服务机器人

在韩国应用的服务机器人中,其硬件超过60%为中国制造。2024年2月29日,国家统计局发布《中华人民共和国2023年国民经济和社会发展统计公报》,2023年中国服务机器人产量783.3万套,增长23.3%。

服务机器人的应用范围很广,主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。国际机器人联合会经过几年的搜集整理,给了服务机器人一个初步的定义:服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能完成有意于人类健康的服务工作,但不包括从事生产的设备。这里,我们把其它一些贴近人们生活的机器人也列入其中。

预计2000-2003年服务机器人总量将增加到49,400台,其中40,000台是家用机器人(除真空吸尘机器人外),5000台是医用机器人。家用真空吸尘机器人2000年底将进入市场,如果价格合理,2003年的销售量可能达到25万台以上。

家用机器人的总销售量预计将超过30万台,它表明服务机器人市场即将进入一个崭新的阶段。

从需求及设备现有的技术水平方面来看,残疾人用的机器人还没有达到人们预期的目标。未来10年,助残机器人肯定会成为服务机器人的一个关键的领域。许多重要的研究机构正在集中力量开发这类机器人。

就服务机器人的总体来看,普及方面的主要困难一个是价格问题;另一个是,用户对机器人的益处、效率及可靠性不十分了解。

恩格尔伯格创建的TRC公司第一个服务机器人产品是医院用的“护士助手”机器人,它于1985年开始研制,1990年开始出售,目前已在世界各国几十家医院投入使用。“护士助手”除了出售外,还出租。由于“护士助手”的市场前景看好,现已成立了“护士助手”机器人公司,恩格尔伯格任主席。

“护士助手”是自主式机器人,它不需要有线制导,也不需要事先作计划,一旦编好程序,它随时可以完成以下各项任务:运送医疗器材和设备,为病人送饭,送病历、报表及信件,运送药品,运送试验样品及试验结果,在医院内部送邮件及包裹。

机器人在医疗方面的应用越来越多,比如用机器人置换髋骨、用机器人做胸部手术等。这主要是因为用机器人做手术精度高、创伤小,大大减轻了病人的痛苦。从世界机器人的发展趋势看,用机器人辅助外科手术将成为一种必然趋势。

牙齿是人类健康的保护神,拥有一口结实、完好的牙齿是身体健康的保证。然而随着人年龄的增长,牙齿将会出现松动脱落。目前,世界上大多数发达国家都步入了老龄化社会,很多老人出现了全口牙齿脱落。全口牙齿脱落的患者,称为无牙颌,需用全口义齿修复。在我国目前有近1200万无牙颌患者。人工牙列是恢复无牙颌患者咀嚼、语言功能和面部美观的关键,也是制作全口义齿的技术核心和难点。传统的全口义齿制作方式是由医生和技师根据患者的颌骨形态靠经验,用手工制作,无法满足日益增长的社会需求。北京大学口腔医院、北京理工大学等单位联合成功研制出口腔修复机器人。

在美国洛杉矶市举行的一次新闻发布会上,与会者在投影屏幕上看到了这样一组镜头:字幕:

2005年的某一天,一个由直径只有30微米的齿轮装配成的小小机器人,被植入血管里。这个小小机器人像潜水艇一样在血液的河流中自由自在地游动着。一旦遇到血管中淤积或飘浮的胆固醇、脂肪,它们就毫不留情地扑上去,迅速将其撕烂嚼碎。同凶恶的病毒相遇时,它们也毫不畏惧,挺身而出。

可是,病毒是很狡猾的,它们眼看对方来势凶猛,往往会装出一副缩头缩尾的可怜相,好像已经投降;或者干脆一下子躺下,一动不动,似乎已经成了一具僵尸。机器人善良大度,它们大踏步地从这些已经放下武器的敌人身边走过。

但是,受到优待的病毒并没有就此罢休,等机器人擦肩而过后,它们一跃而起,开始从背后恶狠狠地攻击机器人,机器人不断倒下。

您别着急,这些机器人体内有纠错程序。它们中的许多机器人在吃了一次亏之后,只要不是光荣牺牲,它们便能自动调整行为方式。于是,机器人不再老实可欺。它们见到病毒后,不管它们如何伪装,非要杀它个片甲不留。

