XK星空官网 开发类人生活辅助机器人，根据生理需求提供适当的日常生活支持
25岁时，王硕宇教授来到日本，立志研究最先进的机器人。在我校任职后，他针对少子老龄化问题，开发了与人类合作的“人类友好型机器人”。他开发并帮助成功商业化骑马健身器材“JOBA”（松下）和全方位训练助行器“ARUKING”（Soai），以支持下肢残疾人士的自力更生。近年来，他专注于完善先前开发的技术，并设计机器人来支持卧床老人的日常生活。他正在建立一个世界上前所未有的高度先进的推理系统，该系统可以识别一个人的“生理需求”，然后通过推理最能满足这些需求的方法来采取相应的行动。
安全、简单以及将多种功能集成到一个单元中是福利机器人传播的关键
随着社会不断老龄化，护理需求的不断增长和护理人员的短缺已成为紧迫的问题。虽然用于减轻护理人员负担的支持机器人的开发正在蓬勃发展，但在普通家庭和设施中的实际部署却滞后。王教授：“除了安全性和操作简单性之外，将多种功能集成到一个单元中将是未来支持机器人更大范围传播的关键。”他进一步指出：“最近开发的支持机器人大多只有单一功能。具有清洁和移动等多种功能的机器人是身体机能受损、需要护理的人所需要的，但由于成本和空间的原因，在家中拥有多个机器人是不现实的。”
王教授领导的团队开发了一种生活支持机器人，将多种功能集成到一个单元中，用户坐在椅子上时可以执行多种类型的任务。这是通过最大限度地开发下肢残疾者或腿部无力的老年人的上半身运动功能来实现的。开发了一种使用运动传感器来检测用户上半身运动的系统。系统从而识别人的操作意图，并采取相应的行动。
教授。王的目标是“让用户通过使用这个机器人像以前一样生活，这样他们就可以避免卧床不起”。同时，他还成功研发了保障机器人领域的难题——安全控制技术。作为一项将解决福利机器人广泛使用的安全问题的成果，这项工作在国际会议上获奖并引起了全世界的关注。
打造世界上第一个能够提供与护理人员相同支持的生活支持机器人
作为以往成果的发展，我们开发了一种集成多功能机器人，为卧床不起的老年人提供一系列生活支持服务。除了能够实现全向运动的全向轮和具有七个自由度来复制人类运动的手臂之外，还集成了各种传感器来感知环境。因此，机器人可以通过人性化的动作为各种任务提供日常支持，同时通过避障自由地在家庭空间中导航。
与现有生活支持机器人最大的区别在于，即使没有具体指令，机器人也可以识别饥饿或口渴等抽象的生理需求，并提供适当的支持。日本主要制造商已经开发出了能够执行诸如取物体、打开和关闭窗帘等动作的尖端机器人，但必须提供明确的指令，例如“请给我泡杯茶”或“请将室温设置为25°C。”
“在面对大脑功能衰退的卧床老人时，表达饥饿或口渴等生理需求比给出具体指令要简单得多。如果机器人能够理解生理需求并采取适当的行动来满足这些需求，那就更实用。”
语音识别、设备操作等以往与机器人交互的方法对于卧床不起的老年人来说非常困难。因此，王教授提出了利用卡片上的彩色信息作为一种更简单、更顺畅的沟通技术的想法。如果仅使用单一颜色，误识别的可能性很大，因此开发了“彩色AR标记”系统。这改进了普通 2D 识别方法的 AR 标记，基于正方形和三色图案分两个阶段进行识别。卡片的正面有各种颜色图案，背面有文字和插图，表示运动、进食或排泄等生理需求。通过向机器人出示卡的正面来提出请求。与复杂的图像处理相比，颜色辨别还具有处理速度快的优点。在床到机器人距离 4 m 处进行的实验结果表明，识别概率约为 90% 或更高。
推理系统已被开发出来，以弥合生理需求和适当支持之间的差距。当识别出生理需求时，系统可以根据预先构建的知识库推理出适当的对象，并计划一系列行动来满足该需求。为了让机器人表现得像看护者一样，它必须了解不同的物体如何有助于满足生理需求，例如茶可以解渴。这些信息被整合到推理所需的知识库中。首先，确定满足每个基本生理需求的对象。然后用00到10的等级来表示每个物体的贡献，例如，解渴茶的值为08，牛奶的值为04，而充饥的面包的值为09，牛奶的值为03。此外，还可以通过包含家庭环境中的家具和电器的类型及其布局等信息来构建针对个人优化的知识库。王教授：“在护理领域，针对个人的优化极其重要——比多功能性更重要。”适合每个人的价值观也可以输入到知识库中。
具有推理系统的机器人，结合了针对特定个体优化的知识库，可以提供适当的支持，同时根据环境的变化不断更新其知识。实验表明，除了从桌子上递给人们一块饼干以应对饥饿等常规任务外，该系统还成功地解决了不可预见的情况。例如，当桌子上的常用位置没有饼干时，系统可以选择牛奶作为另一适用项目，从冰箱中取出牛奶，并将其递给用户。此外，如果饼干被放置在与平常不同的桌子上，并且机器人注意到这一点，则饼干的位置信息将被更新。王教授表示，世界上还没有其他人在研究通过推理人类生理需求来提供支持的机器人，许多海外研究人员提出了联合研究的请求。
教授。王的最大目标是开发能够提供与人类护理人员相同支持的机器人。 “我想制作出操作极其简单、适合实际情况的生活辅助机器人，并且具有高度智能，可以根据生理需求推理出特定物体。我希望机器人实用且价格低廉，并且在不久的将来就能上市。”
发布日期：2024 年 3 月