面向世博展示的家用机器人 电气自动化论文.pdf

16装备机械16装备机械 New Technology New Product 新技术新产品 一 概述 随着当今计算机技术 电气自动化技术 包 括新型的传感器技术 精密机械技术的高速发 展 使得建立在这些基础技术上的机器人技术在 军事 教育 娱乐 家用等领域得到了高速的 发展 科学家确信 机器人会进入人们的日常生 活 并彻底改变人们的生活 并将朝着更有趣 更多能的智能化方向发展 家用机器人是机器人技术与信息技术 辅助 技术 护理技术和康复医学的结合 随着人口老 龄化和残疾人福利等社会问题的明显加剧 上海 电气中央研究院通过承接国家科技部863计划重 点项目组织开展了家用机器人方向的研究 围绕 人类未来生活中机器人与人类友好共处的新模 式 重点突破多类型机器人间交互与协同等关键 技术 研制成功了多种类型的机器人样机系统 包括可以全面执行多种复杂护理任务 又可独立 巡逻 自主监控家用设备状况和安全情况的家用 监控机器人 可以辅助护理长期卧床病人的家用 护理机器人 可以辅助青少年学习的家用教育机 器人 可以进行互动娱乐的家用娱乐机器人等 等 由多类型家用机器人组成的机器人智能家居 生活系统展示平台 将在2010年世博会上向国内 外公众展示 机器人让未来生活更美好 的新模 式和新概念 二 面向世博展示的家用机器人 家用机器人包括家用监控机器人 家用护理 机器人等多种服务机器人 其功能各有侧重 又 相互补充 其主要功能包括 安保巡逻 环境监 控 运送食物 药品等物品 辅助餐饮 洗漱和 搬运患者等高负载操作 以及吸尘 割草 辅助 儿童学习 健康监测 信息提示等 1 家用监控机器人 家用监控机器人 如图1所示 由上海电气 中央研究院研制 身高1 2m 整体外形风格以 可爱憨厚的熊猫为情感设计原点 提炼出圆润光 滑造型 最大限度的提升了用户感性接受度与安 面向世博展示的家用机器人 文 杨军 上海电气集团股份有限公司中央研究院 200070 杨军 1978年 男 工学硕士 现任上海电气集团股份有限公司中央研究院服务机器人研究室主任 工 程师 从事家用及助老助残服务机器人设计开发 摘要 介绍了参展2010年上海世博会 沪上生态家 的家用机器人 研制情况及展出信息 Abstract This paper introduces the present development condition and the 2010 Expo Exhibition information of the home robot 17No 1 2010 全性 采用全包裹座椅全色光带实时反馈用户信 息 用户也可通过操作 水晶魔球 实现机器人 载人功能 家用监控机器人具有6自由度双机械臂 能完 成取物 开门 倒水等 功能 能通过激光导 航自主载人运行 能遥 控多种家庭电器设备和 各种其他机器人工作 能够监测包括门窗入 侵 火灾 烟雾 煤气 泄漏 水表 电表 煤 气表反映的环境信息 具有语言识别 人脸和 图像识别等人机交互 功能 2 家用护理机器人 家用护理机器人 如图2所示 由上海电机学 院研制 以护理床的外形为设计原点 针对一些常 年卧床的残疾人或老年人 由于身体原因 卧床后 不能自行翻身或解便的问题 重点解决翻身 解便 和生理参数检测三大问题 通过语音或按键的方式 用户可以控制护理床 辅助完成翻身 体位调整 解便和移动等功能 及 时缓解久卧的不适 同时也大大减轻了护理人员的 工作强度 通过机器人配置的多款生理参数检测传感器能 够执行对血压 脉搏 体温等生理参数的测量 记 录和初步分析 通过网络和网络化的健康保健数据 图1 家用监控机器人 中心 记录人每天的健康数据 并实时进行健康报 警和健康提醒 3 家用教育机器人 家用教育机器人 如图3所示 由广茂达伙伴 机器人有限公司研制 具有非常可爱的卡通造型 能进行简单对话 对人脸进行识别和跟踪 该机器人提供了简单的教育平台 通过机身上 的液晶屏显示预先制定 的学习计划提醒小孩进 行学习 采用寓教于乐 方式与小孩互动学习 并对学习结果进行评价 和建议 机器人通过内设一 些娱乐软件或演示项 目 可以为老人唱歌 讲笑话 定点播送新闻 等 给老人解闷 4 家用娱乐机器人 家用娱乐机器人 如图4所示 由3台机器人乐 手组成 机器人乐手赋有极高的拟人外形 身着中 国式旗袍 分别可以演奏中阮 扬琴 葫芦丝三种 中国民族乐器 用户可以根据自己的要求点播想听的歌曲 家 用娱乐机器人会通过独奏或合奏的方式呈现动听的 音乐 其中吹奏葫芦丝的乐手更具备示教功能 用 户可以自行吹奏一曲 随后由机器人乐手进行原声 还原 大大丰富了人与机器人交互的互动性 图3 家用教育机器人 图2 家用护理机器人 图4 家用娱乐机器人 18装备机械 New Technology New Product 新技术新产品 5 家用烹饪机器人 家 用 烹 饪 机 器 人 如 图 5 所 示 由 深 圳 繁 兴 科 技 有 限 公 司 研 制 能 够 实 现 炒 炸 煮 烧 蒸 等 五类经典烹饪工艺的自动化 完成不小于50种菜肴 的烹饪 烹饪水平不低 于专业厨师水平 当主人不愿意下 厨 或不方便下厨时 可以根据家用烹饪机器 人提供的菜单进行菜肴 选择 机器人会在短时 间内完成烹饪 呈上美 食 免去油烟所带来的 困扰 6 家用送菜机器人 家用送菜机器人 如图6所示 由上海交通大 学研制 是具有自动送菜 自动 手动点茶 自动 报价 结算等功能 送菜机器人能自动识别并优化路径 将烹饪 好的菜肴端送至餐桌上 用餐结束后 送菜机 器人可以进行餐盘的取回 在家中尽享餐厅用餐 的乐趣 图5 家用烹饪机器人 三 家用机器人世博展示 为了更好地实现家用机器人展示平台的应用展 示 上海电气作为机器人展项总成单位与上海市建 科院签订了 沪上生态家 如图7所示 的合作 协议 负责生态家中机器人智能家居生活系统的研 制 打造 智能化生态建筑 2008年4月 沪上 生态家 正式入选2010世博 会城市最佳实践区最终选出的15个案例之一 并成 为上海唯一入选的案例 位于上海世博会城市最佳 实践区北区住宅组团 2008年9月10日 沪上 生态家 正式开工建 设 2009年底建成 它着重诠释 关注环保节 能 倡导乐活人生 LOHAS Lifestyles Of Health And Sustainability 的全新生态居住理念 将功 能与流线按 过去 现在 未来 三个阶段在垂 直向展开 分区清晰 单向性流向明确 建成后 有望成为引领未来居住建筑发展的风向标 届时由家用监控 家用护