病毒也随机应变,当它们同机器人相遇时,便拼命膨胀躯体,虚张声势,竭力装出一副凶神恶煞的模样。可是,大脑内藏有“超级勇敢”程序的机器人,英勇善战,视死如归,决心以自己的生命来捍卫主人的健康。于是机器人同病毒进行了激烈的大搏杀。最后,病毒被不断歼灭。病毒的碎块不断渗透出血管,流入肾脏,通过尿液排除体外。于是动脉畅通无阻,人体更加健康。

上述有关超微技术的剧情,是根据科学家的设想编造出来的,但这并不是无法实现的梦想,随着微机电技术的发展,幻想正一步步走向现实。

1988年5月27日,美国加利弗尼亚大学的两位华裔研制出了只有76微米(3‰英寸)的微马达。

1991年11月,日本电子公司的科研人员在当时最先进的“电子隧道扫描显微镜”下,用“超微针尖”,将硅原子排成金字塔形的“凹棱锥体”,它只有36个原子那样高,这是人类首次用手工排列原子,在世界原子物理界引起轰动。

1996年7月,美国哈佛大学研制成功了直径只有7微米的涡轮机。一张邮票上可以放置几千个这种涡轮机。只有在超高倍显微镜下才能看清楚它的外形和结构。我国也已研制出了1毫米电机。

随着社会的发展和人类文明程度的提高,人们特别是残疾人愈来愈需要运用现代高新技术来改善他们的生活质量和生活自由度。因为各种交通事故、天灾人祸和种种疾病,每年均有成千上万的人丧失一种或多种能力(如行走、动手能力等)。因此,对用于帮助残障人行走的机器人轮椅的研究已逐渐成为热点,如西班牙、意大利等国,中国科学院自动化研究所也成功研制了一种具有视觉和口令导航功能并能与人进行语音交互的机器人轮椅。

斜拉桥以其优美的外观及良好的抗震性越来越得到桥梁设计师的青睐。自从1956年在瑞典建成曹姆松特斜拉桥以来,到1993年全世界已有300余座斜拉桥。我国自1975年在四川云阳建成第一座斜拉桥之后,至今共建成40余座斜拉桥。

斜拉桥的主要受力构件是缆索,但其长期暴露在大气之中,受到风吹、日晒、雨淋和环境污染的侵蚀,其表面会受到较严重的破坏,这会对整座斜拉桥带来不利的影响。因此,对缆索的有效维护是十分必要的。斜拉桥以其独特的构型吸引着众多的观光者,为现代化都市增添了一道亮丽的风景线。但人们在惊叹斜拉桥壮观的同时,也发现美中不足的是大多数斜拉桥的缆索都是黑色,色彩的单调影响了斜拉桥的魅力。所以,近年来彩化斜拉桥成了许多桥梁专家追求的目标。

机器人具有以下功能:

沿索爬升功能

机器人可沿任意倾斜度的缆索爬升,可爬升的缆索标高为160米,缆索倾斜度0~90(,可适应的缆索直径为90~200毫米,机器人爬升速度为8米/秒。

缆索检测功能

机器人上装有钢丝绳检测系统,可沿缆索检测钢丝是否有断丝,以便及时更换缆索。

缆索清洗功能

在机器人本体上配备有各种形状的清洗刷和特定的水基清洗液,可完成缆索去尘、脱脂和去聚乙烯表面静电等工作。

具有一定智能

机器人具有良好的人机交互功能,在高空可以判断是否到顶、风力大小等一些环境情况,并实施相应的动作。

长期以来,高楼大厦的外墙壁清洗,都是“一桶水、一根绳、一块板”的作业方式。洗墙工人腰间系一根绳子,悠荡在高楼之间,不仅效率低,而且易出事故。近年来,随着科学技术的发展,这种状况已有所改善,目前国内外使用的主要方法有两种:一种是靠升降平台或吊蓝搭载清洁工进行玻璃窗和壁面的人工清洗;另一种是用安装在楼顶的轨道及索吊系统将擦窗机对准窗户自动擦洗。采用第二种方式,要求在建筑物设计之初就将擦窗系统考虑进去,而且它无法适应阶梯状造型的壁面,这就限制了这种方法的使用。

改革开放以后,我国的经济建设有了快速的发展,高层建筑如雨后春笋,比比皆是。但由于建筑设计配套尚不规范,国内绝大多数高层建筑的清洗都采用吊蓝人工完成。基于这种情况,北京航空航天大学机器人研究所发挥其技术优势与铁道部北京铁路局科研所为北京西客站合作开发了一台玻璃顶棚(约3000平米)清洗机器人。

