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來源：貿(mào)澤電子 人工智能機器人是改變機器人執(zhí)行操作方式的技術(shù)奇跡之一。如今的機器人技術(shù)不再僅僅局限于機械和電子技術(shù)，在計算機科學(xué)的幫助下，人工智能機器人正在變得更加智能和高效。 從本質(zhì)上講，機器人技術(shù)中的人工智能主要圍繞著賦予機器一定程度的智能，使得機器能夠以獨有的方式與人類或環(huán)境互動來展開。人工智能機器人可隨時感知周圍環(huán)境、處理信息并動態(tài)響應(yīng)變化，這種能力的飛躍使得智能機器人系統(tǒng)不僅能夠遵循預(yù)定義的路徑，而且還能夠理解和導(dǎo)航復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境。 從編程機器到智能實體的這種轉(zhuǎn)變代表了重大的技術(shù)進化，突顯了人工智能給機器人帶來的巨大潛力。隨著人工智能在機器人技術(shù)中的應(yīng)用，這些自主智能機器人正在幫助人類或替代人類執(zhí)行重復(fù)性、體力要求高或危險的任務(wù)。 機器人中關(guān)鍵的AI技術(shù) 人工智能（AI）為機器人賦予了多種新的能力，使它們能夠以更高的自主性和適應(yīng)性執(zhí)行各種任務(wù)。而這些先進的機器人能力主要依靠機器學(xué)習(xí)（ML）、計算機視覺（CV）和自然語言處理（NLP）等AI技術(shù)來實現(xiàn)。 · 機器學(xué)習(xí) 智能機器人的基石是這些機器的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力。通過機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，機器人可以分析數(shù)據(jù)，識別模式，并根據(jù)自己的學(xué)習(xí)做出明智的決策。 這種能力使他們能夠隨著時間的推移提高性能，在極少的人為干預(yù)下適應(yīng)新的任務(wù)和環(huán)境，在動態(tài)、非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中運行，更加通用和有價值，這是傳統(tǒng)機器人技術(shù)的重大飛躍。 深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)的一個子集，在提升機器人智能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。深度學(xué)習(xí)的核心是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)由處理數(shù)據(jù)的互連節(jié)點層組成，使機器人能夠從模式和經(jīng)驗中學(xué)習(xí)。這些網(wǎng)絡(luò)的深度和復(fù)雜性使機器人能夠執(zhí)行需要類人認知的任務(wù)，如圖像和語音識別或復(fù)雜的決策。GPU等硬件的進步加速了這些復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和部署，使深度學(xué)習(xí)在機器人技術(shù)中更加可行和有效。 · 計算機視覺 計算機視覺是機器人人工智能的基石技術(shù)，它賦予機器看到和解釋周圍世界的能力。 這項技術(shù)涉及視覺信息的處理和分析，使機器人能夠識別物體、導(dǎo)航環(huán)境，并執(zhí)行需要視覺理解的任務(wù)。將計算機視覺集成到機器人技術(shù)中，有助于擴大機器人的應(yīng)用范圍，包括從工業(yè)自動化到自動駕駛汽車。 計算機視覺的另一個重要方面是空間感知和導(dǎo)航。機器人使用視覺信息來了解它們相對于環(huán)境和其他物體的位置，這種理解對于需要在復(fù)雜和動態(tài)環(huán)境中導(dǎo)航的自主機器人至關(guān)重要。 · 自然語言處理 自然語言處理（NLP）是一項關(guān)鍵技術(shù)，它使機器人能夠通過語言理解人類并與人類互動。 這項技術(shù)涉及人類語言的處理和分析，使機器人能夠解釋、響應(yīng)甚至生成類似人類的文本或語音。NLP在機器人技術(shù)中的整合為人機交互開辟了新的可能性，使其更加自然和直觀。配備NLP的機器人可以執(zhí)行語音激活控制、對話界面和語言翻譯等任務(wù)，這種能力在服務(wù)機器人中尤為重要。通過NLP，這些機器人可以理解口頭命令，參與對話，并以人類易于參與的方式提供信息或幫助。 人工智能機器人中的“芯”方案 邊緣人工智能（Edge AI）是人工智能中非常引人注目的新興領(lǐng)域之一，它旨在讓人們在運行人工智能程序的同時，而不必擔(dān)心隱私泄露以及智能設(shè)備在不訪問云的情況下可對輸入做出快速反應(yīng)。將邊緣人工智能應(yīng)用于機器人中，這些智能機器人將得到更大、更廣泛的應(yīng)用。 #01 NXP Edge AI ｜ MCX N系列 恩智浦（NXP）的通用微控制器（MCU）MCX N系列是適用于AI機器人領(lǐng)域的Edge AI新品。這些微控制器將神經(jīng)處理單元 (NPU) 整合其中，從而助力機器學(xué)習(xí)加速。MCX N系列產(chǎn)品采用的Arm Cortex-M33微控制器實現(xiàn)了高性能和低功耗，配備的智能外設(shè)和片上加速器可提供多任務(wù)功能和高能效。 以MCX N94x和N54x系列產(chǎn)品為例，兩款產(chǎn)品均配備了運行頻率達150MHz的高性能Arm Cortex-M33內(nèi)核，同時提供2MB閃存以及可配置的帶完整ECC的RAM、DSP協(xié)處理器，并集成了eIQ Neutron神經(jīng)處理單元(NPU)。 與單獨的CPU內(nèi)核相比，NPU可提供高達42倍的機器學(xué)習(xí)吞吐量提升，減少了系統(tǒng)的喚醒時間，同時降低了整體功耗。借助MCUXpresso Developer Experience，設(shè)計人員可以加快完成MCX N系列的開發(fā)速度。 
圖1：MCX N94x MCU系統(tǒng)框圖（圖源：NXP） #02 NVIDIA 解決方案 針對人工智能機器人應(yīng)用，英偉達（NVIDIA）準(zhǔn)備了專用的解決方案，它的Jetson Orin在機器人和其他自主機器的性能和效率方面非常出色。其中的一款Jetson AGX Orin模塊擁有高達275 TOPS的AI性能，功率可在15W至60W之間配置。在相同的緊湊外形下，性能是此前的Jetson AGX Xavier的8倍。使用Jetson AGX Orin部署大型AI復(fù)雜模型，可將該模型直接用于機器人中的自然語言理解、3D感知和多傳感器融合解決方案。
圖2：可用于下一代機器人中邊緣AI解決方案的Jetson AGX Orin模塊（圖源：NVIDIA） 人工智能機器人的應(yīng)用前景 人工智能的進步有助于機器人更緊密地模仿人類行為，這就是它們初始被創(chuàng)造出來的原因。由人工智能驅(qū)動的機器人可分為三類，即：自主移動機器人、協(xié)作機器人和人形機器人。這些機器人類型中的每一種都有自己獨特的方式來使用人工智能執(zhí)行各種任務(wù)，并與所處的環(huán)境進行交互，為世界各地的許多行業(yè)開創(chuàng)了機器人解決方案，并繼續(xù)塑造我們未來機器人技術(shù)發(fā)展的前景。 人工智能驅(qū)動的機器人正在被部署在太空探索、醫(yī)療保健和制造業(yè)中，以支持運營并極大限度地提高生產(chǎn)力。這些機器使這些行業(yè)通過實施先進技術(shù)達到更高的效率水平。 在英偉達宣布的“moonshot”計劃中，以機器人的形式創(chuàng)造了可體現(xiàn)人類水平的人工智能。該公司CEO黃仁勛曾在演講中表示，為通用類人機器人建立基礎(chǔ)模型將是當(dāng)今人工智能極令人興奮的發(fā)展前景之一。為此，英偉達宣布了它的GR00T項目。