会上，ROOBO首先了一款非常亲民的产品――DOMGY智能宠物机器人。ROOBO产品副总裁陈忆在会现场与DOMGY进行了现场互动，交互过程非常流畅，没有违和感。DOMGY不仅能识别文字信息，还能掌握语言的节奏和情绪，判断人物的性格特征并进行深度学习，DOMGY的幽默不时引起现场观众欢笑。
通过对计算机视觉的运用，DOMGY能够实现家庭空间的3D扫描，从而可以准确地识别家庭中的成员和宠物，并能够按照主人设定的路径进行安全巡逻，敏锐地捕捉异常画面并及时拍照上传专用App提醒主人。
自主系统+自主芯片
在会上，ROOBOCTO雷宇了更新的ROOBO智能机器人系统，重新定义了机器人的人机交互方式。雷宇表示，ROOBO智能机器人系统主打交互最短路径、交互主动性，以及带有情感的交互，让机器人更加智能，能够与人进行有感情、有思想的交流。
同时，雷宇还重点介绍了国内第一颗商业化量产的人工智能芯片CI1006，这是一颗基于Asic架构的DNN语音识别芯片。CI1006能够让智能机器人拥有“大脑”和音频传感能力，它采用本地神经网络处理数据，降低了产品对于网络的依赖，提升了机器人的响应和控制速度，可以实现更好的用户体验。雷宇表示，未来ROOBO还将陆续智能图像芯片，以及整合本地感知和控制能力的人工智能芯片等底层硬件产品，助力整个产业升级。
标准化让产业更快发展
作为下一个万亿元级市场的入口，人工智能机器人市场已经到了爆发的前夜，智能机器人企业也纷纷加快产业布局的速度。但是一直以来，智能机器人的开发都处于一种各自为政的非标准化的状态，各家有各家的标准，各家有各家的方案，这严重阻碍了机器人产业的快速发展。
人
类的认知经历了三次飞跃。第一次飞跃，人类不再是宇宙的中心；第二次飞跃，人类不再是万物之灵；第三次飞跃，人类不再是自我意识的绝对主人。
基于这一点，我们来一同看看智能机器人的前世今生。报告中的观点均为我们根据市场调研和访谈所做的合理推测，并不代表准确商业信息。
市场：家用服务机器人正在走入千家万户
机器人是什么？英语中“robot”和“droid”都有“机器人”的意思。但我们认为中文的“机器人”更应该是robot（不一定是具有物理形状的机器人，也许只是软件算法），而不是droid（具有机器人物理形状）。
专业机器人已被逐步应用于工业制造、医疗、军工、物流、农业等领域，家用服务机器人也在逐渐走进千家万户，原因主要有以下几方面：中国人口红利消失，社会老龄化问题日益凸显，劳动力成本不断上升；《中国制造2025》规划、“互联网+”计划诞生，产业联盟建立；人均可支配收入提升，消费升级来临；算力（computingpower）、算法（algorithm）、数据（data）、应用场景（applications）四大要素不断成熟。
从广泛的应用角度看，机器人的交互性质可以用于大部分种类的服务机器人。然而现在的实际情况是交互机器人大部分都只能满足一个方面的宽泛需求，而未能满足细化到某一应用点的刚性需求。
全球服务机器人市场规模呈现蓬勃发展之势，目前销售额以专业机器人为主导，其份额达到了63%。
产业：还处于原有需求升级阶段
服务机器人是消费品属性，归根结底还是需求驱动，将从具体场景出发放量。服务机器人的供需问题在于两点：需求是否刚性，以及使用频次多少。目前产业化最成熟的是扫地机器人和客服机器人，其背后是高频需求的带动。发展迅速的是陪护机器人和早教机器人，其背后是刚性需求的推动。
服务机器人的需求场景根据市场化程度可分为三类：原有需求升级，现有需求满足，未知需求探索。
原有需求升级是市场已经存在的，包括早教机器人、扫地机器人等，其中早教机器人相比学习机增加了人机交互的内容，扫地机器人相比吸尘器增加了自主的路径屏蔽算法；现有需求满足是由于机器人采购成本低于人工成本而采用服务机器人，包括智能客服、陪护机器人等；未知需求探索在现阶段的需求并不强烈，如管家机器人等。
目前服务机器人产业处于原有需求升级阶段，场景关键词为：家居、教育、物流。从天猫淘宝官网取样数据来看，扫地机器人市场规模最大，擦窗机器人和玩具机器人规模相当，早教机器人刚刚起步，而送餐、管家、导购机器人市场规模很小。这个数据与京东官网的商品数和品牌数相一致。电商官网数据也印证了原有需求正在升级，形成市场化，目前正处于原有需求升级和现有需求待满足的阶段。
产品：扫地和早教领域或先出现爆款
【关键词】人工智能大脑智能智能机器人
0引言
人工智能（ArtificialIntelligence），英文缩写为AI，是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机。二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪（基因工程、纳米科学、人工智能）三大尖端技术之一。
