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來(lái)源：貿(mào)澤電子 人工智能機(jī)器人是改變機(jī)器人執(zhí)行操作方式的技術(shù)奇跡之一。如今的機(jī)器人技術(shù)不再僅僅局限于機(jī)械和電子技術(shù)，在計(jì)算機(jī)科學(xué)的幫助下，人工智能機(jī)器人正在變得更加智能和高效。 從本質(zhì)上講，機(jī)器人技術(shù)中的人工智能主要圍繞著賦予機(jī)器一定程度的智能，使得機(jī)器能夠以獨(dú)有的方式與人類或環(huán)境互動(dòng)來(lái)展開。人工智能機(jī)器人可隨時(shí)感知周圍環(huán)境、處理信息并動(dòng)態(tài)響應(yīng)變化，這種能力的飛躍使得智能機(jī)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(jī)器到智能實(shí)體的這種轉(zhuǎn)變代表了重大的技術(shù)進(jìn)化，突顯了人工智能給機(jī)器人帶來(lái)的巨大潛力。隨著人工智能在機(jī)器人技術(shù)中的應(yīng)用，這些自主智能機(jī)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(xiǎn)的任務(wù)。 機(jī)器人中關(guān)鍵的AI技術(shù) 人工智能（AI）為機(jī)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(jìn)的機(jī)器人能力主要依靠機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）、計(jì)算機(jī)視覺（CV）和自然語(yǔ)言處理（NLP）等AI技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 · 機(jī)器學(xué)習(xí) 智能機(jī)器人的基石是這些機(jī)器的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力。通過機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，機(jī)器人可以分析數(shù)據(jù)，識(shí)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(shí)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(dòng)態(tài)、非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中運(yùn)行，更加通用和有價(jià)值，這是傳統(tǒng)機(jī)器人技術(shù)的重大飛躍。 深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)子集，在提升機(jī)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(diǎn)層組成，使機(jī)器人能夠從模式和經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)。這些網(wǎng)絡(luò)的深度和復(fù)雜性使機(jī)器人能夠執(zhí)行需要類人認(rèn)知的任務(wù)，如圖像和語(yǔ)音識(shí)別或復(fù)雜的決策。GPU等硬件的進(jìn)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(jī)器人技術(shù)中更加可行和有效。 · 計(jì)算機(jī)視覺 計(jì)算機(jī)視覺是機(jī)器人人工智能的基石技術(shù)，它賦予機(jī)器看到和解釋周圍世界的能力。 這項(xiàng)技術(shù)涉及視覺信息的處理和分析，使機(jī)器人能夠識(shí)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(jì)算機(jī)視覺集成到機(jī)器人技術(shù)中，有助于擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用范圍，包括從工業(yè)自動(dòng)化到自動(dòng)駕駛汽車。 計(jì)算機(jī)視覺的另一個(gè)重要方面是空間感知和導(dǎo)航。機(jī)器人使用視覺信息來(lái)了解它們相對(duì)于環(huán)境和其他物體的位置，這種理解對(duì)于需要在復(fù)雜和動(dòng)態(tài)環(huán)境中導(dǎo)航的自主機(jī)器人至關(guān)重要。 · 自然語(yǔ)言處理 自然語(yǔ)言處理（NLP）是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它使機(jī)器人能夠通過語(yǔ)言理解人類并與人類互動(dòng)。 這項(xiàng)技術(shù)涉及人類語(yǔ)言的處理和分析，使機(jī)器人能夠解釋、響應(yīng)甚至生成類似人類的文本或語(yǔ)音。NLP在機(jī)器人技術(shù)中的整合為人機(jī)交互開辟了新的可能性，使其更加自然和直觀。配備NLP的機(jī)器人可以執(zhí)行語(yǔ)音激活控制、對(duì)話界面和語(yǔ)言翻譯等任務(wù)，這種能力在服務(wù)機(jī)器人中尤為重要。通過NLP，這些機(jī)器人可以理解口頭命令，參與對(duì)話，并以人類易于參與的方式提供信息或幫助。 人工智能機(jī)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?cè)谶\(yùn)行人工智能程序的同時(shí)，而不必?fù)?dān)心隱私泄露以及智能設(shè)備在不訪問云的情況下可對(duì)輸入做出快速反應(yīng)。將邊緣人工智能應(yīng)用于機(jī)器人中，這些智能機(jī)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(jī)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(jī)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(shí)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(yùn)行頻率達(dá)150MHz的高性能Arm Cortex-M33內(nèi)核，同時(shí)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(dú)的CPU內(nèi)核相比，NPU可提供高達(dá)42倍的機(jī)器學(xué)習(xí)吞吐量提升，減少了系統(tǒng)的喚醒時(shí)間，同時(shí)降低了整體功耗。借助MCUXpresso Developer Experience，設(shè)計(jì)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(duì)人工智能機(jī)器人應(yīng)用，英偉達(dá)（NVIDIA）準(zhǔn)備了專用的解決方案，它的Jetson Orin在機(jī)器人和其他自主機(jī)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(dá)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(jī)器人中的自然語(yǔ)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(jī)器人中邊緣AI解決方案的Jetson AGX Orin模塊（圖源：NVIDIA） 人工智能機(jī)器人的應(yīng)用前景 人工智能的進(jìn)步有助于機(jī)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(lái)的原因。