這是一個用于人形機器人的通用基礎(chǔ)模型。GR00T模型將使機器人能夠理解多模式指令，如語言、視頻和演示，并執(zhí)行各種有用的任務(wù)，以便機器人學(xué)習(xí)協(xié)調(diào)、靈巧和其他必要的技能，更像人一樣導(dǎo)航和與現(xiàn)實世界互動。 近年來，人工智能的進步徹底改變了機器人技術(shù)的走向。機器人中的生成式AI使機器能夠產(chǎn)生獨特的文本，或者與文本轉(zhuǎn)語音相結(jié)合，像真人一樣進行語音表達，從而使機器更接近人類。如今，作為生成模型的一個例子，ChatGPT已經(jīng)開始集成在機器人助理、社交機器人和消費機器人的軟件中。 不過，雖然將生成式AI集成到機器人技術(shù)中提供了巨大的市場應(yīng)用機會，但目前來看它并不像聽起來那么強大。比如，使機器人與人類對話這個功能，它與我們已經(jīng)使用的虛擬助手并沒有太大區(qū)別。目前，在機器人中使用生成式AI仍有其自身的局限性，距離機器人在沒有預(yù)先編程的情況下能夠充分理解任務(wù)還有很長的路要走。 探索人工智能機器人的未來 在機器人領(lǐng)域快速發(fā)展的人工智能技術(shù)，一些創(chuàng)新趨勢正在塑造這一領(lǐng)域的未來。這些進步有望突破人工智能機器人的極限，為智能機器人新時代的到來鋪平道路。其中一個明顯的趨勢是，機器人將從單純的自動化工具轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜻M行復(fù)雜交互和決策的智能機器，而人工智能算法的進步以及硬件設(shè)計的改進無疑將成為這一轉(zhuǎn)變的助推劑。 接下來，人工智能機器人技術(shù)的發(fā)展重點將圍繞更廣泛的人機協(xié)作展開，開發(fā)能夠安全有效地與人類一起工作的智能機器人將成為行業(yè)的重點發(fā)展方向。另一個趨勢是推動機器人實現(xiàn)更大的自主性。這涉及到開發(fā)復(fù)雜的人工智能算法，使機器人能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)做出決策，適應(yīng)新情況，并從經(jīng)驗中學(xué)習(xí)。 隨著機器人技術(shù)中的人工智能不斷進步，我們可能會看到機器人變得越來越獨立，能夠以非常少的人為干預(yù)處理復(fù)雜的任務(wù)。這一趨勢不僅是為了提高機器人的智能，同時也是為了使它們在動態(tài)環(huán)境中更具適應(yīng)性和彈性。 人工智能與機器人技術(shù)的融合代表著機器人技術(shù)的一個重大飛躍，在未來，機器人不再是單純的工具，更是人類的合作伙伴和協(xié)作者。雖然有人因此會擔(dān)心工作崗位的流失，但人們已經(jīng)清楚地認識到人工智能機器人一定會創(chuàng)造更多的新角色和新行業(yè)。 今年早些時候，投資銀行高盛發(fā)布了一份報告，預(yù)測到2035年，人形機器人的潛在市場將達到380億美元。而在一年前，高盛初始預(yù)測的市場規(guī)模僅為60億美元。 本文小結(jié) 由人工智能驅(qū)動的機器人曾經(jīng)是科幻小說中的設(shè)想或某個角色，如今，當(dāng)年的很多設(shè)想已經(jīng)或正在成為許多企業(yè)的現(xiàn)實。由人工智能整合帶來的這場機器人革命重新定義了機器人的能力，也代表了智能機器人技術(shù)發(fā)展方向的一種轉(zhuǎn)變。 人工智能在機器人技術(shù)中的意義不僅限于技術(shù)奇跡，重要的是它們已經(jīng)延伸到可影響我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多實際應(yīng)用中，從自動駕駛汽車、無人機、工業(yè)自動化到醫(yī)療機器人和服務(wù)型機器人，機器人技術(shù)和人工智能的結(jié)合開辟了無比寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域，是真正的技術(shù)強強結(jié)合。 |
