机器人是如何感知外界的?

人类来自五个感官,视觉,听觉,触觉,嗅觉,味觉 。当然还有第六感 。这里不讨论第六感,因为第六感在人类世界都还没有讨论清楚 。

机器人感知外界的方式很普通,就是参考人类的五官的 。我们一一来说机器人是怎么感知外界的 。

1、视觉——机器人视觉:由工业相机+视觉软件系统组成

机器人视觉,目前能够达到牌照比对成功率97%以上 。目前还做不到,像人一下,认识每一个物体 。

工业视觉领域:2D视觉,直接应用在设备检测方面,例如常规的表面检测,以及工件的尺寸检测,目前2D视觉,一套软件设备+工业相机,基本上价格在3-4万块就可以搞定了 。3D视觉比较昂贵,最要在于3D视觉的软件比较复杂,并且能够成熟的开发并且应用3D视觉的企业不多 。一套3D视觉,起码在50万以上 。

消费领域的机器人视觉,包括我们熟知的看图识别画面,也就是OCR,还有人脸识别,以及粒像分析 。本质上来说机器人视觉的核心在于,一个比较厉害的算法 。能够快速识别物体 。

目前机器人视觉应用场景非常多,也不算什么高端东西,在安检,酒店住宿,工业自动化领域都是大量应用 。


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工业镜头国内提供企业不少,海康威视,大恒图像都在做 。千万别以为有个工业相机就可以让机器人看到东西,核心还是时觉的软件 。


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服务类机器人视觉,一般是应用于导航的视觉系统 。多数情况会基于SLAM的视觉导航 。这个其实也是基于SLAM软件的一种应用而已 。


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SLAM视觉导航避障及地图重建 。也就是我们说的机器人看懂外部环境的整个过程 。

2、机器人触觉——力觉传感器或电流环应力反馈

常见的机器人触觉控制,最常见的是在协作机器人上面 。如果你有机会去看机器人的展会,或者工博会这类展会 。你会在现场看到很多的协作机器人,聊一下你就知道,大致各家实现协作机器人拖拽示教,以及防碰撞的方式 。

电流环的应力反馈,其实原理比较简单,就是伺服电机受到阻力后,产生反向电势,电流环检测到反向电流后,做相应的反馈 。这个方式的优点就是价格便宜 。要比力觉传感器便宜很多 。

【机器人是如何感知外界的?】常见的力觉传感器,跟压力传感器的原理类似,但反应更灵敏,同时对力的矢量解析也更复杂 。不过这玩意价格太贵 。

目前力传感器,在卖的企业不多,爱普生,ATI,目前比较成熟 。其他的传感器巨头,倒是没有着急进入这个领域 。


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在工业领域,与人协作工作的机器人,基本上都要使用到机器人的触觉 。

服务机器人领域,那就更为常见了,甚至未来的仿人型机器人,更需要这个传感器的支持 。

3、听觉——智能语音软件

机器人的听觉研究,目前进步神速 。我们知道的百度,腾讯,siri,微软小冰,科大讯飞等都智能语音系统 。让机器人听到,就在机器人上面安装一个麦克风,机器人获取到外部的声音后,通过语音智能进行转义分析,然后同人类进行对话 。目前天猫精灵,siri都是这类的典范,而且在家庭中已经使用非常多了 。


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目前的语音智能识别,已经能到达到98%以上的准确率,甚至更高 。同时还能够分析情感以及语意 。


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听觉是机器人必备的一个外部感官,目前听觉的使用基本上门槛非常低了 。

4、嗅觉——颗粒及特殊气体传感器

目前气体传感器的使用,比较少 。主要在特种机器人领域,可能有所应用 。例如洞穴勘探,检测是否有相关有害气体等等 。

5、味觉——很少使用

一方面由于味觉传感器造价高昂,同时覆盖范围小 。在机器人领域味觉传感器的使用,目前极低 。

6、直觉——机器人的直觉或许就是雷达

一般机器人的激光雷达,能够实时扫描周围环境,发现人类及其他物体,都会做出相应的反馈 。这种远距离无死角的感官应该可以说是机器人的第六感 。

其他网友观点

你好,我是机器人包老师,专注于机器人领域 。

机器人是怎样感知外面的世界的?

我们人类通过眼睛、鼻子、耳朵、舌头等感觉器官来感受、认识世界 。

为了让机器人也能接收外界的各种信息,科学家给机器人安装了各种传感器 。

它们就像我们的眼睛、鼻子、耳朵和舌头一样,可以接收周围环境的信息,再送入“大脑”中的计算机里进行分析处理,这样机器人就可以“看”“闻”“听”“尝”了 。

机器人通过各类传感器对外界进行感知,目前已经有了各种各样丰富传感器以供机器人去感知世界:

声音传感器,超声波(耳朵的听觉)

超声波传感器,摄像头,红外(眼睛的视觉)

嗅敏仪(鼻子的嗅觉)

触摸开关,压力传感器(皮肤的感觉)

味觉传感器(舌头的味觉)

那么未来机器人就是要做到跟我们人一样,拥有一样的情感,一样的视觉嗅觉和触觉,懂得如何思考,懂得判断分析拥有自己思维逻辑,是一种诸多智能高科技的结合体 。


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其他网友观点

首先机器人的感知是通过各种各样的传感器+处理器来实现的 。


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如视觉可以用图像传感器,加上图像处理器;温度可以用温度传感器 。想要机器人有什么样的感知能力,加上对应的传感器系统就可以实现 。


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机器人对外界的感知相比于人更加客观以及精确 。如物体的重量,人类只能根据经验对比,估摸出物体重量,而机器可以精确到g甚至更高 。

但机器人对外界的感知缺少“情”,即使现在有了人工智能,情的温度是目前机器人与人相比还是有一定距离 。还有就是机器人的思维逻辑能力是受限的,运行在特定规则以内 。

从整体来看,机器人对外界的感知是大大超越人类的 。我们一直靠着机器设备对外太空、海洋深度的进行探索 。

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