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如今的机器人已具有类似人一样的肢体及感官功能,有一定程度的智能,动作程序灵活,在工作时可以不依赖人的操纵。而这一切都少不了传感器的功劳,传感器是机器人感知外界的重要帮手,它们犹如人类的感知器官,机器人的视觉、力觉、触觉、嗅觉、味觉等对外部环境的感知能力都是由传感器提供的,同时,传感器还可用来检测机器人自身的工作状态,以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态。并能够按照一定的规律转换成可用输出信号的一种器件,为了让机器人实现尽可能高的灵敏度,在它的身体构造里会装上各式各样的传感器,那么机器人究竟要具备多少种传感器才能尽可能的做到如人类一样灵敏呢?以下是从机器人家上看到的，希望对你有用根据检测对象的不同可将机器人用传感器分为内部传感器和外部传感器。内部传感器主要用来检测机器人各内部系统的状况,如各关节的位置、速度、加速度温度、电机速度、电机载荷、电池电压等,并将所测得的信息作为反馈信息送至控制器,形成闭环控制。而外部传感器是用来获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息,是机器人与周围交互工作的信息通道,用来执行视觉、接近觉、触觉、力觉等传感器,比如距离测量、声音、光线等。具体介绍如下:1、视觉传感器机器视觉是使机器人具有感知功能的系统,其通过视觉传感器获取图像进行分析,让机器人能够代替人眼辨识物体,测量和判断,实现定位等功能。业界人士指出,目前在中国使用简便的智能视觉传感器占了机器视觉系统市场60%左右的市场份额。视觉传感器的优点是探测范围广、获取信息丰富,实际应用中常使用多个视觉传感器或者与其它传感器配合使用,通过一定的算法可以得到物体的形状、距离、速度等诸多信息。以深度摄像头为基础的计算视觉领域已经成为整个高科技行业最热门的投资和创业热点之一。有意思的是,这一领域的许多尖端成果都是由初创公司先推出,再被巨头收购发扬光大,例如Intel收购RealSense实感摄像头、苹果收购Kinect的技术供应商PrimeSense, Oculus又收购了一家主攻高精确度手势识别技术的以色列技术公司PebblesInterfaces。在国内计算视觉方面的创业团队虽然还没有大规模进入投资者的主流视野,但当中的佼佼者已经开始取得了令人瞩目的成绩。深度摄像头早在上世纪 80 年代就由 IBM 提出相关概念,这家持有过去、现在和未来几乎所有硬盘底层数据的超级公司,可谓是时代领跑者。2005年创建于以色列的 PrimeSense 公司可谓该技术民用化的先驱。当时,在消费市场推广深度摄像头还处在概念阶段,此前深度摄像头仅使用在工业领域,为机械臂、工业机器人等提供图形视觉服务。由它提供技术方案的微软Kinect成为深度摄像头在消费领域的开山之作,并带动整个业界对该技术的民用开发。2、声觉传感器声音传感器的作用相当于一个话筒(麦克风)。它用来接收声波,显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。声觉传感器主要用于感受和解释在气体(非接触感受)、液体或固体(接触感受)中的声波。声波传感器复杂程度可以从简单的声波存在检测到复杂的声波频率分析,直到对连续自然语言中单独语音和词汇的辨别。据悉,从20世纪50年代开始,BELL实验室开发了世界上第一个语音识别Audry系统,可以识别10个英文数字。到20世纪70年代声音识别技术得到快速发展,动态时间规整(DTW)算法、矢量量化(VQ)以及隐马尔科夫模型(HMM)理论等相继被提出,实现了基于DTW技术的特定 人孤立语音识别系统。近年来,声音识别技术已经从实验室走向实用,国内外很多公司都利用声音识别技术开发出相应产品。比较知名的企业有思必驰、科大讯飞以及腾讯、百度等巨头,共闯语音技术领域。