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| 本文作者： 肖漫 | 2021-04-18 11:46 |
作者 | 肖漫
出品 | 雷鋒網(wǎng)產(chǎn)業(yè)組
餐廳里的送餐機器人、倉庫里的巡檢服務(wù)機器人 、酒店大廳里的智能客服機器人、機場中的行李服務(wù)機器人、校園里的送快遞機器人、甚至是疫情期間的消毒機器人……
當(dāng)下，各式各樣的服務(wù)機器人出現(xiàn)在人們現(xiàn)實生活場景中，尤其在疫情之后，服務(wù)機器人在醫(yī)療、公共服務(wù)的應(yīng)用更是被推上了新高度。
服務(wù)機器人落地應(yīng)用快速增長固然可喜，但其多樣的應(yīng)用場景帶來碎片化需求卻成為發(fā)展的“一大壁壘”，不僅增加了計算負(fù)載，也延長了制造周期，使得成本也隨之增加。
服務(wù)機器人，亟需求變。
近年來，隨著人工智能技術(shù)的突破以及現(xiàn)實需求的變化，服務(wù)機器人在全球范圍內(nèi)得到了快速發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模在近幾年迅速呈現(xiàn)出擴大的態(tài)勢，并且依然存在著巨大的發(fā)展空間。
《中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2019 年)》數(shù)據(jù)顯示，2014 至 2018 年全球服務(wù)機器人銷售額由 35.1 億美元增長至 82.9 億美元，年均復(fù)合增長率達(dá) 23.97%。
同時，報告預(yù)計，2021 年銷售額將達(dá)到 131.4 億美元，且近三年（2019-2021 年）的年均復(fù)合增長率將達(dá)到 17.86%。
在中國，服務(wù)機器人的行業(yè)增速尤為明顯，尤其在 2020 年疫情防控催生的新需求以及新基建政策的加持下，更是為我國服務(wù)機器人的發(fā)展按下“加速鍵”，迎來一個快速發(fā)展時期。
36 氪研究院發(fā)布的《2020年中國服務(wù)機器人行業(yè)研究報告》指出，預(yù)計 2021 年，中國服務(wù)機器人市場規(guī)模將達(dá)到 38.6 億美元，約占全球市場的近 30%，2013-2021 年年均復(fù)合增速為 36%，高于全球服務(wù)機器人市場增速。
在實際落地應(yīng)用中，服務(wù)機器人也早已突破了早期的實驗室階段和具備初步感覺和協(xié)調(diào)能力的萌芽階段，走向了多方面實際應(yīng)用的落地，在工業(yè)、商業(yè)（包括零售、餐飲、醫(yī)療等領(lǐng)域）、家用等領(lǐng)域都有其身影。
不過，由于服務(wù)機器人使用場景眾多，且大小、形態(tài)、功能各異，服務(wù)機器人市場呈現(xiàn)碎片化現(xiàn)象；而這種碎片化的形態(tài)，給服務(wù)機器人的設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)帶來了多方面挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為：
計算負(fù)載增加：現(xiàn)代服務(wù)機器人采用計算機視覺和深度傳感器/攝像頭對光學(xué)雷達(dá)進(jìn)行補充，以識別對象和避免碰撞。但隨著應(yīng)用種類的擴展，計算模塊在為導(dǎo)航和操作提供計算能力的同時，還需額外的算力來支持 AI 工作負(fù)載、媒體處理以及其他相關(guān)操作，大大增加了計算負(fù)載。
設(shè)計、驗證周期變長：服務(wù)機器人是一個非常碎片化的行業(yè)，機器人大小不一，功能各異，由于具體應(yīng)用要求不同，每一個使用案例所需的設(shè)計和驗證周期都會受到影響，制造成本也隨著增加。
顯然，這是服務(wù)機器人在發(fā)展過程中衍生出的痛點。但從另一個角度來看，這也是其應(yīng)用落地后對技術(shù)提出的新要求——如何解決服務(wù)機器人碎片化場景帶來的問題，成為服務(wù)機器人進(jìn)一步滲透應(yīng)用場景的一道門檻。
對此，英特爾設(shè)計出一種能夠適應(yīng)服務(wù)機器人所需執(zhí)行不同工作負(fù)載的計算模塊，即“可擴展計算模塊設(shè)計”。
英特爾智能移動機器模塊設(shè)計主要由兩部分組成——主計算板和 I/O 擴展板，具體來看：
主計算板采用標(biāo)準(zhǔn)的 3.5 英寸外形規(guī)格，能夠在降低成本的同時適應(yīng)體型更小的服務(wù)機器人。其外觀配有可選的板載擴展模塊，提供 Wi-Fi 和蜂窩連接來擴展其可用性。
具體表現(xiàn)上，主計算板主要提供針對成本優(yōu)化的基礎(chǔ)平臺，既能夠提供導(dǎo)航模塊所需的 I/O 連接，也能夠為為馬達(dá)控制器提供連接性，以驅(qū)動滾輪或機械腿在周圍活動。
從導(dǎo)航模塊來看，主計算板通過提供導(dǎo)航模塊所需的 I/O 連接使能導(dǎo)航模塊，而導(dǎo)航模塊則是依賴一組外圍設(shè)備（如光學(xué)雷達(dá)、深度攝像頭和近距離感應(yīng)器）為其提供的輸入數(shù)據(jù)，來執(zhí)行自我定位和地圖構(gòu)建/解釋功能。