该机器人由机器人本体和地面支援机器人小车两大部分组成。机器人本体是沿着玻璃壁面爬行并完成擦洗动作的主体,重25公斤,它可以根据实际环境情况灵活自如地行走和擦洗,而且具有很高的可靠性。地面支援小车属于配套设备,在机器人工作时,负责为机器人供电、供气、供水及回收污水,它与机器人之间通过管路连接。

目前我国从事大楼清洗机器人研究的还有哈尔滨工业大学和上海大学等,他们也都有了自己的产品。

大楼清洗机器人是以爬壁机器人为基础开发出来的,它只是爬壁机器人的用途之一。爬壁机器人有负压吸附和磁吸附两种吸附方式,大楼擦窗机器人采用的是负压吸附方式。磁吸附爬壁机器人也已在我国问世,并已在大庆油田得到了应用。

常言道水火无情,这其中道出了水火对人类的威胁及人们对水火的无奈。提起火灾,人们会联想起一起起悲剧。据有关部门统计,仅1995年一年我国就发生火灾38000起,死亡2233人,受伤3770人,直接经济损失10.8亿多元。1997年发生火灾14万余起,死亡2722人,伤4930人,造成财产损失15.4亿元。多么触目惊心的数字啊!

面对无情的火灾,公安部上海消防研究所、上海交通大学、上海市消防局共同制定了研制消防机器人的计划。经过3年的研究,我国第一台消防机器人已经诞生。消防机器人可以行走、爬坡、跨障、喷射灭火,可以进行火场侦察。

不仅在我国,在世界上消防工作也是一个大难题,各国政府都千方百计地将火灾的损失降到最低点。

1986年第一次使用了这种机器人。当消防人员难于接近火灾现场灭火时,或有爆炸危险时,便可使用这种机器人。这种机器人装有履带,最大行驶速度可达10公里/小时,每分钟能喷出5吨水或3吨泡沫。

这种机器人于1989年研制成功,属于遥控消防机器人的一种,用于在狭窄的通道和地下区域进行灭火。机器人高45厘米,宽74厘米,长120厘米。它由喷气式发动机或普通发动机驱动行驶。当机器人到达火灾现场时,为了扑灭火焰,喷嘴将水流转变成高压水雾喷向火焰。

攀登营救机器人于1993年第一次使用。当高层建筑物的上层突然发生火灾时,机器人能够攀登建筑物的外墙壁去调查火情,并进行营救和灭火工作。该机器人能沿着从建筑物顶部放下来的钢丝绳自己用绞车向上提升,然后它可以利用负压吸盘在建筑物上自由移动。这种机器人可以爬70米高的建筑物。

2000年11月,奥地利雪山缆车在隧道中发生火灾,死亡160余人。由于隧道中黑暗、阴冷、浓烟密布,灭火和清理现场工作十分艰难。这再次说明了特种消防设备的重要。

数据显示,世界上至少有48个国家在发展机器人,其中25个国家已涉足服务型机器人开发。在日本、北美和欧洲,迄今已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。

近年来,全球服务机器人市场保持较快的增长速度,根据国际机器人联盟的数据,2010年全球专业领域服务机器人销量达13741台,同比增长4%,销售额为320亿美元,同比增长15%;个人/家庭服务机器人销量为220万台,同比增长35%,销售额为5.38亿美元,同比增长39%。

另外一个方面,全球人口的老龄化带来大量的问题,例如对于老龄人的看护,以及医疗的问题,这些问题的解决带来大量的财政负担。由于服务机器人所具有的特点使之能够显著的降低财政负担。因而服务机器人能够被大量的应用。

截至2022年年末,活跃在韩国餐厅、咖啡厅、屏幕高尔夫球场等服务场所的服务机器人数量已超过5000台,在韩国应用的服务机器人中,其硬件超过60%为中国制造。

英国《金融时报》报道称,由于劳工短缺和用人成本飙升,以及疫情后食客们对“无接触服务”的偏好,韩国餐饮界开始引入服务型机器人代替人工传菜。韩国机器人产业协会的数据显示,2022年韩国餐馆运营着约5000台服务型机器人,较2021年增长67%,预计今年这一数字将增加1倍,达到1万台。值得一提的是,去年,韩国70%以上的在用服务型机器人由中国制造商生产。

