專(zhuān)訪(fǎng)清湛研究院楊磊：新時(shí)代下，云機器人的三個(gè)關(guān)鍵詞

理解云機器人有三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：知識共享、業(yè)務(wù)協(xié)同與人機交互。

時(shí)當三月，風(fēng)和日暖。值此初春，我們有幸參加了在南京江寧舉辦的2022年新品發(fā)布會(huì )工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈座談會(huì )。

關(guān)于工業(yè)機器人行業(yè)，當下最受關(guān)注產(chǎn)業(yè)方向之一就是云機器人。

2010年，美國機器人專(zhuān)家James Kuffner在IEEE/RAS國際仿人機器人會(huì )議上首次提出“云機器人”的概念。在制造業(yè)中，這種基于云的機器人系統可以從專(zhuān)業(yè)知識庫中學(xué)習處理諸如穿線(xiàn)或電纜或對齊墊圈等任務(wù)。一組機器人可以為一些協(xié)作任務(wù)共享信息。

此外，消費者還可以通過(guò)在線(xiàn)訂購系統直接向生產(chǎn)機器人下定制產(chǎn)品訂單。另一個(gè)潛在的范例是購物配送機器人系統。一旦下了訂單，倉庫機器人就會(huì )將物品發(fā)送給自動(dòng)汽車(chē)或自動(dòng)無(wú)人機，將其交付給收件人。

從那時(shí)起，"云機器人"成為了通用術(shù)語(yǔ)，伴隨著(zhù)十多年的發(fā)展，云機器人技術(shù)及其應用如何？當下與未來(lái)又有哪些機遇與挑戰？

作為深耕智能機器人方向多年的產(chǎn)業(yè)專(zhuān)家，南京清湛人工智能研究院執行院長(cháng)楊磊博士對此有獨到見(jiàn)解。我們亦希望以此篇文章，講清楚云機器人發(fā)展至今的新內涵。

圖 | 南京清湛人工智能研究院執行院長(cháng) 楊磊博士

一、什么是云機器人？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，云機器人就是云端技術(shù)+智能機器人技術(shù)。區別于傳統的網(wǎng)絡(luò )化的機器人技術(shù)，云機器人的核心在于，“一是如何借助于云端的算力、存儲解決智能機器人之間的知識共享、信息存儲問(wèn)題、集體學(xué)習問(wèn)題，二是如何用云端技術(shù)解決邊緣人與智能機器人的交互問(wèn)題。”楊磊如此介紹。

為什么機器人需要上云？這個(gè)問(wèn)題，我們可以從機器人三次迭代的發(fā)展路徑中看出端倪。

第一代：示教再現型機器人，即機器通過(guò)預先編程的方式重復人的操作；

第二代：感知型機器人，即復刻動(dòng)作之外，機器人還可以感受環(huán)境，可識別物品的形狀、大小、顏色等；

第三代：智能型機器人，這一代機器人的特點(diǎn)是在一定程度上具有自主感知自主決策的能力。大量新型、高性能、廉價(jià)的傳感器生成的數據，支持機器人進(jìn)行復雜的邏輯推理、判斷及決策，并在變化的內部狀態(tài)與外部環(huán)境中，自主決定自身的行為。

此時(shí)，隨著(zhù)機器人應用場(chǎng)景的復雜化、數據的海量化、機器人協(xié)同化、人機交互需求的復雜化，使得云機器人成為了更優(yōu)選擇。

楊磊院長(cháng)在演講中，也給云機器人下了一個(gè)更加專(zhuān)業(yè)的定義：“云機器人技術(shù)是借助于云計算、云存儲等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和最新的人工智能感知計算技術(shù)、認知計算技術(shù)的新一代的智能機器人領(lǐng)域，其核心是融合基礎設施和共享知識給機器人帶來(lái)更為廣泛的的好處。”

所謂的“好處”，表現在云上現代數據中心強大的計算、存儲和通信資源，賦予機器人系統強大的能力，同時(shí)也降低了成本，最終打造出輕量級、低成本、更智能的機器人。

并且不同于傳統機器人，云機器人的“超級大腦”在云中，由數據中心、知識庫、任務(wù)規劃器、深度學(xué)習、信息處理、環(huán)境模型、通信支持等組成。

以智能汽車(chē)為例，從某種角度來(lái)說(shuō)，智能汽車(chē)就是一個(gè)云機器人，它包含遠程云服務(wù)解決方案，也擁有以汽車(chē)為外形的機器人主體。以特斯拉為例，后端是特斯拉自研超級計算機Dojo完成云端的計算。

智能汽車(chē)上云至少有兩個(gè)方面的考慮：一是車(chē)端計算成本，二是來(lái)自于實(shí)際運行和安全方面考慮的業(yè)務(wù)需求。

從成本來(lái)看，相比傳統汽車(chē)，無(wú)論是前裝還是后裝，車(chē)載計算模塊的硬件成本必然要高出一截。這也意味著(zhù)想要更加智能，只能盡可能多的將任務(wù)放在云上。

而從需求來(lái)看，車(chē)的終端可以實(shí)現部分智能，如剎車(chē)、預警等操作，而加上云上智能，則可以實(shí)現如車(chē)路協(xié)同、交通預測等等更多功能。

