那些世界智能大会上的机器人

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在天津梅江会展中心举办的第五届世界智能大会上，庞伯特发球机器人的互动体验区设在离大门入口不远的位置，一直被密集的观众人群包围着。那天是5月22日，距离大会结束的前一天。虽然志愿者高举着每人只能体验5个球的告示牌，虽然已经有数百人在那里排队等候，也许出于“与机器人对打是怎样一种体验”的好奇心，仍然不断有观众加入长队中。

发球机器人M-ONE站在天蓝色乒乓球台内侧的斜角处，它大概一米多高，胸前闪烁着一圈醒目的圆环形启动光条。白色机械臂像两条拟人化的胳膊，左手举着装满乒乓球的圆筒，右手手握球拍，一个用于抛球，一个用于击球。

朝着球拍的方向，圆筒中的乒乓球正源源不断地弹射出来，M-ONE迅速挥拍，每一次的发球轨迹和落点都略有不同。正在体验的对手是个七八岁的穿花裙的小女孩，站在球网另一侧的对角线位置，身高几乎和它差不多。一次顺利地接球之后，她的脸上绽放出兴奋的笑容。

作为全球首款类人型发球机器人，M-ONE用球拍击打，还原了真人的自然动作。以往的发球机都是以吐球的形式，让乒乓球从机器齿轮中挤压出来，M-ONE的旋转球来自球板摩擦，类型分为上旋、下旋和不旋等。

目前，它的出球速度每秒4～12米，每分钟发球频率30～85次，出球旋转每秒0～80转。除了个性化球拍的快速更换，机器人还附带程序，使用者可以在手机端设置和调整发球速度、旋转角度等数据以及落点的具体位置。

“我们的机器人软件都是01代码编程的，有效的数据化系统对每个动作进行精准分析。植入人工智能算法以后，M-ONE拥有了思考和反应的大脑，能够利用深度学习算法，研究对手的动作和击球方式。”上海庞勃特科技有限公司首席技术官张海波对本刊介绍说。

专业乒乓球训练中，即使高水平运动员，每天也要花费三分之一的时间进行多球训练。通常，一名教练只能同时给两名运动员喂球，而且无法统一速度、旋转、频率等参数，帮助运动员形成准确的肌肉记忆。

M-ONE是隶属于中国科学院的新松机器人公司与中国乒乓球学院的合作成果，它的诞生来自乒乓球学院院长施之皓的提议，希望新松研发出带手臂的发球机器人，解放教练的体能与时间。

发球机器人的研发过程中，出现过落点不够精准的问题。“我们的落点直径在20厘米左右，乒乓球学院希望控制在10厘米之内。”张海波回忆说，“那时候，我一下班就到学院观看运动员训练。有一天别人都走了，我拿起球拍，跟机器人对打了一整晚。正准备放弃的时候，我突然意识到，问题可能是机器人震动导致的。第二天，我用高速摄像机验证这一点，优化了控制机器人的算法，把整机震动降到最低值。”

从核心技术来说，庞伯特发球机器人包含高速双目立体视觉轨迹捕捉系统、人体姿态识别等。机器人能够捕捉高速运动中的乒乓球位置并形成轨迹，在毫秒之内判断球速以及球的旋转方向，针对对手的动作信息及回球数据进行实时采集与分析。

通过深度学习算法，乒乓球技术就这样被转化成可视的数据，为运动员建立一种量化训练标准。公司实验室里还有另一款新产品X-ONE，从响应速度、动作结构、采集系统等方面，它被定义为优秀的乒乓球专业运动员，而M-ONE就能充当它的智能教练。

新松机器人公司的展台上，5台新松火弧智能焊接机器人呈“V”字形排列，高举着中空式的弓形手臂，异常欢快地上下左右旋转，像是在展示一段整齐的集体舞。新发布的T6A-17和T6A-19焊接机器人为高要求的弧焊应用开发，中空弓形的设计减少工件的干涉，送丝机集成在机器人本体，可以胜任小回转半径和狭窄区域的作业。