1人工智能的发展历程
2人工智能的研究
强人工智能的观点认为有可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器，并且，这样的机器能将被认为是有知觉的，有自我意识的。弱人工智能的观点认为不可能制造出能真正地推理和解决问题的智能机器，这些机器只不过看起来像是智能的，但是并不真正拥有智能，也不会有自主意识。现在主流科研集中在弱人工智能上，强人工智能的研究则处于停滞不前的状态下。
目前人工智能主要研究内容是：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面，分布式人工智能与多智能主体系统、人工思维模型、知识系统、知识发现与数据挖掘、遗传与演化计算、人工生命应用等等。未来人工智能可能会向以下几个方面发展：模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。
3人工智能的应用
IBM公司“deepblue”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军，美国Sandia实验室建立了国际上最庞大的“虚拟现实”实验室，拟通过数据头盔和数据手套实现更友好的人机交互。国际各大计算机公司相继开始将人工智能作为其研究内容，几乎包括所有IT企业，以及很多金融巨头，纷纷建立自己的人工智能产业部，利用“智能”来解决问题。无人驾驶车的诞生，打破了汽车靠人驾驶的时代。
MIT开发出了SHRDLU，STUDENT系统可以解决代数问题，而SIR系统则开始理解简单的英文句子了，SIR的出现导致了新学科的出现：自然语言处理。在70年代出现的专家系统成了一个巨大的进步，它头一次让人知道计算机可以代替人类专家进行工作。在理论方面，计算机开始有了简单的思维和视觉，而不能不提的是人工智能语言Prolog语言诞生了，它和Lisp一起几乎成了人工智能工作者不可缺少的工具。
4人工智能的影响及发展必须注意的问题
（1）人工智能对自然科学的影响。在需要使用数学计算机工具解决问题的学科，AI带来的帮助不言而喻。更重要的是，AI反过来有助于人类最终认识自身智能的形成。（2）人工智能对经济的影响。专家系统更深入各行各业，带来巨大的宏观效益。AI也促进了计算机工业网络工业的发展。但同时，也带来了劳务就业问题。由于AI在科技和工程中的应用，能够代替人类进行各种技术工作和脑力劳动，会造成社会结构的剧烈变化。（3）人工智能对社会的影响。AI也为人类文化生活提供了新的模式。现有的游戏将逐步发展为更高智能的交互式文化娱乐手段，今天，游戏中的人工智能应用已经深入到各大游戏制造商的开发中。
伴随着人工智能和智能机器人的发展，不得不讨论是人工智能本身就是超前研究，需要用未来的眼光开展现代的科研，因此很可能触及伦理底线。作为科学研究可能涉及到的敏感问题，需要针对可能产生的冲突及早预防，而不是等到问题矛盾到了不可解决的时候才去想办法化解。
5智能机器人
智能机器人具有类似于人的智能，它装备了高灵敏度的传感器，因而具有超过一般人的视觉、听觉、嗅觉、触觉的能力，能对感知的信息进行分析，控制自己的行为，处理环境发生的变化，完成交给的各种复杂、困难的任务。而且有自我学习、归纳、总结、提高已掌握知识的能力。目前研制的智能机器人大都只具有部分的智能，和真正的意义上的智能机器人，还差得很远。
6结语
当然，虽然人工智能一直都处于计算机技术的最前沿，但人工智能的发展也并不是一帆风顺的，并不象我们期待的那样迅速，也曾因计算机计算能力的限制无法模仿人脑的思考以及与实际需求的差距过远而走入低谷。人工智能的问题的在于，一方面哲学、认知科学、思维科学和心理学等学科所研究的智能层次高而抽象；另一方面AI逻辑符号、神经网络和行为主义所研究的智能层次太基本。由于对中间机制知之甚少，这种背景下提出的各种AI理论，就只能是或者完全不同于人类思维，与人类的思维模式相距太远，同时在人类思维方式的理解上也有待突破，不然很难形成更新的AI框架和理论体系。尽管如此，多学科的联合协作研究也带来了足够引人注目的增长。因为人工智能的基本理论还不完整，我们还不能从本质上解释我们的大脑为什么能够思考，这种思考来自于什么，这种思考为什么得以产生等一系列问题。但经过这几十年的发展，我们相信它会给世界带来难以预料的变化。
参考文献：
[1][美]StuartJ.Russell[美]PeterNorvig人工智能：一种现代的方法（第3版）.