二、云機器人的三個(gè)關(guān)鍵詞

據楊磊院長(cháng)總結：“理解云機器人有三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：知識共享、業(yè)務(wù)協(xié)同與人機交互。”

2.1 知識共享

云機器人不僅是把機器人的一些功能放在云上，更是利用云端的算力，讓不同機器人之間進(jìn)行知識共享，最終可以完成更復雜的事情。

早在2006年James Kuffner就曾舉例說(shuō)明：“如果我成功地將我的管家機器人編程為如何烹飪一個(gè)完美的煎蛋，我可以將烹飪煎蛋的軟件 ‘上傳到’一個(gè)服務(wù)器，然后所有的機器人在被要求烹飪煎蛋時(shí)都可以下載。”

可以看出，知識共享的意義在于加速機器人智能化、協(xié)同化的發(fā)展，拓展智能機器人的應用邊界。

圖 | 清湛研究院自研分揀機器人

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對5G的需求使得對邊端的算力和存儲需求移到云端，未來(lái)我們希望通過(guò)云端強大的算力和知識共享來(lái)完成機器與人的共享協(xié)同、物理協(xié)同，云機器人就是一個(gè)很好的方向。”楊磊院長(cháng)在演講中表明。

2.2 業(yè)務(wù)協(xié)同

知識共享的目的是要實(shí)現業(yè)務(wù)協(xié)同。

相比終端機器人，云機器人更加智能。終端機器人的典型代表是送餐類(lèi)機器人，這類(lèi)機器人使用場(chǎng)景簡(jiǎn)單，路線(xiàn)比較固定，只需在機器人上操控即可完成指令。

圖 | 清湛研究院送餐機器人

而云端機器人則適配更復雜的場(chǎng)景，比如巡查機器人，清湛研究院自主研發(fā)的巡查機器人，基于5G網(wǎng)絡(luò )，目前已實(shí)現對幾十萬(wàn)平米的電廠(chǎng)進(jìn)行巡檢。

巡查機器人有兩種模式：一是自主行走，即按規劃好的路線(xiàn)自主巡檢；還有一種是通過(guò)遙操作，倉管人員遠程駕駛機器人，不僅在路線(xiàn)上可控，在駕駛感受上，也與真實(shí)開(kāi)車(chē)類(lèi)似，顛簸、磕碰等，人都可以感受到。同時(shí)，通過(guò)遙操作系統，機器人不僅僅是獨立工作，而且是多種不同功能的機器人協(xié)同工作。

“這就是云機制，通過(guò)云機器人這個(gè)概念增加機器和機器、人和機器的互動(dòng)，相比連線(xiàn)、聯(lián)網(wǎng)機器人，云機器人更多的是從智能甚至是群體智能的角度去解決問(wèn)題。”

圖 | 清湛研究院巡查機器人

2.3人機交互

人工智能自被提出以來(lái)，就一直被詬病不夠智能，清華大學(xué)人工智能研究院院長(cháng)、中國科學(xué)院院士張鈸（同時(shí)也是清湛研究院院長(cháng)）曾說(shuō)過(guò)，“現有的機器缺乏推理能力的原因在于它沒(méi)有常識。”

那誰(shuí)有常識呢？人。

“機器的智能是有限的，如果機器做不到的話(huà)，就把決策交給人來(lái)決策。”楊磊院長(cháng)表示，目前階段，人+機器的交互是云機器人在實(shí)際應用中的最優(yōu)方案。

依舊以智能汽車(chē)為例。自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展似乎是為了解放人類(lèi)，但楊磊院長(cháng)介紹，事實(shí)上人類(lèi)正在以遠程人工協(xié)助的方式參與到自動(dòng)駕駛過(guò)程中。

據路透社報道，加利福尼亞州的法律 “要求建立雙向通信聯(lián)系，使制造商能夠持續監測（無(wú)人駕駛）車(chē)輛的位置/狀態(tài)”。也就是說(shuō)，在駕駛過(guò)程中，如果遇到緊急情況，當機器與司機都無(wú)法判別時(shí)，在云端，有人可以進(jìn)行遠程判斷和處理。

與此同時(shí)，還有更多自動(dòng)駕駛出租車(chē)公司也在利用遠程操作作為讓車(chē)輛上路的一種方式。比如百度、小馬智行等，已經(jīng)或計劃在自動(dòng)駕駛出租車(chē)隊中部署遠程監控，并在車(chē)輛遇到問(wèn)題時(shí)提供指導，又比如現代汽車(chē)等，也投資了相關(guān)遠程操控公司，從而為自己的車(chē)隊提供背后技術(shù)支持等等。

三、最后

涉及云端，“延時(shí)性”永遠是一個(gè)逃不過(guò)的話(huà)題，對此，楊磊院長(cháng)稱(chēng)，在5G環(huán)境下，延時(shí)已經(jīng)可以控制在50毫秒以?xún)?/strong>，而在智能駕駛這樣的場(chǎng)景，也已經(jīng)搭載了很多云機器人方面的技術(shù)。