智能机器人及其应用研究学术报告

智能机器人及其应用研究

陈力军教授，南京大学智能机器人研究院，南京大学计算机系博导

（学习科研的理念与思路）

引言：团队十几年聚焦的工作

一 机器人起源

鲁班造木鸟，墨子造车辖（车轴两端的键，即销钉）

评：既要立足祖国大地，又要仰望星空。鲁班是基础研究，墨子创造技术到成果转化。

三国木牛流马，亚里士多德的设想

二 智能机器人时代

智能机器人是集大成者，融合了多个学科的技术和成果。

袁隆平禾下乘凉，人与机器人的共荣。

智能机器人需要具有感觉思考决策和动作能力系统。具备三要素：感觉运动和思考。

自然语言处理是人工智能的重要方法，实现人与计算机间用自然语言进行交流。（信息交互）重要应用：图书馆机器人日常业务处理。

多传感器信息融合技术是对多种信息的获取，表示与融合。

导航与定位技术是赋予机器人感知和行动能力的关键，主流机器人定位导航技术是SLAM技术，分为激光SLAM和视觉SLAM。

激光SLAM相对成熟，在工业界应用较多，可以在复杂场景中完成自动导航，但成本较贵。基于视觉的SLAM技术精度不够。

路径规划技术，最优路径规划。路径规划算法大致可以分为传统方法和智能方法两种。应用：图书馆找书，机器人协作。

机器人视觉，一般由摄像机，图像采集卡和计算机组成。核心人物是特征提取，图像分割和图像辨别，如何高效正确的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。应用：割草机器人，仅仅碰到感知是不够的。

智能控制，姿态，速度等的控制。

多模态人机交互，通过文字，语音，视觉，动作，环境等多种方式进行人机交互，充分模拟人与人之间的交互方式。语音，人脸，动作，交互意图和情感识别。

智能机器人是中国制造2025的核心领域，是新一代人工智能的重要载体。有科技部立项的科研专项，智能机器人已成为国家战略。

三 智能图书盘点机器人

湖南卫视专访图书盘点机器人。

1. 图书馆现状——错架，相当于丢失，错架率30%左右，是对资源的浪费。

盘点难题，人工盘点，手持设备，智能书架

书在哪里？条码图书管理，高频RFID图书管理，超高频RFID，好处：远距离读取。

书量大，图书馆大，难以管理。——多机器人协作。

2. 解决方案——采用机器人

基础知识：RFID（射频识别）技术是物联网的核心组成部分，非接触远距离一次多量读取，包含标签，天线，阅读器和计算机。二战时已经应用于识别敌我战机。至今时无源感知的重要应用。

高效数据传输和精确空间感知。

3. 关键技术之一：RFID空间感知

读取距离10米，技术挑战：如何精确定位每本书。

物理层面：找相位与距离的关系。

关键技术之二：多模态自主导航

问题：机器人会在图书馆迷宫中迷路，环境太相似了。

关键技术之三：视觉避障技术

关键技术之四：基于视觉的书脊信息识别

关键技术之五：多模态信息融合

关键技术之六：人机交互，语音的识别生成和合成技术。

四 智能机器人的研究能为国家做什么？

基础研究到成果转化，全球首台盘点机器人及其专利。国家标准立项。智能图书馆盘点机器人二代三代（武大在用三代）四代（1819年完成，嵌入视觉模块）五代（RFID为主，视觉模块为辅，加载5G模块），具有好的社会反响和媒体报道，20家图书馆在用。用户认可：武大智能机器人应用研究论文。

五 陈老师的梦想

万花筒看西洋镜的年代，西方发达。机器人带到国际上，将智能制造技术推向国际。一带一路上留下我们的足迹，推动文化交流，文化传播，文化贸易创新发展。

六 结束语

人的演化历程告诉我们机器人的发展不能着急会很缓慢，但要相信会越来越好。现在可以实现在某些领域中更好的应用，如医疗，图书馆等。以宽容的心态看待机器人的研究与发展。如何在冰冷的机器中注入灵魂，是可以看到努力后的结果的。所有的梦想和精神离不开过程的付出，需要具有工匠精神，长期坚持，专注于某一领域，研究透做好！

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