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    機器人小管家


    客戶在本項目中的需求和遇到的問題——

    因為是全球第一款家庭陪護機器人,基于使用環境的多樣性以及使用年齡的巨大跨度,文化程度的巨大差異,使用者對審美的多樣性,所以外觀要不同于以往的其他功能機器人,這款機器人要盡量滿足大多數用戶的審美,同時操作、功能等要適用各個文化層次,同時要考慮到小朋友使用時的安全性考慮,還要具備全新產品的PI特征,凸顯品牌形象,提高產品辨識度、產品品質形象以及產品親合度。


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    千策良品團隊對產品新設計的調研——

    千策良品團隊通過對各種使用環境、各種使用群體的構想和調查,以及和山大設計師團隊的溝通,來確定設計基礎需求,并通過調查來總結設計時需要注意的關鍵點。


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    千策良品團隊的解決方案和服務——

    產品的形態和色彩是表現設計作品的重要語言,在色彩上主體采用皓月白,輔色以尊貴金色以點綴,使“大智”在色彩上就給人以高貴、時尚的現代科技感;形態上設計師考慮到為小朋友使用,參考人體工程學數據、以及調研大數據,確定了“大智”的身高,并且所有形象中,只有“小朋友”形象適用范圍最廣,因此設計師設計的是極具親和力的“萌萌小朋友”機器人形象。

    千策良品團隊的設計成果和價值——

    設計師團隊通過高檔色彩搭配以及極強的親和力形象設計使產品PI特征明顯,自帶傳播能力,并且傳播能力強。并且通過通過設計師的努力,在造價上實現了“家家用得起機器人,大智進千家萬戶”的最初設計理念!


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     一個孕育于實驗室長達十年之久的“孩子”,剛一面世,便成為全球矚目的焦點


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        全球首款家庭智能陪護機器人“大智”研發團隊,前排中間穿白襯衫者為周風余教授。中國青年報·中青在線記者 邢婷攝

        2016年6月15日-16日,由中國服務機器人產業聯盟等單位發起的SR SUMMIT 2016第三屆北京國際服務機器人核心技術及應用大會在北京舉行。正是在這次展會上,一款名為“大智”的長相呆萌的機器人當仁不讓成為全場主角。

        作為全球首款家庭智能陪護機器人,“大智”被嵌入基于大數據的“云腦”,具有智能化語音交互、人臉識別、自主學習及自我健康評價等技術,實現了定點、定時和定人的智能化、個性化、安全陪護功能。

        這款機器人的研發團隊,由隸屬于山東大學機器人研究中心的云基智能機器人實驗室主任周風余教授和20余名博士、碩士組成,其中包括山東大學的老師和學生,有外單位志同道合的科研人員,以及海歸人員。

        除了“物美”,“大智”將帶來“價廉”的驚喜:隨著技術成熟并投入市場,2016年下半年起,這款價格在一萬元人民幣以內的智能陪護機器人將逐漸步入普通百姓家中。

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    團隊成員在第三屆北京國際服務機器人核心技術及應用大會上,左二為周風余教授(受訪者提供)

        植入“云腦”的“大智”有何不同

        當陌生人步入家門時,“大智”能夠借助人臉識別功能,清晰辨別并將照片傳送到主人手機端;孩子放學回家后,“大智”會第一時間把消息傳送給主人,并將接收到的主人信息通過語音叮囑孩子;家中老人一旦摔倒,“大智”將通過老人身上攜帶的智能模塊立刻識別,并將現場照片及時發送給主人;給孩子講睡前故事,陪老人嘮嗑……

        所有這些并非科幻電影的一幕,而是“大智”的日常工作,由此它獲得了“智能小管家”的昵稱。

        事實上,“大智”是一臺真正意義上的智能實體機器人,系統采用嵌入式底層控制器+機載微型電腦+云腦的分布式體系架構,這也是“大智”所擁有的三個“腦”。

        “尤其是它的‘云腦’,基于云平臺,可以讓‘大智’機器人像我們人類一樣具有隨時隨地學習、分享新知識和技能、語義理解的能力。做到了‘一人學會,大家都會”周風余說。

        周風余介紹,該機器人配置的嵌入式底層控制器、高精度、高魯棒性的定位傳感器、雙路直流電機驅動器和電源管理模塊擁有完全自主知識產權,底層控制器采用專利技術及先進的智能控制算法實現了更好的運動控制效果。