3、距离传感器用于智能移动机器人的距离传感器有激光测距仪(兼可测角)、声纳传感器等,近年来发展起来的激光雷达传感器是目前比较主流的一种,可用于机器人导航和回避障碍物,比如SLAMTEC-思岚科技研发的RPLIDARA2激光雷达可进行360度全方面扫描测距,来获取周围环境的轮廓图,采样频率高达每秒4000次,成为目前业内低成本激光雷达最高的测量频率。配合SLAMTEC-思岚科技的SLAMWARE自主定位导航方案可帮助机器人实现自主构建地图、实时路劲规划与自动避开障碍物。4、触觉传感器触觉传感器主要是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。触觉是人与外界环境直接接触时的重要感觉功能,研制满足要求的触觉传感器是机器人发展中的技术关键之一。随着微电子技术的发展和各种有机材料的出现,已经提出了多种多样的触觉传感器的研制方案,但目前大都属于实验室阶段,达到产品化的不多。5、接近觉传感器接近觉传感器介于触觉传感器和视觉传感器之间,可以测量距离和方位,而且可以融合视觉和触觉传感器的信息。接近觉传感器可以辅助视觉系统的功能,来判断对象物体的方位、外形,同时识别其表面形状。因此,为准确抓取部件,对机器人接近觉传感器的精度要求是非常高的。这种传感器主要有以下几点作用:发现前方障碍物,限制机器人的运动范围,以避免不障碍物収生碰撞。在接触对象物前得到必要信息,比如与物体的相对距离,相对倾角,以便为后续动作做准备。获取物体表面各点间的距离,从而得到有关对象物表面形状的信息。6、滑觉传感器滑觉传感器主要是用于检测机器人与抓握对象间滑移程度的传感器。为了在抓握物体时确定一个适当的握力值,需要实时检测接触表面的相对滑动,然后判断握力,在不损伤物体的情况下逐渐增加力量,滑觉检测功能是实现机器人柔性抓握的必备条件。通过滑觉传感器可实现识别功能,对被抓物体进行表面粗糙度和硬度的判断。滑觉传感器按被测物体滑动方向可分为三类:无方向性、单方向性和全方向性传感器。其中无方向性传感器只能检测是否产生滑动,无法判别方向;单方向性传感器只能检测单一方向的滑移;全方向性传感器可检测个方向的滑动情况。这种传感器一般制成球形以满足需要。7、力觉传感器力觉传感器是用来检测机器人自身力与外部环境力之间相互作用力的传感器。力觉传感器经常装于机器人关节处,通过检测弹性体变形来间接测量所受力。装于机器人关节处的力觉传感器常以固定的三坐标形式出现,有利于满足控制系统的要求。目前出现的六维力觉传感器可实现全力信息的测量,因其主要安装于腕关节处被称为腕力觉传感器。腕力觉传感器大部分采用应变电测原理,按其弹性体结构形式可分为两种,筒式和十字形腕力觉传感器。其中筒式具有结构简单、弹性梁利用率高、灵敏度高的特点;而十字形的传感器结构简单、坐标建立容易,但加工精度高。8、速度和加速度传感器速度传感器有测量平移和旋转运动速度两种,但大多数情况下,只限于测量旋转速度。利用位移的导数,特别是光电方法让光照射旋转圆盘,检测出旋转频率和脉冲数目,以求出旋转角度,及利用圆盘制成有缝隙,通过二个光电二极管辨别出角速度,即转速,这就是光电脉冲式转速传感器。加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同,常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。机器人要想做到如人类般的灵敏,视觉传感器、声觉传感器、距离传感器、触觉传感器、接近觉传感器、力觉传感器、滑觉传感器、速度和加速度传感器这8种传感器对机器人极为重要,尤其是机器人的5大感官传感器是必不可少的,从拟人功能出发,视觉、力觉、触觉最为重要,目前已进入实用阶段,但它的感官,如听觉、嗅觉、味觉、滑觉等对应的传感器还等待一一攻克。接触式位移传感器品牌选择深浦，深圳深浦电气有限公司是一家专注于工厂自动化传感器产品研发与生产的技术驱动型企业，一直努力为客户提供优质高性价比的自动化传感器产品！自建高质量的研发团队以满足日益发展的客户需求和能够为客户提供更符合实际的解决方案...
