什么是云機器人
編輯云機器人是一個領域的機器人,試圖調用云技術,例如云計算、云存儲,以及其他互聯網技術為中心的融合基礎設施的機器人技術的好處和共享服務。當連接到云時,機器人可以從云中現代數據中心強大的計算,存儲和通信資源中受益,后者可以處理和共享來自各種機器人或代理(其他機器、智能對象、人類等)的信息。 人類還可以通過網絡將任務委托給機器人。云計算技術使機器人系統具有強大的功能,同時通過云技術降低了成本。因此,可以構建輕量、低成本更智能的機器人,使它們在云中具有智能的“大腦”。“大腦”由數據中心、知識庫、任務計劃者、深度學習、信息處理、環境模型、通信支持等組成。
組件
編輯機器人云可能至少具有六個重要組成部分:
- 提供圖像,地圖和對象數據的全球庫,通常具有幾何和機械特性、專家系統、知識庫(即語義網、數據中心);
- 基于樣本的統計建模和運動計劃、任務計劃、多機器人協作、系統調度和協調的按需大規模并行計算;
- 機器人共享成果、軌跡、動態控制策略和機器人學習支持;
- 人工共享用于編程,實驗和硬件構造的“開源”代碼,數據和設計;
- 按需人工指導和協助進行評估,學習和錯誤恢復;
- 通過各種方式(語義知識庫,Apple SIRI類服務等)增強了人機交互。
應用分類
編輯-
自主移動機器人
- Google的自動駕駛汽車是云機器人。這些汽車使用網絡訪問Google龐大的地圖數據庫以及衛星和環境模型(例如Streetview),并將其與GPS,攝像頭和3D傳感器的流數據結合起來,以監控自己在厘米內的位置以及過去和當前的交通狀況避免碰撞。每輛汽車都可以了解有關環境,道路,駕駛或狀況的信息,然后將信息發送到Google云,在此可用于改善其他汽車的性能。
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云醫療機器人
- 醫療云(也稱為醫療保健集群)由各種服務組成,例如疾病檔案、電子病歷、患者健康管理系統、實踐服務、分析服務、診所解決方案、專家系統等。機器人可以連接到云為患者提供臨床服務,并為醫生提供幫助(例如,聯合手術機器人)。此外,它還通過在醫生和護理人員之間共享有關臨床治療的信息來提供協作服務。
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輔助機器人
- 一個家用機器人可以用于醫療保健和生命監測老年人。該系統收集用戶的健康狀況,并與云專家系統或醫生交換信息,以便利老年人的生活,特別是對于那些患有慢性疾病的人。例如,機器人能夠提供支持以防止老人跌倒,并提供緊急健康支持,例如心臟病,血液病。緊急情況下,老人的護理人員還可以通過網絡從機器人獲得通知。
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工業機器人
- 正如德國政府的《工業4.0計劃》所強調的那樣,“工業正處于第四次工業xxx的門檻。在互聯網的推動下,現實世界和虛擬世界越來越近地形成了物聯網。未來的工業生產其特點是在高度靈活(大批量)生產的條件下產品的個性化很強,客戶和業務合作伙伴在業務和增值過程中的廣泛整合,以及生產和高質量服務之間的聯系導致了所謂的混合產品。” 在制造中,此類基于云的機器人系統可以學習處理諸如穿線或電纜穿線或從專業知識庫中對齊墊片等任務。一組機器人可以共享一些協作任務的信息。更重要的是,消費者可以使用在線訂購系統直接向制造機器人下達定制的產品訂單。另一個潛在的范例是購物送貨機器人系統。下訂單后,倉庫機器人將物品分派到自動駕駛汽車或自動無人機將其交付給接收者。
機器人研究
編輯機器人地球由歐盟第七框架計劃資助、用于研究、技術開發項目、專門用于探索云機器人技術領域。RoboEarth的目標是使機器人系統能夠從其他機器人的經驗中受益,從而為機器認知和行為的快速發展鋪平道路,并最終實現更微妙和復雜的人機交互。RoboEarth提供了Cloud Robotics基礎架構。RoboEarth的萬維網樣式數據庫以機器可讀的格式存儲人類和機器人產生的知識。RoboEarth知識庫中存儲的數據包括軟件組件,導航地圖(例如,對象位置、世界模型),任務知識(例如,動作配方、操作策略)和對象識別模型(例如,圖像、對象模型)。
Rapyuta是由ETHZ的機器人研究人員開發的基于RoboEarth Engine的開源云機器人框架。在該框架內,連接到Rapyuta的每個機器人都可以擁有一個安全的計算環境(矩形框),從而使他們能夠將繁重的計算轉移到云中。此外,計算環境彼此緊密互連,并與RoboEarth知識庫建立了高帶寬連接。
