哈尔滨工业大学机器人研制的“陪护机器人”是人们印象中机器人的样子:1.6米的个头儿,圆圆的头上有一双会“眨”的大眼睛,一身银白色“外衣”透出十足的现代感,走起路来既平稳又顺畅,还能用灵活的双臂完成很多动作。
这项名为“助老助残机器人关键技术研究”的项目于2006年被列入高新技术发展计划——“863”计划重点项目,并于2007年启动。
课题组正在为2009年底攻克中国陪护机器人的关键技术而努力。
陪护机器人
机器人由特殊玻璃钢制成的,身高1.6,体重100公斤,身“穿”金属漆外衣,上肢活动自如,下肢为轮式设计,可自主避障、自由行走。它的脸上有一双能够一眨一眨的大眼睛,说起话来嘴巴可以灵活开合,极具亲和力。
这种新型智能服务机器人可应用于医学领域和危险环境中。它的最大特点是浑身上下装配了12个作为感觉器官的超声波传感器,感官非常灵敏,可以准确判断出对面的障碍物是人还是物体。
在医院里,智能服务机器人可以通过遥控指令准确地为病人倒水、喂药,可以通过胸部显示屏上的屏幕信息,向病人提示医嘱,还可以通过语音合成软件,与病人进行互动的语言交流,实现简单的对话。机器人头部的摄像头作为它的视觉系统,可以观察病房、医护室的情况。
国产陪护机器人:能辨药瓶会唱歌 。
中国研发的陪护机器人具有服务、安全监护、人机交互以及多媒体娱乐四大功能。
如果家中老人患病卧床,陪护机器人可以帮忙取药、端水,还可以到冰箱里取食物用微波炉加热。如果家里来了客人,陪护机器人会去开门。很多儿女不放心老人独自在家,时常担心燃气、水电存在隐患,甚至是小偷的非法入侵,这时,陪护机器人通过传感器、监控系统判别异常状况,通过短信或网络给主人提醒,儿女还可通过视觉系统看到老人在家中的情况。陪护机器人还可以作为一个终端,与小区安全、医疗网络建立交互平台;老人感到孤独时,陪护机器人能“讲故事”“唱歌”“陪他们下棋”。
在危险领域,如有毒、有害、有辐射的地方,这种智能服务机器人可以代替人类从事危险作业,排除险情,避免人类遭受伤害。
这个项目的设立有着紧迫的现实背景。中国是世界上人口最多的国家,也是老年人口最多的国家,目前超过60岁的老人达到1.49亿人,占总人口的11%。
然而在中国,老人的养老护理成为棘手的问题。民政部官员表示,中国最少需要1000万名养老护理人员。
在这样的形势下,陪护机器人应运而生。
对人类来说,看到一件物品走过去拿起来是再简单不过的事,但对机器人来说,做出这些连续性动作是极其复杂的过程,首先要“看”得精确,然后控制手臂准确到达目标位置,抓住,再通过判断距离进行移动,准确送到预定位置。这中间涉及移动导航技术、视觉对目标物的识别探测技术、作业臂的运动控制技术等国际性难点问题。
目前世界各国的陪护机器人研究都处于实验室阶段,没有实现产业化,中国的相关研究也处在同一水平。
中国陪护机器人研发成功后,将针对部分器件的可靠性进行完善,以降低成本。争取在两三年以后逐渐实现小批量生产,走入家庭。
李瑞峰是主持上述项目的中国人工智能学会智能机器人专业委员会常务委员、哈尔滨工业大学机器人研究所研究员,也是哈工大机器人研究所副所长。
日本早稻田大学的菅野重树教授历时7年时间,为老年人开发了一种名为“TWENDY-ONE”的陪护机器人,它不仅可以扶持老人起床,还会送饭、喂饭。“TWENDY—ONE”身高1.5米,体重110千克,靠4只走轮自由移动。而且可以自行判断、绕开障碍物。使用者在起床之前只需说一声“扶我起床!”,它就会用双手把人从床上扶起来,并帮助老人坐到轮椅上去。它生有硅胶制成的柔软手指,加上里面灵活的关节可巧妙地完成人手的工作,从生鸡蛋到面包片都可以取放自如。