同样忙于挥动双臂的是北京猎户星空（OrionStar）科技有限公司的“智咖大师”，它被定义为一位咖啡和茶的制作大师。珍珠白色流线型树脂机身上，长出两条粗壮的、扭曲着的六轴机械臂，使用了重量轻、强度高的碳纤维材料。

“智咖大师”在有条不紊地工作着，机械臂从可控出豆仓中接取定量的咖啡粉，在透明玻璃咖啡壶上方放置带滤纸的滤杯。然后，它一手举起杯子，另一只手拿起装满热水的冲泡壶，非常有耐心地分次加水，进行闷蒸、萃取，完成一杯香浓咖啡的制作。最后，它把倒掉滤纸、清洗滤杯并放回搁架的工作也干净利落地干完了。整个过程花费3分08秒，其间没有任何人工的干预。

“智咖大师”已经经过3万小时以上的双臂测试，高性能谐波减速器和末端执行器用于还原咖啡师的阿基米德曲线、螺旋倒水等专业动作，复位精度达到0.1毫米。经过视觉训练和深度学习，机械臂在一天之内，可以进行1000人份的手冲咖啡或茶。

像火狐、智咖这样具备实际应用能力的机器人正在取代一部分劳动力，在制造业、分销或者零售等岗位中，为一些重复的、繁重的工作类型提供协助。鼠标发明者、人机交互领域的先驱恩格尔巴特（Douglas Engelbart）的增强理念技术世界观认为，“当机器人变得足够复杂的时候，它们既不是人的仆人，也不是人的主人，而是人的伙伴”。这一观念似乎正在变成现实。

创泽智能机器人集团是目前唯一荣获国际CES创新奖的商用智能服务机器人企业，已经推出了公共服务、家庭陪护、医疗、教育、配送等50多款产品。第四代商用服务机器人“创创”被设计成一个蓝白色相间外壳的女孩形象，用全维度导航避障系统控制的智能底盘，平滑顺畅地移动。它的脸部屏幕上闪烁着一对棕褐色的大眼睛，语音识别交互屏幕置于胸前，与人的交流关系也就多了一份亲和力。

前几代“创创”已经入驻中国军事博物馆、中国科技馆、上海世博园等机构，也被用于政务大厅、银行、企业前台等场合，用它们略带稚气的儿童语音与笑容可掬的形象，在政务大厅帮助办理企业登记手续、提供路径引导，在银行回答客户疑问、联系专属理财经理，在商场承担移动式广告服务、产品推荐、咨询答疑、收款等任务。

“我们最早在国内提出机器人的大脑与小脑结合的设计理念，让‘创创’成为拥有听觉、视觉、触觉及肢体动作的情感智能服务机器人。”创泽智能机器人集团中国运营中心主任秦舒对本刊说，“机器人基于深度神经网络学习的多模态人机交互技术中，包含了自然语言、知识图谱、人体肢体动作识别等，基于多传感器信息融合技术，将激光SLAM、双目视觉SLAM、红外传感器和其他运动传感器等信息进行融合，所以具备了对周边环境的高精度感知能力。”一体化的群体智能

特斯联科技为智能大会提供了10多台泰坦（Titan）系列机器人，担任安全巡控、消毒、物资餐饮运送、导览咨询等任务。“欢迎来到世界智能大会，我可以带你参观展馆”，“您好，请佩戴好口罩”，它们发出清晰的语音，自如地穿梭在展馆中。这些一米多高的白色机器人搭载人脸识别与检测、自然语音交互等多模态交互功能，尤其是多点触控图形用户界面，适用于人声嘈杂、不方便进行语音交互的展馆环境。

泰坦系列是一体化的群体智能机器人，服务机器人和物流机器人还能配合协同点餐。观众用语音唤醒一台服务机器人，在屏幕上点击支付，购买两瓶饮用水。它随即与机器人管理平台沟通，召唤同伴，让物流机器人把饮用水从小卖部送到观众身边。