由人工智能驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人可分為三類，即：自主移動(dòng)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人和人形機(jī)器人。這些機(jī)器人類型中的每一種都有自己獨(dú)特的方式來(lái)使用人工智能執(zhí)行各種任務(wù)，并與所處的環(huán)境進(jìn)行交互，為世界各地的許多行業(yè)開創(chuàng)了機(jī)器人解決方案，并繼續(xù)塑造我們未來(lái)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的前景。 人工智能驅(qū)動(dòng)的機(jī)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(yùn)營(yíng)并極大限度地提高生產(chǎn)力。這些機(jī)器使這些行業(yè)通過實(shí)施先進(jìn)技術(shù)達(dá)到更高的效率水平。 在英偉達(dá)宣布的“moonshot”計(jì)劃中，以機(jī)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(jī)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(dá)宣布了它的GR00T項(xiàng)目。這是一個(gè)用于人形機(jī)器人的通用基礎(chǔ)模型。GR00T模型將使機(jī)器人能夠理解多模式指令，如語(yǔ)言、視頻和演示，并執(zhí)行各種有用的任務(wù)，以便機(jī)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(shí)世界互動(dòng)。 近年來(lái)，人工智能的進(jìn)步徹底改變了機(jī)器人技術(shù)的走向。機(jī)器人中的生成式AI使機(jī)器能夠產(chǎn)生獨(dú)特的文本，或者與文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音相結(jié)合，像真人一樣進(jìn)行語(yǔ)音表達(dá)，從而使機(jī)器更接近人類。如今，作為生成模型的一個(gè)例子，ChatGPT已經(jīng)開始集成在機(jī)器人助理、社交機(jī)器人和消費(fèi)機(jī)器人的軟件中。 不過，雖然將生成式AI集成到機(jī)器人技術(shù)中提供了巨大的市場(chǎng)應(yīng)用機(jī)會(huì)，但目前來(lái)看它并不像聽起來(lái)那么強(qiáng)大。比如，使機(jī)器人與人類對(duì)話這個(gè)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(jī)器人中使用生成式AI仍有其自身的局限性，距離機(jī)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(zhǎng)的路要走。 探索人工智能機(jī)器人的未來(lái) 在機(jī)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(shì)正在塑造這一領(lǐng)域的未來(lái)。這些進(jìn)步有望突破人工智能機(jī)器人的極限，為智能機(jī)器人新時(shí)代的到來(lái)鋪平道路。其中一個(gè)明顯的趨勢(shì)是，機(jī)器人將從單純的自動(dòng)化工具轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行復(fù)雜交互和決策的智能機(jī)器，而人工智能算法的進(jìn)步以及硬件設(shè)計(jì)的改進(jìn)無(wú)疑將成為這一轉(zhuǎn)變的助推劑。 接下來(lái)，人工智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)將圍繞更廣泛的人機(jī)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(jī)器人將成為行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。另一個(gè)趨勢(shì)是推動(dòng)機(jī)器人實(shí)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(jī)器人能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)做出決策，適應(yīng)新情況，并從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)。 隨著機(jī)器人技術(shù)中的人工智能不斷進(jìn)步，我們可能會(huì)看到機(jī)器人變得越來(lái)越獨(dú)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(shì)不僅是為了提高機(jī)器人的智能，同時(shí)也是為了使它們?cè)趧?dòng)態(tài)環(huán)境中更具適應(yīng)性和彈性。 人工智能與機(jī)器人技術(shù)的融合代表著機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重大飛躍，在未來(lái)，機(jī)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(huì)擔(dān)心工作崗位的流失，但人們已經(jīng)清楚地認(rèn)識(shí)到人工智能機(jī)器人一定會(huì)創(chuàng)造更多的新角色和新行業(yè)。 今年早些時(shí)候，投資銀行高盛發(fā)布了一份報(bào)告，預(yù)測(cè)到2035年，人形機(jī)器人的潛在市場(chǎng)將達(dá)到380億美元。而在一年前，高盛初始預(yù)測(cè)的市場(chǎng)規(guī)模僅為60億美元。 本文小結(jié) 由人工智能驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人曾經(jīng)是科幻小說中的設(shè)想或某個(gè)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(shí)。由人工智能整合帶來(lái)的這場(chǎng)機(jī)器人革命重新定義了機(jī)器人的能力，也代表了智能機(jī)器人技術(shù)發(fā)展方向的一種轉(zhuǎn)變。 人工智能在機(jī)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(shí)際應(yīng)用中，從自動(dòng)駕駛汽車、無(wú)人機(jī)、工業(yè)自動(dòng)化到醫(yī)療機(jī)器人和服務(wù)型機(jī)器人，機(jī)器人技術(shù)和人工智能的結(jié)合開辟了無(wú)比寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域，是真正的技術(shù)強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合。 |
