原创 我们何时才能拥有一个"大白"?陪伴机器人未来蓝图剖析

 陪伴，是未被解决的刚需。

“一场新技术革命正悄然来临。人类正从个人电脑（PC）时代向个人机器人（PR）时代迈进。届时，家用机器人将像门铃、计算机、移动电话、电冰箱等一样普及。”——2021年，比尔·盖茨曾就家庭服务机器人在杂志公开发表言论。
过去10多年来，弱AI+IoT技术大量应用于智慧家居，虽然其生态发展长期低于市场预期，但也涌现不少畅销单品，比如智能微投、智能音箱、扫地机器人等。
近2年，特斯拉Optimus等展现机械进步，成为热点，OpenAI、微软、谷歌等多模态大模型展现强AI动力——二者相结合让家庭服务机器人何时走向日常生活的讨论持续升温。

毕竟，机器人是“AI+机械+电子”共同进步的产物。

1、对家庭“新成员”的紧迫需求

中国机器人产业发展报告（2022）曾预测，到2024年，中国服务机器人市场规模将突破100亿美元。

*图源：TE智库

其中，家庭服务机器人未来市场更是蓄势待发。这一快速增长的背后有以下几个关键因素：

人口老龄化和劳动力短缺：随着全球人口老龄化问题的加剧以及劳动力短缺，家庭服务机器人的需求不断上升。

家庭收入水平提高：人们的家庭收入水平不断提高，导致了对家庭服务机器人的更多消费。

技术创新和性能提升：家庭服务机器人的技术不断创新和性能不断提高，提升了用户的体验和满意度。

后疫情时代：疫情期间家庭隔离和卫生意识的增强也进一步推动了家庭服务机器人的销售，此因素在后疫情时代同样显现。

而从产品类型来看，家庭服务机器人主要分为清洁、陪伴、厨房和其他类别。

特别是陪伴机器人，其核心尤在人机交互能力，更依赖人工智能解决情感需求。生成式AI的迅猛发展，能更好帮助陪伴机器人读懂、觉知人类感受，将有望重塑人机情感交互模式。

2、谁不想拥有一个暖心“大白”？

《超能陆战队》的爆火，第一次点燃了大众对陪伴机器人的渴望，试问谁不想拥有一个暖心“大白”呢？随着AI的升级迭代，机器人目前呈现出互动化愈加明显的趋势，而在其中由人们情感需求催生的陪伴机器人也正稳步向好发展。

可以说，陪伴机器人的诞生，使机器人摆脱“高冷”的桎梏，走出工厂，走近寻常百姓家，将虚幻的科技想象带入真实的消费生活，人机共融的智能时代已经拉开序幕，陪伴机器人也将迎来新的发展拐点。

然而，若想拥有“大白”真身，传感器、智能芯片技术、底盘技术、云服务平台、SLAM系统、整机操作系统等机器人关键技术必不可少。

环境感知——陪伴机器人之眼

环境感知系统是陪伴机器人的重要组成部分，其功能类似于机器人的眼睛。它不仅可以帮助陪伴机器人判断附近物体的种类，还可以在陪伴机器人行驶过程中察觉到周围环境的变化再根据SLAM系统重新规划行驶路线。

目前常用的环境感知技术模块主要有摄像头、毫米波雷达、激光雷达、人脸识别相机、深度相机等。

以AI智能陪伴机器人EBO X为例。

近日，艾迈斯欧司朗宣布通过与立功科技合作，助力家庭机器人供应商Enabot成功推出EBO X。

该机器人正是单机搭载2颗艾迈斯欧司朗的直接飞行时间传感器和处理系统——TMF8821传感器，实现了自动避障、防跌落和辅助建图等功能。

图：EBO X智能机器人

作为一款家庭机器人，有效避障是实现安全移动、智能看护的前提。然而，家庭空间一般布局多样、动态障碍较多等，因此机器人常常面临感知不准确、路径规划不清晰等挑战。

TMF8821，将940nm的VCSEL，SPAD（高灵敏度单光子雪崩二极管）阵列、精密时间数字转换器（TDC）和低功耗微控制器子系统集成到一个模块化封装中，尺寸小巧，仅为2.0mm*4.6mm*1.4mm，非常适用于空间敏感型应用，在机器人的设计中可以确保外观的美观性。

10~5000mm远距离测量功能，任一多区域配置（3×3；4×4；3×6）都可支持视场角大小调节，如此一来，TMF8821高精度的测距功能，多区域的检测范围，让其在实现自主避障的同时，可以将深度信息发送至主控，从而配合摄像头实现V-SLAM建图。

SLAM系统——陪伴机器人的GPS

视觉SLAM算法可以实时构建世界的3D地图，并同时追踪摄像头（安装在机器人上）的位置和方向。机器人想实现自主移动和导航必须知道自己在哪，周围什么情况等，这都需要SLAM技术来支持。

伺服系统——陪伴机器人的精准动力之源

伺服系统是指以物体的位置、方位、状态等控制量组成的，能够跟随任意变化的输入目标或给定量的自动控制系统。

结构上，伺服系统通常包括伺服驱动器（指令装置）、伺服电机、伺服反馈装置（编码器）三个部分，但通常伺服反馈装置嵌入伺服电机之中。

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，由于电机自带的编码器会反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整输入脉冲信号，所以说伺服电机精度取决于编码器的精度。

这也更说明高精度位置传感器的重要性。

艾迈斯欧司朗的磁性位置传感器，定位高端，主打高性能产品，具有独特的抗外部磁场干扰能力。据悉，其产品可以达到20000A/m的抗干扰能力，相比市面其他产品几乎是20倍的性能优势。

此外，艾迈斯欧司朗的位置传感器能够帮助家用服务机器人的电机驱动更加精确地控制力矩与速度，同时通过减少消耗来提高功率，并缩小电机尺寸。

同时，磁性位置传感器也是当前服务以及工业机器人中最广泛使用的传感器技术之一，几乎机器人的每个关节都需要使用两个或多个位置传感器。

AI机器人之心——陪伴机器人之心

智能机器人核心芯片是一种专门用于实现感知、控制、导航、决策、规划等机器人计算功能的高性能处理器，是机器人在复杂环境完成各类作业任务的关键。

人机交互——能听会说的情绪价值提供支点

人机交互主要是指人与机器人之间传递、交换信息和对话。人机交互的表现形式多样，当前广泛运用的是图文点触、语音、体感几种，而多模态人机交互从来都是人机交互技术的发展趋势。

AIGC大模型横空出世后，与传统AI的规则引擎和决策树相比，大语言模型具有明显优势。它不仅可以完成基础的识别、预测和分辨等任务，还能够与人类自然地进行对话，精准生成各种基于上下文语义和语境的内容。

据亿欧智库预计，未来基于各类AI模型的交互系统将成为操作系统的主要形式，应用程序与指令逻辑将根据AI交互平台进行重新设计。未来随着算力成本的降低和AI模型的轻量化，预计其可替代操作模式将进一步泛化。

家庭服务机器人系列方案对接

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