[2]人工智能及其应用蔡自兴徐光佑.
[3]游戏人工智能编程案例精粹[美]MatBuckland.
一、智能机器人的结构组成
自从1959年世界上第1台工业机器人由美国人英格伯格和德沃尔制造成功以后，机器人经历了由完成简单操作功能的机械手到智能机器人的变革。目前的智能机器人已经具有了类似人的思维、判断能力，拥有强大的感知系统，并可以根据外部环境的变化实现自主学习和自我调整，并根据经验的积累进行自我安排，完全独立的工作[4]。
智能机器人主要由机械装置、信息采集与智能控制等部分组成[5]。机械结构系统是机器人的主体，由基座、手臂、末端执行器3大件组成。基座一般由金属材料加工制造而成，要求具有一定的强度、刚度及稳定性，研制强度高、质量轻的材料可以既保证其强度、刚度要求，又降低其质量，节约能源消耗，同时新型材料的使用使得智能机器人在较恶劣环境下工作成为可能，拓宽其应用领域，减轻人类负担。
信息的采集主要依赖于传感技术，传感器的使用使得智能机器人可以像人类一样拥有“眼睛”、“耳朵”、“鼻子”，对看到的、听到的、感受到的、接触到的环境信息如温度、压力、声音、障碍物等信息进行采集，通过对比行动的目标信息，对采集到的数据进行分析、筛选，获得完成指令所需的信息。而传感器材料的优劣直接影响了传感器性能的好坏，传感器材料是智能机器人智能化的重要支撑。
控制部分的功能是实现机器人接收从传感器反馈回来的信息并形成作业指令以及驱动机器人执行相应任务。控制技术是智能机器人将信息采集与分析、形成行动规范的核心，是智能机器人完成各项任务的重要组成部分。而智能控制系统的智能程度与控制器的材料密不可分，也是智能机器人实现灵活行动、复杂动作等的重要支撑。
综上，智能机器人的智能化与智能材料的功能化密不可分，智能材料不仅要具备良好的力学性能，同时又需要具备一些特殊功能，即能感知所处的内外部环境变化，并能通过改变自身的物理性能或形状，从而实现自诊断、自适应、自修复等功能。智能材料的快速发展与应用促使智能机器人在实现动作、对外界刺激的快速反应等方面取得了明显的进步，对智能机器人智能化的实现发挥着巨大作用。
二、智能材料的发展
智能材料是一种可以利用组织变化或形态变化反映对外部环境刺激的感应并汇总成可靠的信息，然后进行自我调整以适应外部环境的刺激的材料。智能材料是高科技材料，代表了材料科学发展的前沿技术，是智能机器人实现智能化的重要手段，是功能材料和结构材料的有机结合[6]。智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命，随着智能材料功能的逐步深入研究，智能材料的应用领域也在逐步扩大。
1.智能材料的特征
智能材料的开发与研究源于仿生材料，因此智能材料系统具有或部分具有生命运动的一些特征：
①传感功能：即对外界环境及其它信息的接受能力，如感知到外界及自身所处的环境条件，如温度、载荷、声音、水压、障碍物等。
②反馈功能：如同人体的神经系统，能够对采集到的信息与设定指令进行对比与分析，形成合理的判断并反馈给控制系统。
③信息识别与积累功能：主要是对采集信息的分辨能力以及汇总和储存的功能。
④响应功能：对接收的信息进行判断与分析后形成初步的行为规范并指导动作过程。
⑤自诊断能力：将系统目前状况与常规状态进行对比分析，发现故障并进行校正。
⑥自修复能力：对一些系统损伤或破坏能够进行自我修复。
2.机器人中智能材料的应用
一般来说智能材料在机器人的结构中主要用于基体材料、敏感材料、驱动材料等。
(1)基体材料
为主要的结构材料，用来承受一定的载荷，一般以轻质材料为主。通常选用高分子材料，不仅密度小、耐腐蚀且具有粘弹性。当然一些轻质的金属材料也可用作基体材料。
(2)敏感材料
敏感材料主要起传感的作用，采集外界环境的信息如温度、压力、PH值、电磁场等。用得较多的敏感材料有压电材料、形状记忆合金、光纤材料、磁致伸缩材料等[7]。
(3)驱动材料
驱动材料是机器人能否根据相应指令完成规定任务的重要保障，源于其在一定条件下，可产生一定的应变和应力，常用的有效驱动材料有形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等[8]。
