科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

西班牙馬德里卡洛斯三世大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)展示了一款創(chuàng)新機(jī)器人，其僅通過(guò)觀察人類動(dòng)作就能學(xué)會(huì)擺放餐具。這意味著，無(wú)需編寫數(shù)千行代碼，只通過(guò)觀察學(xué)習(xí)與實(shí)時(shí)協(xié)同控制，機(jī)器人就能自主掌握雙臂協(xié)調(diào)動(dòng)作。該突破標(biāo)志著家用服務(wù)機(jī)器人的研發(fā)邁出重要一步，未來(lái)這類機(jī)器人有望在家庭環(huán)境中流暢完成布置餐桌、收拾餐具、整理廚房及遞送物品等日常輔助任務(wù)。相關(guān)研究12日發(fā)表于美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)優(yōu)睿科網(wǎng)站。

該研究以團(tuán)隊(duì)開發(fā)的自主家用雙臂操作器（ADAM）機(jī)器人為平臺(tái)，目前能實(shí)現(xiàn)多種居家輔助功能，例如在指定時(shí)間為用戶遞送水杯或藥品，協(xié)助取放外套或衣物，并完成基礎(chǔ)的廚房整理與餐桌布置收拾工作。其設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是為老年人或需要生活協(xié)助的人群提供日常支持。

傳統(tǒng)上，編程機(jī)器人需要編寫數(shù)千行代碼來(lái)定義每個(gè)動(dòng)作。新機(jī)器人則采用了模仿學(xué)習(xí)結(jié)合“高斯信念傳播”數(shù)學(xué)框架的創(chuàng)新路徑。團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)人類示范教會(huì)每只機(jī)械臂基本動(dòng)作，再通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)雙臂間持續(xù)的“隱形對(duì)話”，使機(jī)器人能在運(yùn)行中實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)動(dòng)作、避免碰撞，最終實(shí)現(xiàn)流暢自然的運(yùn)動(dòng)效果。該方法使習(xí)得的動(dòng)作具備良好的適應(yīng)性，若目標(biāo)物體位置發(fā)生偏移，機(jī)械臂能像橡皮筋一樣平滑調(diào)整運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)保持動(dòng)作的核心特性，例如在移動(dòng)水杯時(shí)始終保持直立狀態(tài)。

機(jī)器人的工作流程分為感知、推理與行動(dòng)三個(gè)階段：先通過(guò)2D/3D激光傳感器結(jié)合RGB-D攝像頭感知環(huán)境、檢測(cè)障礙并定位物體；再對(duì)信息進(jìn)行處理與理解；最后生成協(xié)調(diào)的雙臂動(dòng)作指令。當(dāng)前研究正進(jìn)一步探索如何整合生成模型與人工智能技術(shù)，使機(jī)器人不僅能感知物體，更能理解使用場(chǎng)景與用戶意圖，從而適應(yīng)動(dòng)態(tài)的家居環(huán)境。

這項(xiàng)研究不僅體現(xiàn)了機(jī)器人技術(shù)在復(fù)雜操作任務(wù)上的進(jìn)展，也呼應(yīng)了社會(huì)應(yīng)對(duì)人口老齡化的現(xiàn)實(shí)需求。隨著老年人口比例上升與照護(hù)資源相對(duì)緊張，能夠安全、自然地協(xié)助日常生活的服務(wù)機(jī)器人，或?qū)⒊蔀樘嵘L(zhǎng)者生活自主性與生活質(zhì)量的重要技術(shù)支撐。

總編輯圈點(diǎn)

以前教機(jī)器人做某個(gè)動(dòng)作，需要工程師伏案寫下連篇累牘的代碼。最新款的家用服務(wù)機(jī)器人完成了重要升級(jí)——只需要“看”，就能學(xué)會(huì)你的動(dòng)作。它不再只是被動(dòng)地等待編程和指令，而是可以主動(dòng)去適應(yīng)你的生活習(xí)慣，比如，記住你習(xí)慣把遙控器放在電視柜中間的抽屜里，喜歡把咖啡杯放在茶幾右側(cè)……這項(xiàng)進(jìn)步看似簡(jiǎn)單，卻意味著家用服務(wù)機(jī)器人離真正的智能又近了一步。其角色也將從冷冰冰的“工具人”，轉(zhuǎn)變?yōu)楦袦囟取⒏佣愕木蛹一锇椤?/p>