理论教育 个人机器人技术的发展现状与前景

个人机器人技术的发展现状与前景

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:与服务机器人相比,更高的目标是研究个人机器人技术。被视为后PC时代标志的个人机器人从1999年开始纷纷面世,以至于1999年被称为个人机器人元年。它们共同的特点有:①因体型小,可以成为个人的从属物,因而称为个人机器人;②对外界刺激有反应,能学习、成长,像活的动物一样;③可以同人进行生动的交流。利用语音合成技术可以使个人机器人通过说话来表达它的意愿和情感,与语音识别技术结合起来,就可以使个人机器人与人类交谈。

个人机器人技术的发展现状与前景

与服务机器人相比,更高的目标是研究个人机器人技术(Personal Robotics)。人们把这种体积较小、便于个人拥有和携带、具有智能和情感、能与人互相交流思想感情、能为人们提供各种服务、供人娱乐的机器人称为个人机器人。它可以是“相貌”与人相似的类人型双足步行机器人,也可以是主要在智能和情感方面与人相似的智能机器人或情感机器人,甚至还可以是外形像某种动物宠物机器人。因此,有些个人机器人也可称为玩具机器人或娱乐机器人。机器人已经并将更近一步进入家庭生活,为人们提供各种服务、供人娱乐、与人进行交流。这种机器人不仅具有智能(智能机器人),而且还可具有情感、性格、意志、创造等心理活动(情感机器人),甚至还可使其智能及情感行为进行进化(进化机器人)。

人们认为,个人机器人的出现,正像当年个人计算机的出现一样,标志着一个崭新时代——后PC时代的到来。有一天个人机器人也会和个人计算机一样,成为到处都在使用的工具,成为人类的好朋友和生活的伴侣。

被视为后PC时代标志的个人机器人从1999年开始纷纷面世,以至于1999年被称为个人机器人元年。最典型的是从1999年5月29日开始,在不到两天的时间内,日本索尼公司生产的“AIBO”和美国Tinger Electronics公司生产的“Fabee”就相继在日、美两国上市。

AIBO是外形像哈巴狗的机器人,有头、躯干、尾巴,还有四条带关节的腿。尽管它的售价高达25万日元(约合2200美元),而且限量出售(在日本出售3000只,在美国出售2000只),但是在日本仅20min内3000只便一售而空。Fabee比较简单,像绒布制的玩具,但上市的那一天,玩具店门前也排起了长队。

AIBO与Fabee虽然复杂程度悬殊,但它们都可通过和人进行交流来“学习”某些动作,表现某种感情(高兴、不高兴等)。它们共同的特点有:①因体型小,可以成为个人的从属物,因而称为个人机器人;②对外界刺激有反应,能学习、成长,像活的动物一样;③可以同人进行生动的交流。AIBO和Fabee都用于娱乐,美国微软公司推出的“Actimaes”也一样,所以这种个人机器人也被称为玩具类机器人。还有一些个人机器人可作别的用途,如日本欧姆龙公司的“Turn”机器人同人之间用语言进行交流,具体可用于指导人如何使用ATM(自动柜员机);松下公司的“宠物机器人”则可用于帮助孤独老人在发生重大事情(如疾病)时同外界进行联系。

个人机器人的主要支撑技术如下:

(1)传感技术 像人的“眼、耳、鼻、舌、皮肤”一样,使个人机器人具有视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等感觉功能,通过这些传感器相应的处理电路,可以把外界的各种信息转换成数字信号存储在计算机中,以为后续的处理做准备。(www.daowen.com)

(2)语音识别技术 对由传感器得来的语音信号进行处理,以判别“说话者是谁”或“说话的内容是什么”,利用这一技术可以使计算机听懂人的话,并作出正确的反应。语音识别系统可分为非特定人语音识别系统和特定人语音识别系统。

(3)语音合成技术 要求根据文字资料等内容,拼读成语音信号,使人们通过“听”就可以明白信息的内容。语音合成技术,使计算机具有了“说”的能力,能够将信息“读”给人类听。利用语音合成技术可以使个人机器人通过说话来表达它的意愿和情感,与语音识别技术结合起来,就可以使个人机器人与人类交谈。

(4)图像识别技术 对由视觉传感器得来的数字图像按一定的算法做进一步处理,使计算机能理解图像的意义。对个人机器人来说,就是要使其能把人和其他景物区分开来,能识别人脸,能识别人类面部表情。

(5)通信技术 实现网络和机器人之间的交互功能。

(6)计算机技术 计算机就像人的大脑和神经系统一样构成个人机器人的核心部件,承担信息的采集、处理、存储、计算等任务。个人机器人所具有的智能和情感都需要计算机根据人工智能和人工心理等有关理论及模型进行计算才能获得。可以采用单片机技术或基于PC的嵌入式系统来实现。

(7)人工心理数字化技术 个人机器人应该具有人工智能和人工情感,应该使人感到聪明、活泼、有趣。要做到这一点,除了需要上述的有关技术作为基础外,还需要相应的科学理论支持。要使个人机器人具有智能,它就要能够识别环境、存储与使用知识、推理和计算,这就需要有人工智能的理论来支持;要使个人机器人具有情感,能够根据外界环境的变化产生各种情绪、表情及相应的行为,并能体现出机器人所具有的性格,这也需要人工心理的数字化技术来支持。

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