KnowRob是RoboEarth的擴展項目。它是一個知識處理系統,將知識表示和推理方法與獲取知識和在物理系統中扎根知識的技術相結合,可以用作集成來自不同來源的信息的通用語義框架。
機器人腦是一個大型計算系統,可從可公開獲得的Internet資源,計算機模擬和現實生活中的機器人試驗中學習。它將所有機器人技術積累到一個全面且相互聯系的知識庫中。應用程序包括機器人研究,家用機器人和自動駕駛汽車的原型制作。目標與項目名稱一樣直接,即創建一個集中的,始終在線的大腦,供機器人使用。該項目由斯坦福大學和康奈爾大學主導。該項目得到了美國國家科學基金會,海軍研究辦公室,陸軍研究辦公室、谷歌、微軟、高通、阿爾弗雷德·P·斯隆基金會和國家機器人計劃的支持,其目標是推動機器人技術的發展,以幫助制造美國在世界經濟中更具競爭力。
MyRobots是一項用于將機器人和智能設備連接到Internet的服務。它可以被視為機器人和智能對象的社交網絡(即,機器人的Facebook)。通過社交、協作和共享、機器人也可以通過共享傳感器信息,從而洞悉其當前狀態,從而從這些交互中受益。
COALAS?由法國INTERREG IVA –英國歐洲跨境合作計劃資助。該項目旨在通過社會和技術創新以及用戶的社會和心理誠信為殘疾人開發新技術。目的是通過使用人形機器人,智能輪椅等與云連接的家庭服務機器人,在云中創建帶有醫療保健集群的認知環境輔助生活系統。
ROS(機器人操作系統)提供了一個生態系統來支持云機器人。ROS是用于機器人軟件開發的靈活且分布式的框架。它是工具,庫和約定的集合,旨在簡化跨各種機器人平臺創建復雜且健壯的機器人行為的任務。ROS的庫是純Java實現,稱為rosjava,它允許為機器人開發Android應用程序。由于Android擁有蓬勃發展的市場和十億用戶,因此在Cloud Robotics領域將具有重要意義。
DAVinci Project是一個提出的軟件框架,旨在探索將某些機器人算法并行化為Hadoop中的?Map / Reduce任務的可能性。該項目旨在構建一個云計算環境,該環境能夠提供由商用硬件構建的計算集群,該軟件集群將一套機器人算法作為SaaS公開,并在整個機器人生態系統中合作共享數據。該倡議未公開。
C2RO(C2RO云機器人)是一個平臺,可處理實時應用程序,例如云中的避免碰撞和對象識別。以前,高延遲時間阻止了這些應用程序在云中進行處理,因此需要系統上的計算硬件(例如圖形處理單元或GPU)。C2RO在IEEE PIMRC17上發表了同行評審的論文,表明其平臺可以使機器人(甚至是那些具有有限的計算硬件(例如Raspberry Pi)的機器人)從云中獲得自主導航和其他AI服務。C2RO最終聲稱是2017年9月在RoboBusiness上展示基于云的?SLAM(同時定位和地圖繪制)的xxx個平臺。
Noos是一種云機器人技術服務,向與其連接的機器人提供集中化的智能。該服務于2017年12月啟用。通過使用Noos-API,開發人員可以訪問用于計算機視覺,深度學習和SLAM的服務。Noos由?Ortelio Ltd開發和維護。
Rocos是一個集中式云機器人平臺,可為開發人員提供工具和基礎架構,以大規模構建、測試、部署、操作和自動化機器人隊伍。該平臺成立于2017年10月,于2019年1月上線。
云機器人技術的局限性
編輯盡管機器人可以從云計算的各種優勢中受益,但是云并不是所有機器人技術的解決方案。
- 控制機器人的運動很大程度上依賴于(實時)傳感器和控制器的反饋,可能不會從云中獲得太多好處。
- 涉及實時執行的任務需要板上處理。
- 由于高延遲響應或網絡故障,基于云的應用程序可能變慢或不可用。如果機器人過多地依賴云,則網絡中的故障可能會使它“毫無腦子”。
挑戰
編輯云機器人技術的研究和開發存在以下潛在問題和挑戰:
- 可擴展的?并行化?-?網格計算,并行化方案隨自動化基礎架構的規模而擴展。
- 有效的負載平衡:平衡本地和云計算之間的操作。
- 知識庫和表示形式
- 云中自動化的集體學習
- 基礎架構/平臺或軟件即服務
- 物聯網的機器人
- 集成和協作式容錯控制
- 大數據:通過大型,可訪問的網絡收集和/或分發的數據可以幫助您做出分類問題或揭示模式。
- 無線通信,與云的連接
- 機器人云的系統架構
- 開源,開放訪問基礎架構
- 分擔工作量
- 標準和協議
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