国内外“Cloud Robotics”研究最新成果

1、RoboEarthRoboEarth让机器人在云端让机器人在云端在由电气和电子工程师协会（在由电气和电子工程师协会（IEEEIEEE）主办的）主办的Humanoids 2010 Humanoids 2010 会议上，会议上，GoogleGoogle的机器人科学家兼卡耐基梅隆大学教授的机器人科学家兼卡耐基梅隆大学教授James KuffnerJames Kuffner提出了提出了“云机器人云机器人”的概念：将信息资料存的概念：将信息资料存储在云端的服务器上，并让机器人在必要时通过联网的方式储在云端的服务器上，并让机器人在必要时通过联网的方式从云端获得这些资料。引起了广泛的讨论。从云端获得这些资料

2、。引起了广泛的讨论。云机器人概念的提出云机器人概念的提出云机器人的意义云机器人的意义云机器人是机器人学术领域的一个新概念，其重要意义在于云机器人是机器人学术领域的一个新概念，其重要意义在于借助互联网与云计算，帮助机器人相互学习和知识共享，解借助互联网与云计算，帮助机器人相互学习和知识共享，解决单个机器自我学习的局限性。比如，机器人通过摄像头可决单个机器自我学习的局限性。比如，机器人通过摄像头可以获取一些周围环境的照片，上传到服务器端，服务器端可以获取一些周围环境的照片，上传到服务器端，服务器端可以检索出类似的照片，可以计算出机器人的行进路径来避开以检索出类似的照片，可以计算出机器人的行进路径来

3、避开障碍物，还可以将这些信息储存起来，方便其它机器人检索。障碍物，还可以将这些信息储存起来，方便其它机器人检索。所有机器人可以共享数据库，减少开发人员的开发时间。所有机器人可以共享数据库，减少开发人员的开发时间。云机器人的实现云机器人的实现接下来的问题就是如何实现信息的云共享。当前快速发展的接下来的问题就是如何实现信息的云共享。当前快速发展的传感器技术可以让研究者们收集大量的传感器信息，数据挖传感器技术可以让研究者们收集大量的传感器信息，数据挖掘工具也能够提取更有效的模型，强大的互联网云技术和服掘工具也能够提取更有效的模型，强大的互联网云技术和服务器等硬件设备的快速发展可以让机器人很轻松地从云

4、端服务器等硬件设备的快速发展可以让机器人很轻松地从云端服务器获取更多的信息完成自我学习。这样机器人就成功依托务器获取更多的信息完成自我学习。这样机器人就成功依托云技术获取有用信息，从而实现云机器人的概念，不必再像云技术获取有用信息，从而实现云机器人的概念，不必再像下图中的机器人这样费力地搜寻信息。下图中的机器人这样费力地搜寻信息。RoboEarthRoboEarth简介简介RoboEarthRoboEarth是利用互联网来建立一个开源的巨大的网络数据是利用互联网来建立一个开源的巨大的网络数据库，让全世界的机器人能够接入并更新信息。机器人在这里库，让全世界的机器人能够接入并更新信息。机器人在这里

5、可以分享信息、互相学习彼此的行为与环境。单个的机器人可以分享信息、互相学习彼此的行为与环境。单个的机器人是孤立的，其功能和行为在出厂时基本已经设定好了，而且是孤立的，其功能和行为在出厂时基本已经设定好了，而且很多机器人不具备自我学习能力。因此，当机器人处于陌生很多机器人不具备自我学习能力。因此，当机器人处于陌生的、非结构化的环境时，就有可能不能读懂环境并做出有效的、非结构化的环境时，就有可能不能读懂环境并做出有效应对。应对。RoboEarthRoboEarth的目的就是利用的目的就是利用RoboEarthRoboEarth存储的目标识别、存储的目标识别、导航、任务、智能服务等机器人所需信息指导

6、机器人做出有导航、任务、智能服务等机器人所需信息指导机器人做出有效应对。效应对。 RoboEarth RoboEarth工作原理简图工作原理简图 RoboEarthRoboEarth的理论基础的理论基础对于人类来说，互联网的信息传播依然是一种受摩擦力限制的非理想状对于人类来说，互联网的信息传播依然是一种受摩擦力限制的非理想状态，能量消耗不可避免。而对于机器人来说完全不存在这个问题，因为态，能量消耗不可避免。而对于机器人来说完全不存在这个问题，因为它们拥有共同的灵魂它们拥有共同的灵魂代码。当代码。当RoboEarthRoboEarth的云端设定统一的信息格式的云端设定统一的信息格式之后，所有信息

7、对于接入的机器人来说是完全没有差异的。一个机器人之后，所有信息对于接入的机器人来说是完全没有差异的。一个机器人将所获得的技能上传到云端，其他机器人就可以通过下载完全掌握该项将所获得的技能上传到云端，其他机器人就可以通过下载完全掌握该项技能，且熟练程度与最初的贡献者丝毫不会发生偏离。对机器人而言，技能，且熟练程度与最初的贡献者丝毫不会发生偏离。对机器人而言，所有的信息、知识和技能在传递过程中绝不会出现干扰和衰变，所见即所有的信息、知识和技能在传递过程中绝不会出现干扰和衰变，所见即所得。所以在所得。所以在RoboEarthRoboEarth上，机器人可以在一种理想状态下进行信息共享、上，机器人可以