        另外,“大智”機器人還整合了業界領先的自然語音識別及語義理解、人臉識別與跟蹤、物體識別、體感交互、基于視覺的室內導航定位等人性化、智能化人機交互能力。

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    全球首款家庭智能陪護機器人“大智”(由受訪者提供)

        “大智”的誕生并非這一優秀科研團隊心血來潮的結果,而是經歷了漫長的實驗室研究成果的積累。

        從1996年起,周風余開始步入智能機器人研究領域,先后從事特種機器人、工業機器人研究,2007年起,轉入服務機器人研究領域。2007年至今十年時間內,該團隊借助兩個國家“863計劃”項目的技術積累,經歷了由家庭服務機器人平臺、醫院住院病房巡視機器人和養老院老年人陪護機器人向現在的基于云平臺的家庭智能陪護機器人轉變的研發過程。

        十年間,無論科研環境還是現實需求,服務機器人的發展開始步入高歌猛進的時代。

        “需求是促進服務機器人發展的原動力”周風余介紹,我國4-2-1的家庭模式持續了幾十年,老幼人口合計4.8 億人,占比居高不下,9千萬人的殘障人士規模甚至超過德國總人口數,急需陪護機器人、康復機器人;繁忙的生活節奏和對生活質量的追求急需家務機器人。

        目前,清潔機器人和無人機已經率先產業化,并取得巨大成功,由此帶來的示范帶動效應明顯。

        此外,技術支撐越來越強:服務機器人的環境感知與傳感技術日新月異,聽覺、視覺、觸覺等長足發展;大數據、云計算使機器人有望實現“物美價廉”,降低成本的同時,反而大幅度提高機器人的智能;新的生物材料使得服務機器人將具有類似人的皮膚,實現與人類親密互動,促進購買需求。

        在周風余看來,“上述技術使得機器人越來越智能,越來越實用,智能化程度一旦邁過可承受的拐點,用戶就愿意支付超額溢價”。

        最新數據顯示,未來實現個人機器人(PR)之后,服務機器人的全球市場容量超30億臺,可誕生一個幾千億甚至上萬億美元的全球機器人市場。目前,全球服務機器人市場總額正以20%至30%的速度增長,2017年將達到500億-700億美元,有望超過工業機器人,其中主流產品是家庭服務機器人。

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        團隊成員在展示全球首款家庭智能陪護機器人“大智”和相關手機APP軟件(中國青年報·中青在線記者 邢婷攝)

        無時無刻不在創新:一個年輕團隊的力量

        讓周風余引以為榮的,不僅僅是“大智”的誕生,還包括締造奇跡的年輕團隊,“他們充分詮釋了對機器人事業的熱愛”。

        團隊成員中年齡最小的僅21歲,平均年齡32歲,骨干成員均具有10年以上的機器人研究開發經歷。由于機器人是典型的多學科交叉的高科技產品,需要多個專業的技術人才協同研發,技術門檻非常高。

        具體到“大智”的誕生,團隊成員各司其職,密切合作,有做機械設計的,有做自動控制,還有專注計算機編程、通訊、材料、人工智能等諸多領域。

        從2012年加入團隊至今,團隊軟件總負責人、實驗室老師田天經歷了“大智”研發全過程,他并不諱言這一過程之“痛苦”:“由于是全新的嘗試,我們沒有成熟框架可供參考,無法‘拿來主義’,可以說每一個點都是創新,都是挑戰。”

        研發過程中,需要克服的技術難關之多,對這個團隊而言已是家常便飯。田天回憶,最初“大智”進行語音交流時,十句話甚至識別不出一句,問題究竟出在哪兒?團隊成員花了兩個月時間最終發現是電源受到干擾所致。