另外， I/O 擴展板則是為了滿足服務(wù)器人廠商的需求而設(shè)計，能夠自定義引腳分配，具有 PCIe 4X 插槽、USB 2.0、USB 3.0 等連接口，能夠支持應(yīng)用模塊為提供服務(wù)而要求的 I/O 連接。
總的來說，英特爾通過“標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計”解決服務(wù)機器人面臨的“碎片化”痛點。而對于這一解決方案，嵌入式計算機產(chǎn)品方案商康士達(dá)科技有限公司 CTO 王景元表示——“標(biāo)準(zhǔn)化是趨勢”。
王景元指出，一個服務(wù)機器人產(chǎn)品從新的設(shè)計到最終的成熟是要經(jīng)歷一個漫長的驗證過程，如果有一個能夠縮短驗證周期的標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計，當(dāng)產(chǎn)品成熟穩(wěn)定之后，大家就不會再重新設(shè)計了，從而提升了效率。
前面提到，服務(wù)機器人應(yīng)用于各種各樣的場景中，且功能各異，那么，如果應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)化的模塊設(shè)計，是否意味著產(chǎn)品差異性降低，導(dǎo)致千篇一律？
對于這一問題，雷鋒網(wǎng)對包括英特爾在內(nèi)的多位技術(shù)專家尋求了解答。
英特爾公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國區(qū)高級市場總監(jiān)陸英潔表示，英特爾智能移動機器模塊具有主板和 I/O 擴展板兩個部分，其中，在主板方面，廠商可以根據(jù)不同機器人的算力需求配置不同的 CPU，增加不同機器人的用途，而 I/O 擴展板也可以滿足機器人對人機交互不同傳感器、不同功能的支持。
陸英杰明確表示，這種標(biāo)準(zhǔn)化的參考設(shè)計并不會導(dǎo)致差異性降低，相反地，這一設(shè)計能夠做出一些更加差異化的機器人。
除了在硬件層面的解析，英特爾公司物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國區(qū)首席技術(shù)官張宇博士還從軟件層面對這一問題進(jìn)行了進(jìn)一步解答。
張宇博士補充道，英特爾智能移動機器模塊在提供了滿足計算要求的硬件之外，還包含了多個部分的軟件設(shè)計，其中包括最底層的操作系統(tǒng)支持、機器人方面的 ROS 支持，容器化的管理支持等。
另外，據(jù)張宇博士看介紹，英特爾方面還針對人工智能集成開發(fā)工具套件 OpenVINO，能夠?qū)崿F(xiàn)底層功能的提速。
不過，這些軟件應(yīng)用多是處于基礎(chǔ)層面，僅是在機器人的基礎(chǔ)功能上“做功夫”，而對于更上層的功能開發(fā)，則需由開發(fā)者根據(jù)不同廠商的需求去開發(fā)。
也就是說，機器人廠商需要將實際應(yīng)用相關(guān)的軟件與原有的基礎(chǔ)功能進(jìn)行集成，來實現(xiàn)滿足特定場景應(yīng)用的專有的軟件系統(tǒng)，通過軟件應(yīng)用差異化來實現(xiàn)不同行業(yè)的定制化。
技術(shù)的推出僅是第一步，應(yīng)用才是走向落地的關(guān)鍵所在。
2021 年 4 月 15 日，英特爾與科沃斯商用機器人、思嵐科技共同簽署了合作備忘錄，三方將在智能移動機器人解決方案及產(chǎn)品的協(xié)同研發(fā)與資源共享等方面展開交流與合作。
解決了碎片化問題，服務(wù)機器人的下一步又該朝著什么方向發(fā)展？
對于這一問題，張宇博士的看法是：未來，機器人應(yīng)該是自主的。
在張宇博士看來，服務(wù)機器人其實是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的分支，而物聯(lián)網(wǎng)同樣是一個碎片化市場，但在這樣一個碎片化場景下，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展其實是有規(guī)律可循的——即從互連系統(tǒng)到智能系統(tǒng)，再從智能系統(tǒng)到自主系統(tǒng)。
機器人的發(fā)展同樣如此。早期的機器人解決的是數(shù)據(jù)互連的問題，到了第二代開始進(jìn)行一些智能化處理，對采集到的書籍進(jìn)行分析，從而得到一些有用的信息進(jìn)行決策。未來，機器人將朝著自主方向發(fā)展。
張宇博士表示：
一個自主機器人，它應(yīng)該根據(jù)你的人的目的和意圖是什么，在眾多的模型庫當(dāng)中去選擇一個適合某個特定場景的模型，然后自主訓(xùn)練得到一個可用的模型結(jié)構(gòu)以及參數(shù)。
即使數(shù)據(jù)庫里都沒有可用的結(jié)構(gòu)，機器人可以根據(jù)一些規(guī)則設(shè)計出一個新的結(jié)構(gòu)，來滿足應(yīng)用場景的需求。這才是一個自主化的機器人今后應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)。
參考資料：
《36氪研究院｜2020年中國服務(wù)機器人行業(yè)研究報告》
雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)
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