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中國科學院院士（shì）褚君浩：人形（xíng）機器（qì）人感知技術發展與探索

2024-4-8 來源：- 作者：-

4月2日，由中國機器人網、智能穀產業園主辦的「2024中國（guó）人形機器人生態大會」在上海順利舉行！數千人齊聚，聚焦人形機器人產業前沿話題，剖析產業風口（kǒu），共（gòng）同探尋（xún）產業融合與落地的（de）方向。

在上午的院士專（zhuān）家報告環節中，中國科學院院士（shì）褚君浩圍繞「人形（xíng）機器人感知技（jì）術發展與（yǔ）探索（suǒ）」這一主題，展開了（le）主（zhǔ）題報告。

以下是本次報告實錄，「中國機器人網」整理刪改：

人形機（jī）器人感知技術的發展與探索，主要包括三個方麵：一是智能（néng）時代與機器人；二是傳感器研究若幹進展（zhǎn）；三是人形機器人的感知功能。

關於智能（néng）時代與機器（qì）人，大模型、腦機接口現在（zài）發展（zhǎn）很快，生產（chǎn）方式生活方式會轉變，這段時間要有高度的敏感性和預（yù）見性。

第一次（cì）工業革命（mìng）機械化，第二次工業革命電氣化，第（dì）三次是信（xìn）息（xī）化（huà），第（dì）四次是智能化（huà）。人形（xíng）機器人要智能化，要融入實體世界當中，智能化智造技術，智能化診斷，腦際接口，AI融入物理世界，這些方麵我們人都可以做，將來這些工作將由機器人代替人做，這裏麵涉及到高學科、高領域的應用，多方向的延展。

智能化係統，比如說守門員看到球（qiú），動態感知相當於五官，他能夠大（dà）腦分析這個球（qiú）哪裏過來，並且（qiě）肢體采取措施把（bǎ）這個球搞掉，他是一個典型的機器人，他是一個智能的機（jī）器人，是人形的。得到信息分析（xī），然後再給你對（duì）話，這裏麵涉及到很（hěn）多內容，人工（gōng）智能、工業機器人，服務機器人，手術機器（qì）人，ChatGPT都是屬於這方麵的內容。

現在機器人廣泛應用在工業上麵，寶馬有5000個人工人在慕（mù）尼黑，其中1000個是機器人，尤（yóu）其是（shì）噴油（yóu）漆完（wán）全靠機器人完成。

第二個（gè）問題是講傳感器，有很多（duō）的傳感器（qì）將來都要安裝到人形機器人上麵去。人形機器人一定要有信息感知的支撐，還要有大腦分析、控製，各類傳感器是其中非常重要（yào）的一個內（nèi）容，包括紅外、紫外、X光等，傳感器（qì）以（yǐ）後就是各類大數據。

各類大數據是你後（hòu）麵進（jìn）一步（bù）做分析的基礎，數據、算力、算法，所有的裏麵都先（xiān）要有數據，這個數（shù）據是傳感器實時得到（dào）的數據。從光學的（de）角度，紅外的角度是要做慧眼，能夠全天候的拍（pāi）照，最後希望能夠像孫悟空二郎神一樣做到慧眼。

紅外線我們有微波爐，WIFI，光通信，紅外加熱等。紅外傳感器的功能，圖像、熱像，我們安檢的時（shí）候可以穿過人體，看你身上有沒有帶了東（dōng）西，如果帶了槍，帶了刀就可以看到。紅（hóng）外偵查，知道了以後打擊目標。紅外（wài）傳感器放到天上，白天看（kàn）風雲，夜裏看風雲，對這個（gè）風雲氣象就報的很準，這也是通過信號分析，最後再做出判斷，就是天氣預報的（de）判斷，現在是對大氣做（zuò）CT，它的溫度濕度（dù），現在天氣預（yù）報非常（cháng）準，可以知道某一個地區（qū）幾點它的氣（qì）侯怎麽樣。

熱成像可以看到溫度分布，對溫度可以測得非常明確。它有些公（gōng）式具體（tǐ）可以算出多少度，而且可以穿（chuān）過煙霧，所以它的功能很強。夜裏麵哪裏有排汙，哪裏有短路，哪裏有電子軟件失效都可以看出來。

光譜識別，數據庫做好，然後就可（kě）以分析了。比如說這（zhè）個水稻畝產多少斤（jīn），光（guāng）譜識別（bié）跟數據一比就可（kě）以知道這個地方畝產600斤。鈾礦，跟數據庫的光譜很接近，就知道這個（gè）地方有鈾礦，目前這個事情（qíng）在月亮上麵做，上麵放了探測器，分析月亮表（biǎo）麵什麽成分，在月亮的正麵有一個月球側，發現月亮表麵到底是什麽材質，這就（jiù）是慧眼。

