中國科學院院士褚君浩：人形機器人感知技術發展與探索
2024-4-8 來源：- 作者：-
4月2日，由中國機器人網、智能谷產業園主辦的「2024中國人形機器人生態大會」在上海順利舉行！數千人齊聚，聚焦人形機器人產業前沿話題，剖析產業風口，共同探尋產業融合與落地的方向。
在上午的院士專家報告環節中，中國科學院院士褚君浩圍繞「人形機器人感知技術發展與探索」這一主題，展開了主題報告。
以下是本次報告實錄，「中國機器人網」整理刪改：
人形機器人感知技術的發展與探索，主要包括三個方面：一是智能時代與機器人；二是傳感器研究若干進展；三是人形機器人的感知功能。
關于智能時代與機器人，大模型、腦機接口現在發展很快，生產方式生活方式會轉變，這段時間要有高度的敏感性和預見性。
第一次工業革命機械化，第二次工業革命電氣化，第三次是信息化，第四次是智能化。人形機器人要智能化，要融入實體世界當中，智能化智造技術，智能化診斷，腦際接口，AI融入物理世界，這些方面我們人都可以做，將來這些工作將由機器人代替人做，這里面涉及到高學科、高領域的應用，多方向的延展。
智能化系統，比如說守門員看到球，動態感知相當于五官，他能夠大腦分析這個球哪里過來，并且肢體采取措施把這個球搞掉，他是一個典型的機器人，他是一個智能的機器人，是人形的。得到信息分析，然后再給你對話，這里面涉及到很多內容，人工智能、工業機器人，服務機器人，手術機器人，ChatGPT都是屬于這方面的內容。
現在機器人廣泛應用在工業上面，寶馬有5000個人工人在慕尼黑，其中1000個是機器人，尤其是噴油漆完全靠機器人完成。
第二個問題是講傳感器，有很多的傳感器將來都要安裝到人形機器人上面去。人形機器人一定要有信息感知的支撐，還要有大腦分析、控制，各類傳感器是其中非常重要的一個內容，包括紅外、紫外、X光等，傳感器以后就是各類大數據。
各類大數據是你后面進一步做分析的基礎，數據、算力、算法，所有的里面都先要有數據，這個數據是傳感器實時得到的數據。從光學的角度，紅外的角度是要做慧眼，能夠全天候的拍照，最后希望能夠像孫悟空二郎神一樣做到慧眼。
紅外線我們有微波爐，WIFI，光通信，紅外加熱等。紅外傳感器的功能，圖像、熱像，我們安檢的時候可以穿過人體，看你身上有沒有帶了東西，如果帶了槍，帶了刀就可以看到。紅外偵查，知道了以后打擊目標。紅外傳感器放到天上，白天看風云，夜里看風云，對這個風云氣象就報的很準，這也是通過信號分析，最后再做出判斷，就是天氣預報的判斷，現在是對大氣做CT，它的溫度濕度，現在天氣預報非常準，可以知道某一個地區幾點它的氣侯怎么樣。
熱成像可以看到溫度分布，對溫度可以測得非常明確。它有些公式具體可以算出多少度，而且可以穿過煙霧，所以它的功能很強。夜里面哪里有排污，哪里有短路，哪里有電子軟件失效都可以看出來。
光譜識別，數據庫做好，然后就可以分析了。比如說這個水稻畝產多少斤，光譜識別跟數據一比就可以知道這個地方畝產600斤。鈾礦，跟數據庫的光譜很接近，就知道這個地方有鈾礦，目前這個事情在月亮上面做，上面放了探測器，分析月亮表面什么成分，在月亮的正面有一個月球側，發現月亮表面到底是什么材質，這就是慧眼。
現在火星在做這個事情，收集火星上面的光，來分析火星表面什么樣，我們在天上做，在月亮上做，在火星上面做，也可以對人體來做。如果光譜信息拿來，一分析是活性還是良性，就可以用于病理診斷。
人身體上有很多的傳感器采集人的信息，我們的機器人上面也可以放傳感器。機器人行動的信息，比如說表情、影像、行為，通過這個判斷抑郁癥有多嚴重，這個小設備放到人形機器人上，一看就知道是抑郁癥的程度。我們現在發展一種微小的壓力傳感的設備，比如說分子傳感器，能不能事先知道呢？要靠傳感器知道，有一種熒光效應，發熒光，用這個道理可以做成報警器。
嗅覺也很重要，人形機器人如果有嗅覺也非常好，像人一樣，現在嗅覺也是研究的非常重要的一面，有機半導體材料，熒光、傳感，對嗅覺也是很好的研究，美國開過一個萬人傳感器的峰會，對這個方面做過很多研究，在這個會上發表。
第三個問題是人形機器人的感知功能。機器人發展還是很快的，智能時代下的機器人要有4個模塊：環境感知模塊、智能芯片模塊、運動控制模塊、操作系統模塊。人形機器人中的核心傳感器，推他一下就會過來，這個傳感器有很多的固定，還要有觸覺傳感器。
視覺傳感器的研究熱點就是仿生感光，市場規模非常大，每一個部件的研究非常重要。還有就是慣性傳感器，要加速傾斜的角度。人形機器人里面大量的傳感器設備，包括大量的部件，都需要把每一個部件的水平都能夠研究得非常好，而且能夠做出來。
現在我們有很多的例子，機器人輔助手術系統，假肢矯形，可感知的腦部起搏器，仿生手，還有乒乓球教練，清潔機器人，數字導航機器人，數字化手術平臺……
我們現在發展的方向是要有一定的場景，基本的核心，基本的元器件要做好，要集成，還是需要瞄準我們每一個場景，比如說掃地的機器人，如果+ChatGPT，可以跟他說話，老年社會，比家里養一個狗好一些，功能好一些的買10萬多的，又能夠掃地，還能夠給你講話很好，這個難度也很大。
還有教育機器人，把這個教育資源怎么寫題目，怎么創造，怎么分析，搞個人形機器人在那兒，家長買回來以后，小孩子培訓班不用去了，可以幫你分析。還有消防員，消防員很辛苦，很危險，他們從事危險的工作，希望能夠被機器人替代。
我們覺得做一個人形機器人的三大支柱：一個是感官設備；第二是大腦分析；第三是四肢行動。各種各樣的元部件，把它融入到人形機器人里面去，又能夠看書，回家還能夠燒飯燒菜。
我們人形機器人希望做成部分智能，能夠做某一件事，或者能夠做兩件事，程序化的人形機器人從第一功能擴展到多功能，智能化人形機器人從單一智能發展到多智能，發展場景牽引的動作與對話相結合的智能化人形機器人，家務機器人，乒乓球教練等等，針對某一個場景具有一種功能，很多人就有市場的需求，所以機器人行業是未來智能時代里面非常主流的一個行業，會有許多上億發展的可能性。
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