综上，有些材料可以起到多重作用，例如形状记忆材料、压电材料既可以作为驱动材料又可以作为敏感材料使用，这为智能材料的设提供了思路。
三、智能材料在智能机器人中的应用
1.传感器材料
伴随材料科学的发展，传感器技术日益成熟，种类多种多样，早期常选取半导体材料及陶瓷材料，近年来由于光导纤维、超导材料的研究开发，各种传感器也随之更新换代。例如，较先进的红外传感器、激光传感器、光纤传感器等现代传感器，选用以硅为基体的半导体材料，利用其易于微型化、多功能化、智能化的特点，借助于半导体光热探测仪器的灵敏度高、精度高、非接触性好的性能特点。陶瓷材料和有机材料的快速发展带动了敏感材料的发展，不断地优化配方，精密调配原料，经高精度成型烧结，研制成新的敏感材料，用于制成新的传感器。此外，有机高分子敏感材料也是颇具应用潜力的新型敏感材料，可制成湿敏、光敏、气敏、热敏、力敏、生物敏和离子敏等传感器。
另外，可从2方面着手研究提高传感器的性能，一是采用敏感度更高的感性元件，二是研究新型的检测方法以及更加精确的信号处理方法。例如，日本基恩士公司采用CMOS感光材料制成数字激光传感器，测量精度可达0.5mm，且表面材质对其基本没有影响，智能机器人对目标物体的定位更加精准[9];导电橡胶的电阻也会随压力的变化而变化，因此也常用来作为触觉传感器的敏感材料[5];拟人化皮肤传感器利用一种具有压电和热释电性的高分子材料研制而成[5]。利用高分子凝胶、合金材料等制成的力传感器可以很好地模拟生物体的运动功能提高机器人抓取动作的灵活性。
2.形状记忆合金
形状记忆合金(SMA)通过检测外界环境如温度或位移的变化，从而将热能转换为机械能，如果能够很好地控制加热或冷却，即可获得重复性很好的驱动动作。用形状记忆合金制作的热机械动作元件具有体积小巧、结构简单、控制方便、成本低廉等优点。近年来，随着形状记忆合金的产业化，该材料的优点逐渐凸显出来，越来越多地被应用到智能机器人的某些零部件中。如用形状记忆合金可制作成机器人手足、触觉传感器、机器人元件控制器及筋骨动作控制等。早在1986年，日本生产的机器人中就采用了形状记忆合金，可见日本很早就开始了这方面的研究。目前日本关于形状记忆合金应用于智能机器人的研究较成功，走在世界的前沿。有报道称日本成功将形状记忆合金应用到海底机器人和微型机器中，所研发的一款深海机器人，可以自动勘探包括钴在内的海底稀有金属资源[10]。
形状记忆材料的一个特点就是动作柔和，被用在某些需要进行力量控制的智能机器人上。例如智能机器人夹持器，它是机器人末端执行器之一，一般由手指、传动机构和驱动装置组成，是机器人结构中的一个重要组成部分。用来直接抓取和握持工件，以达到约束被夹持工件的自由度，而对其进行位置控制的目的。作为电驱动器，可替代电磁螺线管、伺服马达、液压或气动装置，SMA驱动器设计简单、结构紧凑、无噪音、成本低。SMA驱动器往往设计成偏动式和差动式驱动器，这类元件尤其适用于可转动的机器人关节。
形状记记合金还可作为驱动元件应用到智能机器人中，如形状记忆合金电机(SMAA)。温度升高时，SMA材料发生形状回复，温度降低时形状保持不变，借助于辅助元件，将电机形状变化转变成位移的变化，可见通过合理控制温度的升高或降低，SMAA可将热能(温度的变化)转变成机械能(位移的变化)。同时若再辅以一定的偏动或差动装置，可实现双向运动。SMAA结构较简单、易于控制;尺寸较小，易于实现智能机器人的微型化;动作连续可控，易于模仿人类的手臂;同时受温度及恶劣环境的影响较小;环保无污染。形状记记合金的主要研究方向着眼于从机械手、机器人关节、手爪的驱动等。
3.压电材料
当前，智能机器人可以通过“压电效应”把压力转换成电信号，从而让机器人可以产生触觉。目前已经投入应用的新型压电材料主要有压电半导体和有机高分子材料。
(1)压电半导体
有些晶体既具有半导体特性又具有压电特性，如硫化锌、氧化锌、硫化镐、砷化钙等。利用其压电特性可加工成传感器，半导体特性可加工成电子器件，如果将2者结合，则可以实现组件与线路的一体化，制成新型集成压电传感器。
(2)有机高分子压电材料