作为光大控股孵化的高科技创新企业，特斯联科技在国内率先提出并应用AIoT人工智能物联网技术架构。智能机器人作为其中的重要组成部分，承载了感知交互、物联中控、数据采集、物流转送等多重功能。

AIoT由AI与物联网结合而成，万物互联的物联网需要一个大脑，AI技术可以满足这一诉求。物联网提供的海量数据，也可以让AI快速地获取知识，把简单的互联上升到智联的程度。据麦肯锡发布的数据，到2025年，物联网引领的市场规模将比2017年扩大10倍，达到11.2万亿美元，全球GDP占比也将从2017年的1.4%扩大至2025年的10%。

重庆高新区5600平方米的人工智能公园里，已经有60多台泰坦机器人服务其中。以智慧防疫场景为例，巡控机器人配合园区灯杆等设施的信息采集装置，如果发现有人体温偏高，就发出指令，让引导机器人把他引至观察区，消毒机器人立即出动进行全面消毒。

同一时间，园区空调和通风系统被关闭，通行出入口进行人员管控。算法对那名体温偏高人员进行行动轨迹分析，识别出危险区域和密切接触者，发布系统通过室内外广播、屏幕、手机短信等形式，发出相应的风险提示。

去年7月2日，迪拜世博会宣布特斯联科技作为唯一一家中国公司，与思科、西门子、SAP、埃森哲等成为世博会官方首席合作伙伴。今年10月份世博会开幕之后，总共152台泰坦系列机器人将为438公顷的园区提供访客迎接与互动、信息问讯、餐饮配送等志愿者服务。世博会结束之后，这些机器人将融入D2020世博特区的运营中。

特斯联科技CEO艾渝这样回忆当时的谈判过程：“迪拜世博会一共12家官方首席合作伙伴，前11家两年前就已经确定了，最后一家一直空着。去年春节开始，我和我们的团队在迪拜待了几个月，中间经历了疫情、斋月等各种问题，有拍桌子谈崩了，然后又拉回来一起吃饭的经历。我们在这种情况下，坚持谈了下来。”

今年4月份，泰坦巡控机器人又荣获2021德国iF设计奖。它属于AI安保机器人，配备四台高清摄像机和一台红外热像仪，具备5G实时高清视频传输、智能图像识别和体温筛查功能。后端配置巡逻路线之后，能够在指定时间和路线上进行24小时巡逻，自主定位、避障和充电。

评审团评价称它是“先进安全的机器人，将领先技术与AIoT解决方案融为一体，形成可识别性的特征，语音识别、触摸屏和声音等多种交互方式轻松好用。此外，巡控机器人与系列中其他机器人终端相连，实现与边缘计算设备的无缝融合。”

以下是本刊对特斯联科技CEO艾渝的专访。

三联生活周刊：特斯联泰坦（Titan Patrol Robot）是中国首款完成5G应用测试的巡控型机器人，它的设计过程大致是怎样的？

艾渝：从工业设计层面，这款机器人主要由三个部分组成：底盘运动机构、电脑计算单元以及摄像头与传感器的感知单元，它的硬件配置包括GPS天线、麦克风阵列、四台高清摄像机以及一台红外热像仪等。底盘运动机构要尽可能贴近地面，感知单元最好与成年人的头部等高，因此，两个模块之间有很大的高度差。如何设计一个形态，能够将各个模块归置于理想位置，并且保证运动稳定性，这是它的设计出发点。尝试各种形态的可能性之后，我们最终锁定现在的造型并制作出样机。

三联生活周刊：最终的成品与样机相比有哪些调整？

艾渝：对样机进行性能与稳定性测试之后，我们找出了优化的空间。例如，机器人头顶的麦克风阵列在测试中的拾音效果不理想，就把位置更改到机器人胸前，来优化语音交互性能。疫情发生后，我们又把机器人的高温感应摄像头改成了体温检测摄像头。

