服务机器人核心技术模块分析:人机交互技术、操作系统技术及芯片技术

服务机器人的核心技术模块包括环境感知与导航技术、运动控制 技术、人机交互技术、操作系统技术及芯片技术。

1 环境感知与导航是指机器人通过传感器获取外界环境及自身信息，并在此基础上构建环境地图，确定自身位置和姿态，从而通过决 策规划行动。除去惯性传感器，服务机器人常用的传感器包括激光雷 达、摄像头、超声/红外测距，有些还配备触觉、听觉和嗅觉等传感 器；作为导航的核心，基于激光雷达的同步定位与建图（simultaneous localization and mapping, SLAM）技术已在不少实际场景得到应用， 而部分基于视觉的 SLAM 算法也已在服务机器人领域得到验证。近些 年，国内相继涌现了以思岚科技、禾赛科技、镭神智能、速腾聚创、 北科天绘、海康威视、北醒光子等一批激光雷达传感器的生产公司。

2 运动控制器是服务机器人行动的执行者。硬件方面主要包括电 机、编码器、减速器和控制器，其中舵机是步态服务机器人运动控制 的核心零部件，其集成了电机、减速器、编码器和控制器；运动控 制的软件和算法主要用于服务机器人的位置、速度、加速度和转矩 等控制。

3 人机交互（Human Robot Interaction, HRI）技术是实现服务机器 人与人沟通的桥梁。HRI 可借助不同传感模态实现，常用的包括语音、 图像、文本、触控等。目前，基于语音的 HRI 是最主要的表现形式， 其中，科大讯飞在智能语音技术领域处于领跑地位。

4 操作系统是为服务机器人标准化设计而构造的软件平台，可提供 一系列用于获取、建立、编写和运行多机整合的工具及程序。当前全 球主流机器人操作系统为 Android 系统和 ROS（Robot Operating System）系统，中国自研的服务机器人操作系统目前还在发展当中。

5 芯片是服务机器人硬件系统的核心。服务机器人的环境感知与导 航、运动控制、HRI 及操作系统等环节的实现均会用到不同类型的芯 片。服务机器人所用芯片可大致分为通用芯片和专用芯片两类。中国 在通用芯片领域与美国等发达国家相比仍然存在较大的差距，而在专 用芯片领域，尤其是在人工智能芯片领域，中国的发展势头很好，代 表性的企业包括瑞芯微、炬芯、珠海全志、山景等，有望通过现有技 术优势提升国际影响力