        即便是“大智”即將投入市場之際,田天仍在為編寫更便捷的嵌入式軟件絞盡腦汁,“已經重寫了5遍,還是不滿意,正準備寫第6遍”。

        “團隊的氛圍非常好,大家志趣相投,自覺性主動性強,對機器人事業充滿了熱愛,每天都奮斗到深夜,沒有周末,沒有節假日,并且是無怨無悔。”周風余感慨。

        加班對于這群“科學狂人”來說已不再新鮮,教學樓每晚十一點準時關門,最晚走出教學樓的往往是這個團隊的成員。為攻克難關,這些年輕人甚至通宵達旦,就在7月4日接受中國青年報·中青在線記者采訪的頭一晚,整個團隊在實驗室徹夜未眠,工作到天亮。

        “這是我非常感興趣的事業,因為它有足夠的挑戰性”田天興奮地說。

        “當看到自己敲出的一行行代碼操控機器人時,會非常有成就感”加入團隊一年多的栗夢媛說,團隊中她則負責手機APP軟件的研發。

        這一實驗室信奉的口號令人印象深刻:“一個人干不過一個團隊,一個團隊干不過一個系統,一個系統干不過一個趨勢。團隊+系統+趨勢=成功。”

        目前,該研究團隊已在機器人功能模塊設計與制造技術、物品搜尋與抓取、運動目標檢測、識別與跟蹤、人的行為識別與理解技術、機器人低成本實用化導航定位技術、基于學習的智能控制技術、智能化、人性化人機交互技術等方面取得了一系列重要的理論與技術成果,并得到充分的實踐檢驗,部分技術處于國際領先水平。

        此外,他們還在國內率先進行了基于云的服務機器人健康評價與故障預測以及云服務機器人自主學習與心智發育等方面的研究,已取得初步成果。

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    團隊成員在和全球首款家庭智能陪護機器人“大智”交流(中國青年報·中青在線記者 邢婷攝)

        好的機器人產品應該讓百姓用得起、用得好、用得住

        與高精尖的科研項目不同,周風余團隊從研發“大智”之日起,便秉承這樣的理念:“好的機器人產品應該讓百姓用得起、用得好、用得住。”在周風余看來,如此鮮明的產品化要求遠比科研項目的要求更高。

        他舉例,譬如為了降低成本,只能用較低端的傳感器,這就決定了研發人員在算法、編程上必須得做更多工作加以彌補,才能最終實現滿意效果。

        周風余介紹,在服務機器人領域,全球處于同一起跑線,國內外差距很小,并且不存在行業壟斷,這給服務機器人產業提供了一個百家爭鳴、百花齊放的機遇。因此,各個國家都不會甘心在服務機器人上落后,這也決定了我國對服務機器人扶持力度將會不斷加大。

        然而,目前,國內服務機器人的發展仍面臨眾多障礙:

        譬如,核心技術障礙,服務機器人核心技術模塊是人工智能,其核心技術包括語音語義技術、環境識別與理解、人臉識別、人的行為識別與理解和自主學習等;產業鏈整合過程中技術標準的障礙,目前服務機器人還在產業化初期,服務機器人類型繁多,兼容性差,仍未形成服務機器人的市場標準;此外,缺乏對工業設計和產品智能化的重視,等等。

        “同質化、低端化、玩具化、惡性競爭的結果有可能把機器人行業推向血腥的‘紅海’。”周風余對此不無擔憂。

        目前,該項目已成功落地并注冊公司,2016年下半年起投入生產,前期將生產少量產品并有選擇進入一些家庭進行測試,經幾個月測試階段成功后,再逐步進入更多普通家庭。下一步,“大智”將在現有功能基礎上增加跟蹤功能、可多次人機交互的菜單功能等。

        “普通百姓可能對服務機器人的預期太高,認為它是萬能的,這是當前公眾理解的一個誤區,事實上,這一領域發展還需要很長的路去走”周風余坦言。

        盡管如此,他表示,自己仍對這一領域的發展非常樂觀。周風余將服務機器人領域比作“藍海”,他同時用“使命感”解釋自己選擇進入這一領域的原因,“高校科研成果的轉化率普遍較低的現狀下,我們可以借助這一成果更好地反哺社會,服務社會”。



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