現在火星在做這（zhè）個事（shì）情，收集火（huǒ）星（xīng）上（shàng）麵的光，來（lái）分析火星表麵什麽樣，我們在天上做，在月亮（liàng）上做，在火星上麵做（zuò），也可以對人體來做。如果光譜信息拿來，一分析是活性還（hái）是良性，就可以用於病理診斷。

人身體上有很（hěn）多的傳感器采集人的信息，我們的機器人上麵也可以放傳（chuán）感（gǎn）器。機器人行動的信息，比如說表情、影（yǐng）像、行為（wéi），通過這（zhè）個判（pàn）斷抑鬱症有多嚴重，這個小設備放到人形（xíng）機器人上，一看就知道是抑鬱症的程度。我們現在發展一種微小的壓力傳感的設備，比如說分子傳感器，能不能事先知道呢？要靠傳感（gǎn）器知道，有一種熒光效應，發熒光，用這個道理可以做成報警器。

嗅覺也很重要，人形機器人如果（guǒ）有嗅覺（jiào）也非常好，像人一（yī）樣，現在嗅覺也是研究的非常重要的一麵，有（yǒu）機半導體材料，熒（yíng）光、傳感，對嗅覺也是很好的研究，美國開過一個萬人傳感器的峰會，對這個方麵做過很多（duō）研究，在（zài）這個會上發表。

第三個問題是人形機器人（rén）的感（gǎn）知功能。機器人發展還是很快的，智能時代下的機器人要有4個（gè）模塊：環境感知模塊（kuài）、智能芯片模塊、運（yùn）動控製模塊、操作（zuò）係統模塊。人形（xíng）機器人中的核心傳感（gǎn）器，推他一下就會過來，這個傳感器有很多的固定，還要（yào）有觸覺（jiào）傳感（gǎn）器。

視覺傳感器的研究熱點就是仿生感光，市場規模非常大，每一個部件的研究非常重要。還有就是慣性傳感器，要加速傾斜的角度。人形機器人裏麵大量的傳感器（qì）設備，包（bāo）括大量的部件，都需要把每一個部件的水平都能夠研究得非常好，而（ér）且能夠做出來。

現在我們有很多的例子，機器人輔助手術係統（tǒng），假肢矯形，可感知的腦部起（qǐ）搏器，仿（fǎng）生手，還有乒乓球教練，清潔機器人（rén），數字導航機器人，數字化手術平台……

我（wǒ）們現（xiàn）在（zài）發展（zhǎn）的方向（xiàng）是要有一定的場（chǎng）景，基本的核心，基本的元器件（jiàn）要（yào）做好，要集成，還是需要瞄準我們每一個場景（jǐng），比如說掃（sǎo）地的機器人，如果+ChatGPT，可以跟他說話，老（lǎo）年社會，比家裏養一個狗好一（yī）些，功能好一（yī）些的買10萬多的（de），又能夠掃地，還能夠給你講話很好，這個難度也很大。

還有教育機器人，把這個（gè）教育資源怎（zěn）麽寫題目，怎麽創造，怎麽分（fèn）析，搞（gǎo）個人形機器人（rén）在那兒，家長買回來以後，小孩子（zǐ）培（péi）訓（xùn）班不用去了，可以幫你（nǐ）分析。還有消防員，消防員很辛苦，很危險，他們從事（shì）危險的工作，希望能夠被機（jī）器人替代（dài）。

我們覺得做一個人（rén）形機（jī）器人的三大支柱：一個是感官設備；第二是大腦分析；第（dì）三是四（sì）肢行動。各種各樣（yàng）的元（yuán）部件，把（bǎ）它融入到人形機器人（rén）裏麵去，又能夠看書，回家還能夠燒飯燒菜。

我們人形機器人希望做成部分（fèn）智能，能夠做某一件事（shì），或者能夠做兩件事，程序化（huà）的人形機（jī）器人從第一功能擴（kuò）展到多功能（néng），智能化人形機器人從（cóng）單一智能（néng）發展到（dào）多智能，發展場（chǎng）景牽引的動作與對（duì）話相結合的智能化人形機器人，家務機器人，乒乓球教練等等，針對某（mǒu）一個場景（jǐng）具有一種功（gōng）能，很多人就有（yǒu）市場的需求，所以機器人行業是未（wèi）來智能時代（dài）裏麵（miàn）非常主流的一個（gè）行業（yè），會有（yǒu）許多上億發展的可能性。

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