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2020-01-20 17:21
来源:
钛媒体APP
贝拉送餐机器人
在CES 2020上，普渡科技展示了上个月刚刚发布的两款全新的餐饮机器人：送餐机器人“贝拉BellaBot”与回盘机器人“好啦HolaBot”。此前，钛媒体就已经采访过普渡科技（普渡科技“欢乐送”：送餐机器人走进餐厅，高效又实用）。当时，他们的主打产品还是“欢乐送”机器人，而新亮相的两款机器人，进一步完善了普渡科技在餐饮方面的布局。
其中送餐机器人贝拉更是一举拿下了新华社颁发的“2020 CES科创奖”，成立四年的普渡科技又打造出了怎样的送餐机器人？他们未来又有怎样的愿景？
“贝拉”：性能小有提升，但更多提升在交互之上
作为单纯的送餐机器人而言，“欢乐送”是合格的：通过利用激光雷达、视觉、UWB、编码器、IMU 的多传感器融合方案，整体的定位、导航、避障精度可达厘米级；商家可以让它自行决定送餐路线或者手动规划送餐路线。
“欢乐送”送餐机器人
功能性上“欢乐送”没有问题，并且“机器人送餐”还可能有一种科技感，吸引到一些对此感兴趣的食客。不过，科技感之下还是少了人与人之间互动的温度。
以“新奇萌”为特点的送餐机器人“贝拉BellaBot”按照普渡科技创始人兼CEO张涛的话来说，贝拉是在“温度”驱动下诞生的送餐机器人。“温度有三层含义：第一，机器人的交互性趣味性带给人的那种回味无穷的快乐；第二，机器人的科技感未来感带给人的那种热血澎湃的热烈；第三，机器人让人类生活更美好的人文关怀带给人的那种触动心底的大爱。”张涛解释道。
贝拉送餐机器人
相较于上一代产品，贝拉的升级更多体现在交互和外观设计上面：以“猫”为原型设计，它搭载了“触觉反馈系统”，赋予了机器人以人格化特征。当顾客抚摸其头部、耳朵等不同部位，它会做出不同的反应。
例如，当顾客初次抚摸“贝拉”耳朵时，它会对顾客表达开心，在显示屏上露出可爱的表情，并让顾客再继续与其互动；但当顾客反复触摸直至打扰到“贝拉”工作时，它可能会露出生气的表情，提醒顾客不能影响它的送餐任务。
“当然，贝拉送餐机器人的通过性也有所提升——因为它采用的是圆柱形设计，所以它能实现原地转向；同时它的减震性也有所提升，我们给它配备了车规级的悬挂，那它的适用范围就不仅仅是运送冷菜，或者火锅配菜等，它还能被用来运送中餐正餐，”张涛表示，“贝拉还有换电技术，它的续航可以通过换电实现24小时全天工作。相较于欢乐送，它的定位更高端一些。同时，由于‘贝拉’更具有亲和力的特点，它也可以用来做餐厅门口的迎宾工作。”
“好啦”：不仅要“送”，还要“回”
当送餐机器人的场景逐渐成熟后，普渡科技开始思考一个更广阔的餐饮机器人市场——回盘机器人市场。
回盘机器人与送餐机器人操作逻辑有所不同。多台送餐机器人通常停留在同一个出餐口，任务的发出点与机器人接受任务点是相同的，因此可以完全由员工决定使用哪一台机器人；而为了快速响应前厅任务，回盘机器人通常位于前堂停靠点，但任务发出点是在餐厅的任意餐桌或收餐柜，且同时发起任务数量相比送餐任务更多，需要由中控平台通过最优任务分配策略，将多个同时发起的任务分配给多台机器人，让机器人前往不同地点。
普渡科技-好啦回盘机器人