8、在一种理想状态下进行信息共享、加工和获取。加工和获取。RoboEarthRoboEarth的设想结构的设想结构RoboEarthRoboEarth的工作架构的工作架构为使机器人能接入这项服务，为使机器人能接入这项服务，RoboEarthRoboEarth会提供相关会提供相关的硬件支持。机器人安装了这种兼容性强的硬件后，的硬件支持。机器人安装了这种兼容性强的硬件后，即可接入网站获取信息。即可接入网站获取信息。RoboEarthRoboEarth的工作实例的工作实例今年年初，在荷兰艾恩德霍芬大学的一个模拟病房中，今年年初，在荷兰艾恩德霍芬大学的一个模拟病房中，RoboEarthRoboEarth的

9、研究的研究人员安排人员安排4 4台机器人来相继完成照顾病人的任务。一台没有机械臂的机器台机器人来相继完成照顾病人的任务。一台没有机械臂的机器人首先走进房间，它通过传感器扫描，掌握病房内部空间的格局，这些人首先走进房间，它通过传感器扫描，掌握病房内部空间的格局，这些数据随即被上传至数据随即被上传至RoboEarthRoboEarth平台。紧接着，第二台对病房完全不了解的平台。紧接着，第二台对病房完全不了解的机器人进入了房间。机器人径直向矿泉水瓶走去，将它拿起来递到了不机器人进入了房间。机器人径直向矿泉水瓶走去，将它拿起来递到了不远处的病床边。这台机器人在进入病房前，已经从远处的病床边。这台机器人

10、在进入病房前，已经从RoboEarthRoboEarth上获得房间上获得房间的空间信息，省去了探索的环节。的空间信息，省去了探索的环节。“我们并没有给机器人准备地图，而我们并没有给机器人准备地图，而是教会它们如何去获取并分享地图，以解决问题。是教会它们如何去获取并分享地图，以解决问题。”RoboEarth”RoboEarth的项目经的项目经理理Heico SandeeHeico Sandee说道。说道。RoboEarthRoboEarth在机器人与云服务器之间形成了一个从在机器人与云服务器之间形成了一个从机器人到云服务器再返回机器人的信息闭环机器人到云服务器再返回机器人的信息闭环机器人将采集到

11、的信息机器人将采集到的信息上传至上传至RoboEarthRoboEarth的云引擎的云引擎“拉普达拉普达”，同时下载其它机器人上传的相关，同时下载其它机器人上传的相关信息。信息。RoboEarthRoboEarth的未来展望的未来展望目前接入目前接入RoboEarthRoboEarth进行测试的机器人还是基于相似的技术，拥有的技能进行测试的机器人还是基于相似的技术，拥有的技能和可以完成的任务相对来说比较低级。但我们无法否认和可以完成的任务相对来说比较低级。但我们无法否认RoboEarthRoboEarth具有的具有的不可想象的潜力，这一方面表现为未来机器人可能会表现出来的差异性，不可想象的潜力

12、，这一方面表现为未来机器人可能会表现出来的差异性，未来接入未来接入RoboEarthRoboEarth机器人将拥有不同的程序，它们会基于各自程序去判机器人将拥有不同的程序，它们会基于各自程序去判断云端哪些任务最适合自己，它们甚至还会将云端的技能和任务进行分断云端哪些任务最适合自己，它们甚至还会将云端的技能和任务进行分解找到自己最擅长的部分。解找到自己最擅长的部分。RoboEarthRoboEarth势必将促使机器人之间进行更加深势必将促使机器人之间进行更加深层次的信息共享以及更复杂行为的学习。总之，层次的信息共享以及更复杂行为的学习。总之，RoboEarthRoboEarth在深度学习领在深度

13、学习领域给他们带来的启发和灵感要远远大于他们目前所提供的功能，真正实域给他们带来的启发和灵感要远远大于他们目前所提供的功能，真正实现我们人类只有在教科书里才能看到的资源最佳配置。另一方面随着世现我们人类只有在教科书里才能看到的资源最佳配置。另一方面随着世界范围内接入界范围内接入RoboEarthRoboEarth的机器人越来越多，群体思维和群体协作所产生的机器人越来越多，群体思维和群体协作所产生的效果将越发显著。的效果将越发显著。RoboEarthRoboEarth的现实隐患的现实隐患任何由人类研发出来的技术产品都无法摆脱被破解任何由人类研发出来的技术产品都无法摆脱被破解和攻击的命运，互联网如此，机器人互联网和攻击的命运，互联网如此，机器人互联网RoboEarthRoboEarth更会如此。举一个形象的例子，黑客可能更会如此。举一个形象的