不仅是韩国,据《日经亚洲》报道,中国服务型机器人制造商正在接收来自世界各地的订单。2016年创立的普渡科技公司去年收入达到1亿美元,其客户包括火锅连锁品牌海底捞,以及欧洲的汉堡王和肯德基餐厅等。总部位于上海的擎朗智能科技公司目前也在准备加快海外扩张步伐。截至2022年底,擎朗售出约3.5万台产品,其中近1万台是跨境销售。

普渡科技公司品牌负责人张园告诉《环球时报》记者,该公司产品销往全球60多个国家和地区,覆盖600多个城市,其中日韩、美国、德国为重点业务市场。在日本餐饮配送机器人市场,普渡的占有率达到80%。

上海交通大学机器人研究所副研究员闫维新对《环球时报》记者表示,服务型机器人能够提升消费者生活品质,降低人工劳动投入,它的服务类型和造型千差万别,既涵盖居家用的烹饪类机器人,也包括餐厅内使用的送餐机器人等。

服务机器人应用技术员是一个新兴的职业,主要负责服务机器人在各种应用场景中的集成、实施、优化、维护和管理。以下是对这一职业的详细解析:

分析需求:根据服务机器人在个人/家用服务、医疗服务和公共服务等领域的应用场景,分析具体需求,并提出相应的应用方案。

参数调测与部署:负责服务机器人应用系统的参数调整、测试以及整体的部署实施。

监测与优化:对服务机器人的运行效果进行持续监测、分析,根据实际效果进行优化和维护,确保其稳定运行。

沟通与协作:应具备良好的沟通能力和团队合作精神,能够与开发团队和用户有效沟通。

问题解决:需要具备较强的问题解决和分析能力,以快速应对机器人运行中的故障和问题。

学习与适应:由于技术不断更新,技术员应具备强大的学习能力和适应能力。

服务机器人应用技术员通常在办公室和现场工作,需要与开发团队、用户和客户保持紧密沟通。随着服务机器人技术的不断进步和市场的扩展,这一职业的需求也在逐步增加。预计未来服务机器人应用技术员将成为机器人行业中的关键岗位,拥有广阔的职业发展前景。

综上所述,服务机器人应用技术员是一个集合了技术、沟通与问题解决能力的综合性职业,对于推动服务机器人产业的发展具有重要意义。

服务机器人是一种专为人类提供各种服务而设计的机器人,其应用场景非常广泛,包括但不限于以下几个方面:

1、医疗领域:

手术操作:辅助医生进行精细手术,提高手术成功率和安全性。

药品配送:自动配送药品到指定病房或区域,提高配送效率和准确性。

消毒杀菌:在医院内部进行自动消毒,减少交叉感染风险。

2、酒店领域:

接待服务:机器人前台可以与客人进行语音交互,办理入住和退房手续,提升服务效率。

行李搬运:自动搬运客人行李至客房,为客人提供便捷服务。

3、餐饮领域:

菜品制作:机器人厨师可以快速制作各种菜品,提高制作效率和质量。

送餐服务:通过智能路径规划,将菜品送至指定位置,为客人提供便捷服务。

点餐服务:提供智能化的点餐体验,客人可以通过机器人进行自助点餐。

4、其他领域:

家政服务:协助完成家庭清洁、照顾老人和儿童等任务。

商业服务:在银行、商场等场所提供引导、咨询等服务。

教育领域:作为教学辅助工具,帮助学生进行互动学习。

为了确保服务机器人的正常运行和延长其使用寿命,需要进行适时的维护,主要包括以下几个方面:

1、清洁保养:

定期清洁机器人的外壳、传感器等部件,避免灰尘和污垢积累影响工作效率和准确性。

使用软布擦拭机器人表面,并使用专用清洁剂清洁传感器。

2、零部件检查与更换:

如有部件磨损或损坏,应及时更换,避免机器人出现故障。

3、校准与调试:

定期校正机器人,以确保其动作的准确性和稳定性。

按照机器人的使用说明书进行校准,或请专业人员进行调试。

4、软件更新:

定期检查机器人的软件版本,并及时更新到最新版本,以确保机器人能够正常运行并获取最新的功能和安全性更新。

5、预防性维护:

6、专业保养:

对于复杂的维修和调试操作,建议由专业的技术人员或服务提供商来进行,避免非专业操作导致设备损坏。

通过以上维护措施,可以确保服务机器人的正常运行和延长其使用寿命,从而提高服务效率和质量,为用户带来更好的服务体验。

THE END
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