三联生活周刊：机器人设计过程中极具挑战性的部分是什么？

艾渝：从形象设计上来说，最大的挑战在于如何为机器人定义一个恰如其分的“感知形象”。巡控机器人有安保属性，需要给人威严与可信赖感，同时又不能显得凶狠与邪恶，我们还希望它具有未来感，避免很多同类产品的拟人化设计。

三联生活周刊：特斯联作为即将进行的迪拜世博会官方合作伙伴，迪拜的沙漠高温天气也增加了设计难度？

艾渝：是的，巡控机器人必须适应不同的工作环境。迪拜的室外环境温度最高可达50℃，为了保证它能够在高温中持续工作，我们专门在长沙开辟了测试场。在高度3米、面积20多平方米的温箱中，把工作温度提升到60℃，通过观察机器人在温箱中的任务执行情况和续航时间，来评估其稳定性。最初，机器人的电池和显示屏不到1小时即宣布阵亡。通过更换耐高温电池、航天设备专用显示屏，通过重新设计内部风道、加装风扇、为显示屏挡板一侧增加紫外线防护设备等方式，最终经过多轮测试，将巡控机器人的工作极限温度提升至60℃，保证在此温度下的续航能力达到4小时，而同期欧洲对手的续航能力只有3小时，而且同等温度下的充电时长是泰坦系列的2倍。

三联生活周刊：泰坦巡控机器人能够通过多元交互，与系列中的其他机器人终端相连，并实现与边缘算力设备的无缝融合。深入来说，这种多元交互和联系如何实现？又如何与边缘计算设备融合？

艾渝：特斯联机器人目前都有搭载自研的Poseidon边缘计算网关，边缘计算是我们的优势技术之一，体现在通过更多的节点来负载流量，使得数据传输速度更快。由于靠近终端设备，传输安全性和数据处理即时性提高了。另外，由于节点更分散，减少了云计算故障所产生的影响，还解决了设备散热的问题。例如，巡控机器人具备黑白名单布控，能够对探查范围内的人物进行识别，一旦发生危险将快速报警。对于某些高度敏感的数据处理，在本地处理是最可靠，也是时延最低的。

三联生活周刊：泰坦系列在自主工作时，会出现失误或失控的情况吗？

艾渝：按照前期的密集测试和试点投放反馈来看，它的性能稳定，没有出现过这种情况。不过，我们还是准备了降低运行失误概率的预案，通过RMS机器人管理平台收集和分析实时数据，也可以在现场对机器人状态进行干预。机器人自身含有手动的控制按键，与平台保持连接，平台就能进行监控和远程控制。

三联生活周刊：RMS平台具体是怎样运作的？平台如何准确控制每台机器人状态和服务内容？

艾渝：我们的机器人是一体化的群体智能，可以实现机器人彼此之间、与使用者之间以及与区域内其他智能设备间的对话。RMS平台实时控制项目中机器人的数量、种类、分布位置、服务内容以及历史工作记录等，目前全球分布着上千台泰坦机器人，平台可以随时调取查看每一台的实时数据。群体智能是指一台机器人学习到的知识，通过RMS平台同步到所有机器人上，让所有机器人的知识库快速增长。

三联生活周刊：也就是说，机器人自我成长的能力？

艾渝：机器人的智能化水平包含了群体智能、OTA自动升级、重构和决策四大能力，机器人在全球任意位置，都可以通过OTA对它进行远程在线升级。重构能力是指RMS平台可以将复杂的任务，分解为多个简单的任务，由不同的机器人协同完成。决策能力是指RMS平台通过大量的机器学习和数据建模，让系统有了自主判断的能力。比如，系统同时收到10个任务，它能自主判断哪些需要优先执行，所有的消防类任务不论什么时候触发，都是最优先级别的，这四大能力才是我们的智能化机器人技术的核心所在。 世界智能大会人工智能机器人