普渡科技为此打造了一款名为“好啦”的回盘机器人，它拥有两个特性：第一，大容量和高负重。120L的超大封闭式舱体设计，3层大容量托盘每层承重达20Kg，操作人员一次可回收6桌餐具，并且保证回盘过程不会将食物倾洒至舱体外部，同时舱体可拆卸可清洗，让机器人能随时保持整洁；
好啦回盘机器人-呼叫器等
第二，配套呼叫系统。通过呼叫器、App或者智能感应秤，操作人员可以随时呼叫机器人前往地点，这个调度是由中控系统完成的。操作人员完成整理之后，可能手上会沾上油渍等，因此“好啦”机器人被设计成可以采用非接触式操作的方式进行交互。操作人员可以通过向机顶感应区挥手，发出指令提醒机器人完成回盘。
“好啦”机器人是普渡科技拓展餐饮机器人业务的开端，也展示了他们的研发能力。之后在普渡科技积累了更多的场景数据之后，他们还可能将技术应用在其他的餐厅场景。
据悉，“贝拉”和“好啦”机器人从立项到正式发布仅用了9个月的时间。对于这种复杂的机器人而言，这样的速度可以说是非常快了。
“我们做的产品可能与扫地机器人有点类似，也和自动驾驶有点类似，但我们又不完全一样，”张涛表示，“前两者的供应链非常成熟，所以他们这方面根本不用担心。大型机器人当时根本没有成熟的供应链体系，这三年时间我们把硬件这个坑趟过来了。”
除了普渡科技之外，业内也有诸如阿里巴巴、美团也在这一细分领域下注。相较于这些互联网巨头，普渡科技的优势在于他们只专注于技术，而不是用户和场景，所以餐饮企业与他们合作不会有“选择阵营”的困扰。
降低管理难度，替代重复劳动
截止到2019年底，普渡科技研发的送餐机器人已经出货5000余台，并且出口至20多个国家的200余座城市，涵盖2000多家不同种类餐厅。据悉，这些机器人全年累计完成650万余次任务，配送托盘数超过1500万盘，相当于3000人1年工作量。
普渡科技CEO兼创始人 张涛
“我们的机器人要取代的是重复劳动的问题，降低管理的难度，并不会破坏对方的组织体系，”张涛表示，“很多餐饮企业都是‘正规军’模式，人才素质，培养和学习能力都有保证。送餐机器人的管理难度是要比人低的，并且我们的机器人会不停的升级。”
对于人力成本居高不下的海外市场而言，理论上而言送餐机器人会更受欢迎。以欧盟国家为例，大部分的服务员工资在2000-3000欧元（折合成人民币约1.5万元到2.28万元）之间，即便是在隔壁的韩国一个传菜员的收入也约为1.5万人民币。在这些高人力成本的国家里，送餐机器人的成本回收更快。
此前普渡科技的大部分业务还是聚焦在国内，从今年开始他们要开始逐渐在海外市场发力。尽管如此，普渡科技对于海外竞争对手倒是不怎么担心，原因在于目前这一领域的重要竞争对手基本都是国内企业，海外企业的发展节奏基本不如国内企业快。
普渡科技-千城计划
今年一月份，普渡科技也正式启动了“千城计划”：这项计划将会为全球上千个城市中符合机器人配送条件的餐厅提供低成本或免费试用服务。此项计划的意图也很明显，普渡科技想要借此快速铺开自己的餐饮机器人，一方面是占领市场，让机器人大规模普及；另一方面这也将会为他们提供更多的用户数据，帮助改进机器人的算法，提升用户体验。
张涛表示，未来很长一段时间内，普渡科技还是将会继续专注于餐饮机器人，拓展其适用范围和边界。之后，再一步步地朝向“最有价值的餐饮机器人公司”向“最有价值的机器人公司”，甚至是“最有价值的科技公司”前进。（本文首发钛媒体，作者/唐植潇）
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