机器人姿势学习【之一】

机器人发展概括

机器人是什么？

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。

• 构成机器人的三个要素：

  1. 有传感器、执行器与物理世界交互。
  2. 可编程。
  3. 自主或半自主的。

• 机器人行业发展——全球市场飞速增长

预计到2020年，全球机器人技术和相关服务支出将从2016年915亿美元增长到1880亿美元。亚太市场将达到1330亿美元。

预计到2020年，中国机器人市场支持出将接近600亿美元，占全球总量的30%以上。

• 机器人行业发展——未来市场潜力无限

1. 工业机器人需求持续增长
2. 服务机器人前景广阔
3. 无人驾驶汽车正在驶来

• 机器人行业发展——亟待突破的三大挑战

  1. 技术挑战

  • 多模态感知、环境建模等关键技术
  • 与物联网、云计算、大数据技术的深度融合
  • 识别、交互、类脑等人工智能技术突破

  2. 应用挑战

  • 产品与需求之间的匹配
  • 把握市场脉搏，精准定位用户痛点
  • 结合传统厂商与跨界企业的优势

  3. 资源挑战

  • 人才缺口大，产业尚未成熟
  • 打破产业链各主体间的障碍
  • 打造开放高效的协同体系

• 机器人的主要应用领域

安检、自动驾驶、家用服务、医疗康复、智能购物、智能配送、教育娱乐、助老助残等。

• 机器人是如何工作的？

1. Whre am I ?
   定位、建图
2. What's around me ?
   行为感知、语言理解
3. What will happen next ?
   行为预测
4. What should I do ？
   决策和控制

• 机器人的大脑——人工智能

主要方法

• Rules and Logic Based Approach 基于规则和逻辑的方法

• Machine Learning Based Approach 基于机器学习的方法

• Hybrid System 规则逻辑+机器学习

• 机器人的大脑——人工智能

发展阶段

专用人工智能：在特定任务方面，机器智能与人类智能持平，或者超过人类智能。

通用人工智能：机器的智能能够应用于任意任务场景，而不是单一任务，并且体现出与人类同等的智能水平。

超人工智能：几乎在任何一个领域，机器的智力水平都远超人类大脑，甚至包括科学创造、社交、意识形态等。

• 机器人AI的载体——控制器

ARM、FPGA、DSP、ASIC

• 机器人AI的载体——传感器

激光雷达、摄像头、红外、惯性测量元件、里程计、超声

• 机器人AI的载体——执行机构

机械臂、机械手、普通轮胎、麦克纳姆轮

• 机器人AI的载体——理论、关键技术和基础软件

基础软件

ROS
OpenCV/PCL
G20/Ceres
Apollo
Caffe/TensorFlow/MXNet

关键技术

运动控制
路径规划
识别分类
语音交互
模型预测
定位与建图
多传感器融合

理论

机器人学
状态估计
控制论
深度学习
强化学习
运行学和动力学
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