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物聯網和云機器人

物聯網
　　伴隨著服務業對機器人需求的不斷增長，研發重點也產生了變化。
　　以前，我們在機器人體內植入微機，圍繞機體本身，致力于工學及實際運轉功能方面的研究開發，也就是保證其行為動作正確性、安全性的硬件開發，例如讓它們像人類一樣靈活使用手掌、行走自如。無論現在還是未來，這方面研發的重要性毋庸置疑。
　　機器人與計算機技術齊頭并進，兩者的聯結協作變得越來越緊密。一旦能通過電腦控制機器人，就可以把它當成一套系統進行開發和運用，在提高機器人動作準確度的同時，使之高效完成更快速、更復雜的工作。它還可以根據傳感器提供的信息迅速判斷外部情況，掌握應對技能。正因為具備了這些要素，工業機器人才能在全球工廠中大顯身手。
　　這些現狀將迎來重大變革。
　　比起畫面辨識、聲音辨識、人工智能、深度學習(deep learning)等方面的技術進步和新技術創造，IT領域的軟件技術變得更加重要。即便從互聯網黎明期(20世紀90年代后半期)開始就擁有最高端軟件開發技術的硅谷，機器人的相關新聞也十分熱門。
　　特別是以網絡搜索、智能手機稱雄業界的Google公司，這幾年接連買下機器人相關的技術研發企業。整個IT行業都開始對機器人產業的發展前景表露出關注。
　　Google因搜索引擎聞名于世，為我們提供Google地圖、Google地球、Google日歷、Google+等豐富多彩的網絡服務。意為“上網搜索一下”的“Google一下”成為日常用語，十分普及，如今就連絲毫不關心IT的人也知道它吧。此外，它還開發了在智能機和平板電腦上廣泛應用的“Android OS”操作系統。雖然在日本，iPhone更受歡迎，但是放眼全球，用戶最多的還得數Android系統的智能機。Google尚未具體說明要用機器人干什么，但我稍后會介紹，它收購的是哪幾類機器人技術公司。在此之前，讓我們先來回顧一個最新熱詞，概念比較基礎，不過為了大家的后續理解，還是強調一下為好。
　　近年來，“物聯網”(IoT)這個詞頻繁出現在IT行業、家電行業的會議、宣講和新聞中。IoT是Internet of Things的縮寫。雖然網絡一直以來主要由電腦、手機等計算機通信設備連接而成，但是游戲機、家用電器、影音設備已經能聯網使用，如果再加上車輛、照相機、照明燈具，以及自動售貨機、售票機等商用機器，各式各樣的物品都連接網絡，達到信息的共享和有效利用，就構成了“物聯網”的概念。
　　Google董事長埃里克·施密特在2015年的世界經濟論壇上發表演講宣稱“互聯網終將消失”，一時語驚四座。這句話有刻意博眼球之嫌，實際上他的意思是：網絡將趨于無形，使人類感覺不到它的存在。現在，如果我們想知道明日天氣、比賽結果、要去的電影院地址等，腦中會明確地想到“上網查一下吧”，然后打開電腦或智能機上的瀏覽器，登錄Google、Yahoo等搜索網站，輸入關鍵詞進行查詢，或者打開智能機里的應用，獲取信息。至少我們意識到，上網就能獲得信息。但是，今后除了通信設備外，各種事物都能聯網，它們自動收集信息加以運用，用戶腦中“親自操作設備才能上網”的概念將逐漸消失。
　　想象一下物聯網技術更加發達的世界吧。以人們普遍使用的車載導航儀為例，目前它通過VICS(交通信息通信系統)等專業的信息系統，為用戶提供擁堵程度、道路施工等最新路況信息。VICS是由日本道路交通信息中心提供的專項服務，VICS中心匯編的信息通過語音文字雙重廣播、光學式/電波式發射器等方法傳到導航儀上。也就是說，信息的收發都要依靠專用設備，因此VICS的交通信息只能在通行量較大的主干道上提供。
　　而在物聯網技術手段下，可以用現有的車載導航儀無線上網，進行雙向通信，采集其他車輛發送的信息，獲取主干道以外的支路上的交通狀況。
　　讓我們進一步暢想，如果將車載導航儀與現有的五花八門的資訊網站結合起來，用戶就能查詢停車場和電動汽車充電樁的空位、附近車站詳情、文娛活動快訊、院線影訊等信息。此外，還可以方便地獲取私人消息。比如，它可以告訴你“孩子已經到家”，如果掛念獨自留在家中的寵物，可以讓車載導航儀播放家中攝像頭拍下的客廳情景，又或者，把孩子到達約定接送點的消息傳輸給你也是個不錯的主意。科幻電影里，汽車回答駕駛者各種提問的場景屢見不鮮，而現實中，這方面的技術已經達到實用化的程度，只要充分利用網絡，就能綜合掌握各門類信息。
　　一旦用戶能通過語音命令獲取所需的信息，他們就沒必要刻意分清面前擺的是導航儀還是智能機。詢問“明天天氣怎樣?”的對象是導航儀也好，智能機也罷，甚至是洗衣機或掃地機，感覺都差不多。所以說，將來互聯網、云服務的存在感會趨向于無。只不過，對著智能機說話還好，但問一臺洗衣機或掃地機“明天天氣怎樣?”就有些超乎想象了。
　　那么，如果我們面對的是造型逼真的機器人呢?不是人形也沒關系，做成小狗、小貓、海豹等動物的樣子，對它講話就容易多了吧?許多人對自家寵物說話是非常自然的。
　　云機器人技術
　　機器人也可作為一種物聯網設備端連接網絡。和電腦、智能機等設備相同，通過無線通信、網絡接入云系統(云服務器)，就能利用儲存在云端的數據，在網絡平臺上實現信息共享。