一些有机高分子聚合物，经延展拉伸和电极化后所形成的高分子薄膜具有压电性，如聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯等。独特的优点是质轻柔软、抗扯强度高、耐冲击。另外，在高分子化合物中掺杂压电陶瓷锆钛酸铅或钛酸钡制成的高分子压电薄膜。
4.磁致伸缩材料
所谓磁致伸缩材料是指材料在交变磁场的作用下，一方面会发生长度的变化，进而产生位移，从而将电能转变成机械能;若产生反复伸长或缩短也即振动，也可将电能转变成机械能。另一方面，该材料若受到拉深、压缩力的作用改变了其长度，则材料内部磁通密度也因此发生相应变化，从而在线圈中产生感应电流，将机械能转换为电能。故此为能量与信息转换的功能材料。可将此特性用于智能机器人进行海洋探测。
四、结语
智能机器人的时代已经开启，我们梦寐以求的智能时代正一步步向我们走来。我们渴望智能机器人可以拥有比人类更聪明的大脑，更严谨的分析、判断复杂外界环境的能力，拥有更坚实的“身体”，更灵活的步伐。而智能机器人智能的提升离不开机械学、力学、电子学、生物学、控制论、人工智能、系统工程、材料学等多学科的发展，其中智能材料的作用功不可没。如人造皮肤智能材料，不仅可以清晰地分辨出外部环境的细微变化如温度、热流及各种应力大小的变化等，对于表面的一些状况如粗糙度、摩擦力等也能够很好地进行区分。智能材料的设计、制造、加工等均涉及到了材料学的最前沿技术，有待科学工作者的不断深入研究与探索。尽管如此，随着科技发展相信会有越来越多的智能材料应用到智能机器人中，智能机器人的智能化程度越来越高，在各行各业中都可以看到智能机器人的身影，智能机器人得到产业化、批量化的生产。
关键词：智能机器人；创客；设计
一、研究的背景
“创客”指的是勇于创新，努力将自己的创意变为现实的科技人才。我校积极响应李总理的号召，开始推进校园创客空间建设，并以信息技术教师和通用技术教师为领头人，组建了校园IP创客社，希望通过创客项目开拓学生的科技视野，提高学生的科技素养，把学生培养成喜欢动手、善于思考、勇于创新的人。智能机器人项目很好的体现了创客思想。让学生从制作最简单的机器人开始，他们能很好的体会和感知创客的意义。当一个属于自己的简单机器人制作出来后，学生就会对于Scratch、C++和Arduino等编程软件的基础知识有了理解和认知。当他们对简单作品的不断改进的过程中，创新就慢慢在他们内心深处生根发芽。
二、智能机器人项目的设计
2.热萆杓啤Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，通过这个平台，我们可以创造各种想象中的智能化模型。同学们在教师的指导下，利用不同的Arduino板和各种传感器创造功能不一的智能化设备模型。为了能有效地提高团队的学习与工作效率，我们制定了明确的创造方向――智能机器人。我们希望通过有趣、实用机器人的创造，培育出一批对科技创新感兴趣的学生；通过成果的展示，让全校、甚至全区师生爱上创新。同时为我校参加各项科技创新大赛做好准备，为开发科技类校本课程积累丰富的材料与经验。
三、智能机器人项目的实施
1.学生培训。面对水平参差不齐的同学，我们主要采取组内异质，组间同质的分组策略，充分发挥他们以老带新，互相协助的作用。此外，辅导老师作为学生的引路人，定时定量的对学生进行培训。主要的培训内容围绕计算机编程技术和作品的模型设计两个方面。
四、智能机器人项目的实施效果
1.学生的综合能力得到了锻炼和提高。就以与语文学科相结合的“机器人给你讲科普知识”的活动为例。我们先让学生选择自己感兴趣的科普文阅读，然后提炼出主要内容，并在“机器人”制作的“创客”活动中录入这部分内容，展示时候就由“机器人”完成。这项评比由科技老师和语文老师共同完成：科技老师从机器人的外形，行动的灵敏度、播音的清晰度，尤其是从科普信息的价值度作出评价；语文老师则从信息提取是否准确，内容是否清晰明了，语言表达是否生动有趣等方面评判。所以，智能机器人的设计与制作，不仅仅让学生学会编程，培养了学生的逻辑思维、问题解决能力、创新思维等，更是对学生综合能力和整体素质的一个提升。