统的对接接口非常重要，同时又涉及互联互通的问题。与人类的对接主要依靠语音识别、姿势识别和视觉识别系统，但是下达命令后还是需要设备接口去执行。

机器人的定位是智能家居内部的高级控制决策者，它比中控主机高一个层面，具有学习的能力，而中控主机是可靠的、按照给定程序运行的执行器，整个智能家居系统在运行过程中可靠性是第一位，但要把智能家居系统做得稳定，到目前为止是不容易的事情，所以不能因为智能机器人的介入就威胁到整个系统的稳定性。

对于数据处理的协同工作，中控主机要具有数据的采集能力，同样，机器人可以通过与使用者长期配合，获取每个使用者的生活习惯，收集大量的数据。同时，机器人要有本地数据分析的初步能力，要具备基本的学习能力，加强实时计算能力和自学习模式，让机器人成为人工智能云和主机之间的桥梁。对于数据同步，机器人需要的数据简单包括人员信息索引、房间信息索引、设备信息索引、人员状态信息、环境状态信息和设备状态信息，要进行实时的增量数据、截面数据和立体数据的同步。

对于场景的工作，机器人和主机一样都要提供场景的控制，在机器人方面的情景模式主要分为两种：一种是手机对接机器人上的自定义操作场景，另一种是语音建立的场景，建立成功后都要同步到服务器和本地主机。情景执行最好还是交由主机处理，因为终端节点的执行速率及指令安全间隔，机器人是不了解的，而且机器人要可以同步到两种命令及以上的场景，如同时说打开大灯和窗帘，机器人应该可以同时控制两个设备。无论是主机厂家也好，机器人厂家也好，两处结合分析后会发现产品的不足和缺陷，通过长时间不断改进和提升，这样对整个行业良性发展才有裨益。