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目前,随着人口老龄化趋势的不断加剧,我国人口红利面临巨大压力,要想保持当前经济发展速度与人民生活水平的提高,产业升级迫在眉睫,大量中低端服务业将被服务机器人所取代。服务机器人,是将智能机器人技术向着生活化,平民化应用推广的重要技术分支,是让普通群众感受人工智能技术为生活带来便利的最直观方式,而随着科学技术的日新月异,传感器,处理器,智能化算法的升级,国家相关政策的重视与支持,我国服务机器人发展即将迎来春天。在不久的将来,服务机器人将出现在每一个住宅小区、写字楼、购物中心、医院、银行、游乐园、酒店,并在清扫清洁、咨询导览、智能零售、配送、文化娱乐等各个方面全面替代人的工作,节约大量用人成本。
服务机器人应用虽然五花八门,应用非常广泛,但是涉及到的核心技术主要还在于以下四个部分。
● 自主定位技术:商用服务机器人一般工作在室内,需要进行高精度的导航,因此要依靠自身的多传感器融合确定自身位置,对SLAM技术定位精度要求极高;
● 规划与避障技术:商用服务机器人面向社区场景,对碰撞容忍度较低,因此需要很强的规划与避障能力,商用机器人一般为连续作业,需要卡死脱困的能力;
● 人工智能技术:商用服务机器人面向复杂的社区场景,涉及到自主回充,通过闸机,自主乘梯,跨楼层等任务,需要很强的智能化水平;
● 人机交互技术:服务机器人与人频繁的交互,涉及到UI交互,语音交互等等,需要高度智能的人机系统;
为了满足高校学生学习服务机器人技术,进行服务机器人综合实践,我们的卓尔系列产品线,覆盖商业服务机器人常用应用,涵盖服务机器人系统设计、环境感知、路径规划、人工智能、人机交互等方向的教学内容与课程。
“卓尔-BS”服务机器人是面向本科院校机器人工程专业、人工智能专业、自动化等专业的专业综合实践以及高年级教学、科研、创新的实验平台。同时可以作为高职院校的服务机器人、人工智能技术服务专业的教学与实验平台。“卓尔-BS”通过一系列案例与课程的实现,帮助学生了解并使用服务机器人,最终实现自己的服务机器人功能。
“卓尔-BS”的主体结构、底盘控制器、人工智能处理器、传感器、执行机构均采用分离式模块化设计,可以根据使用需求拆出单独进行实验或二次开发进行拓展,也可以单独进行独立模块的测试与教学。
上位机软件基于QT开发并完全开源,支持UI人机交互,可进行移动机器人的建图、地图编辑、禁区/虚拟墙的设置、工作任务设置、移动路径示教,支持各传感器的自检、标定,依托此上机可进行移动机器人部署与运维教学。
本机的软件算法,均为行业级标准算法,支持超过10000平米超大范围建图,支持地图的动态更新,定位精度5cm以内。规划算法/轨迹跟踪采用基于optim路径优化算法的轨迹优化,基于MPC控制器进行轨迹跟踪,算法具有行业先进水平,算法开源并提供完善的注释,同时提供ROS接口可以直接调用,针对本机的软件提供方便二次开发的硬件接口协议、技术参数。
结构开源,可以利用开放的机械结构三维模型、图纸,设计机器人的结构,增加执行器,拓展传感与控制方案等完成新的智能机器人开发或者产品设计。
支持以下三个主题的商用服务机器人应用行业实训:
● 《服务机器人行业实训-智能配送机器人系统实训》
● 《服务机器人行业实训-智能导览交互机器人系统实训》
● 《服务机器人行业实训-智能清洁机器人系统实训》
课程设置示例
课程名称:移动服务机器人行业实训
开课年级: 大三-研究生
移动服务机器人行业实训(64学时) |
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课次 |
课程内容 |
学时 |
第1次 |
服务机器人概述 |
8 |
第2次 |
服务机器人设计 |
16 |
第3次 |
服务机器人定位系统 |
4 |
第4次 |
服务机器人导航系统 |
4 |
第5次 |
服务机器人AI系统 |
4 |
第6次 |
服务机器人人机交互 |
8 |
第7次 |
服务机器人具体场景 |
4 |
第8次 |
实践操作与项目设计 |
16 |