　　此外，“云機器人技術”還蘊含著別樣的意義。“云機器人技術”是Google和美國一家創業公司Willow Garage在2011年Google I/O(Google網絡開發者年會)上共同發表的新概念。以前單臺機器人由CPU、處理器等微機控制，性能有限，但如果它能聯網，高速演算和龐大的數據庫便可以轉交給云端。熟悉互聯網的人只要想一想客戶端與終端服務器就很容易理解了吧。即使客戶端本身不追求高性能，也可以依托終端服務器大獲提升，而不受設備端運行條件的限制。同理，機器人成為設備端的話，不但生產成本削減，而且性能在某種意義上可以無限提升。
　　誠然，機器人身上搭載的處理器計算能力連年提高，音畫辨識度、傳感器靈敏度等顯著提升，但是讓單臺機器人承擔所有的運算處理、海量數據的存儲檢索依然十分困難，在性能和制造成本兩方面都無益處。
　　而在云技術支持下，小小的客戶端也能動用性能直逼超級電腦的終端系統，登錄大數據庫，處理或解析信息。一臺機器人分成單機處理和云計算兩部分，兩者互通，有效協作，這樣的構造優勢良多，可以減小機體體積，簡化工序從而降低生產成本，減少電池耗電量。
　　云端操控機器人
　　前文提到的Google I/O是Google每年在舊金山召開的網絡開發者大會，2014年6月這一場是第七屆。IT龍頭Google主辦的年度會議預示著今后的業界動向，除了開發者和技術專家，無數公司管理者、技術宣講師、媒體記者也頗為關注。據說全世界85個國家100多萬人觀看了2014年Google I/O的全程視頻。
　　2011年的Google I/O在主題演講中介紹了一家日本企業，系歷屆首次。這家企業名為RT科技公司(RT Corporation)，專門從事機器人的開發和銷售。該公司研發的基于Android OS系統的機器人作為展示樣例，在2011年和2012年連續兩年參加大會，備受矚目。
　　2011年Google I/O大會上，Google在推出“云機器人技術”這一概念的同時，還發布了用于連接Android設備的開源配件(Android Open Accessory)。Android開源配件并不是直接拿來使用的產品機，而是由開發組件、接入Android設備的硬件規格和通信協議、API等組成的技術標準。隨后，日本的機器人研發制造商RT科技公司向與會者展示了基于這套技術標準的外設開發套件“Accesorry Development Kit”(ADK)，套件由輸出輸入板卡“RT-ADK”和附屬板卡“RT-ADS”組成。他們還現場演示了一個開發樣例，用Android智能機操控該公司研制的機器人“RIC90”。
　　RT科技公司在2012年Google I/O大會上的展示更有意思，他們以機器人“RIC90”為基礎，推出了現實對戰型動作游戲“V-Sido x RIC 忍者大師”(概念款)。RIC機器人從肩膀到地面的高度為90cm，內部搭載了成品化的ADK板卡“RT-ADK mini”，頭部是一臺Android平板電腦，它身著日本忍者服，雙手戴著拳擊手套，造型十分惹眼。RT科技公司董事長中川友紀子女士說：“格斗游戲以往僅限于游戲屏幕，而現在，我們可以和等身大小的人形機器人進行真實對戰，是前所未有的一次嘗試。”
　　游戲中，格斗玩家與等身大小的機器人對戰，機器人則由另外兩名玩家操控，一人負責上半身，一人負責下半身。上半身是由攝像頭拍下人類玩家的動作，同步映射到機器人身上，下半身通過游戲手柄控制。游戲操作界面在機器人的Android平板臉上，人類玩家對它的攻擊招式、力度由傳感器接收，通過ADK傳輸給Android平板，再由Android系統評判損血量。
　　搭載各種傳感器的身軀、與人類相當的尺寸和對戰的真實性使這款機器人獨一無二。它的控制系統、它蘊含的先進技術和理念也可圈可點。
　　系統方面，雖然游戲操作依靠通用的Android OS和Android設備，不過，機器人本身的控制軟件是由日本人開發的“V-Sido”。V-Sido開發者、機器人專家吉崎航先生目前擔任軟銀旗下子公司Asratec的首席機器人研發工程師。動作控制是最基本、最關鍵的功能，而V-Sido在這方面表現出色，今后有望應用到各種款式的機器人身上。現在，V-Sido公司無償公開了這款軟件的內測版，Asratec公司正致力于銷售運算速度更快、功能更多、適配更多機器人的版本。
　　在先進技術和理念方面，“V-Sido x RIC 忍者大師”概念款是實際運用云機器人技術的一次創新嘗試。如圖1-3所示，研發者意圖通過機體和云端的數據傳輸達成控制和運算處理，使機器人完成動作。中川董事長回顧展會時評價道：“辨識人體動作并傳輸給機器人的處理過程全部由云端完成，這個測試版預示著新技術時代的來臨。想當年，云端還很少被當成一個數據處理系統，所以Google的安迪·魯賓先生看到我們的展品后大力推崇。Google當時推測，大約四五年后，運用云技術的機器人將在日本得到廣泛理解和好評，我認為，發展現狀正在逐步印證他們的推測。”

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