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软件在2014年日本机器人周上的重要作用

是由小林美
2014年的10月28日
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“日本机器人周是你进入恐怖谷的门票。.．.承认是￥1000人，但如果事先登记，可以免费入场。”日本时报》2014年10月2日,

这一切都始于我天真地阅读了一份日报;一对机器人的照片吸引了我的注意，它们摆着时髦但做作的青少年姿势。几天后，我跳上了去的火车东京国际展览中心满怀希望地期待着会议Nao一个58厘米高的人形机器人毕宿五机器人．十月中旬举行的为期三天的机器人周博览会，首日(大雨)吸引了4597名参观者，其后(晴天、温暖)分别吸引了5892名和6137名参观者，共接待了16,626名参观者。本届世博会的特色展位包括展示、讲座和小组讨论。我花了一天时间观看演示，并在鼓励游客参与的展台上与机器人积极互动。

在世博会内部，气氛是典型的日本工程。就在入口处有一个摊位，上面有许多彩虹色的Nao复制品，随时准备迎接游客。一位友好的教练指导蓝色的Nao通过语音识别做出不同的运动姿势:“足球，“棒球”、“排球”……这个区域挤满了用相机和手机拍照的球迷。我小心翼翼地穿过人群，向主展区走去。

现代工业机器人

正如预期的那样，地板上的大部分空间都被用于工业机器人执行相对平凡、卑微的任务。然而，与它们的前辈不同，它们更像生物而不是无生命的物体。一些机器人拥有类似人类的手来执行复杂的操作——所有操作都由基于实时感官反馈算法的软件控制。手指的细微动作，比如抓取物体时施加的压力，都是预先设定好的动作。相反，它们是由机械手握住时的“感觉”决定的。这些复杂的现代机器人需要较高的初始资本投入，然而，从长期来看，它们是具有成本效益的。对它们重新编程以执行不同的任务，可以避免在产品设计更改后进行重大的重新加工的需要。此外，这些由软件控制的机器人为基于客户反馈对产品进行微小但及时且关键的修改提供了可能，而这些修改在过去过于昂贵而无法考虑。

为了鼓励人们积极讨论智能灵活机器人在未来社会中的作用，田工业带来了Nextage咖啡师机器人。这种不太像人类的机器人可以温和地完成过去需要人类才能完成的复杂任务。我找到了软件团队的总工程师星野幸子(Yukiko Hoshino)，他让机器人的熟练表现变得栩栩如生;她向我保证川田没有制造Nextage克隆人来取代人类工人的计划。她认为，未来现实的情况是，在高峰期(如cafés中的早餐和午餐时间)，机器人在工作场所的使用将是有限的，届时人类工人将被客户需求的急剧增长所淹没。咖啡师的第二个目的亮相是为了在媒体上引起轰动;它做到了。粉丝和媒体们在这个临时网站café上争相观看机器人通过平板电脑上的菜单接受顾客点的单，然后用一台电脑准备一杯热饮雀巢机,胶囊。目前的原型机虽然非常安静，也很有礼貌，但移动速度非常慢，以至于需要咖啡因的顾客很可能在饮料到达之前就睡着了。一个Nextage上班的视频可以在网上找到。

机器人和老年人

第二个主要主题是对老年人的照顾，包括:促进或加速康复的设备;促进日常琐事的工具，以及支持情感健康的技术。许多公司和大学开发了各种可穿戴机器人套装(又称外骨骼)，以帮助工人从事繁重的体力劳动，如工厂、快递服务和养老院。参观者被鼓励试穿肌肉服，外骨骼来自Innophys在拎起一大袋土豆时，体验一下它的帮助。我排着队想试一试的时候抱着很高的希望，因为我真的是一个典型的99磅重的弱者。然而，我穿上权力套装、长出人造肌肉、熟练地举起马铃薯袋的幻想却没有实现;展台上的专家告诉我，外骨骼的设计是为了支持现有的能力，所以我的最大举重重量将保持不变。此外，这套衣服是为更强壮的人设计的，所以不太适合我。

许多公司和大学都有腿部外骨骼的演示，以帮助那些绊倒、摔倒或腿骨骨折的老年人康复;许多人死于生活方式的破坏，而不是受伤本身。简单快速的康复被认为是确保恢复并保持高质量生活的关键。这方面最具戏剧性的例子是东京科学大学(Tokyo University of Science)的系统，它能把“临终”卧床不起的病人从床上拉起来，扶他们站起来，帮助他们站立和行走。人体理疗师必须帮助患者扣好安全带，站直，并在疗程结束后走出。一个短期目标是帮助病人站起来并移动到床边的便携式可冲洗厕所。这将使他们能够与亲戚住在家里，并使他们摆脱便盆、褥疮等问题。

一个更为低调但同样重要的演示是一款针对显微外科医生的可穿戴设备。参观者可以尝试一种支撑骨架，用于帮助双手保持稳定，并在需要进行的紧急手术中减少疲劳。紧急手术通常会持续几个小时，有时甚至超过半天。

法政大学的Chiharu Ishii说他和他的学生(Gakuto Komada, Takeshi Kikuchi等人)开发了一种利用面部和颈部肌肉控制和驱动轮椅的系统，使颈部以下瘫痪的人能够自主活动。正如一名学生所演示的那样，用于与控制器通信的传感器使用现成的双面胶带被放置在脸颊和颈部。他们的工作灵感来自对中风患者的研究，研究发现大多数人不想依赖他人;他们为给家人带来负担而感到无助和内疚，这种感觉有时会导致严重的精神压力和抑郁。

另一个由大学研究人员举办的展台展示了开发人造肌肉以替代已经萎缩的四肢的探索性工作。他们研制出了人造纤维，每一种都模仿人类肌肉细胞。目前的合成纤维比生物纤维要厚得多，因此具有相同细胞数量的人造肌肉太大了，无法实现实际用途，但这已经达到了一个重要的第一个里程碑。

灾后恢复中的机器人援助

世博会的第三个主题是灾后重建。在东北大地震的三重灾难之后，日本政府对这一领域的研究投入大幅增加。当日本人需要依靠外国机器人来勘察福岛核电站附近和内部区域时，他们失望地发现自己在机器人研究方面失去了领导地位。从那时起，公众对增加机器人研究资金的支持依然强烈。

许多大学团队的目标是设计价格低廉、易于组装的机器人，由现成的材料制成，具有友好的用户界面，只需要对非科学家进行最低程度的培训。有趣的是，许多团队都是根据能够在恶劣地形上灵活移动的小生物来设计机器人的。例如,冈山大学的Tetsushi Kamegawa团队建造了一个小的，蛇一样的生物，可以爬行通过水平和垂直的管道，并通过小裂缝。当一个微型摄像机安装在蛇身上时，它能使灾难恢复团队在没有人进入现场的情况下查看现场。这条蛇是用一款电子游戏手柄控制的，欢迎参观摊位的人尝试一下。

另一所大学开发了一种六条腿的机器人，模仿蜘蛛爬行，并带着摄像机在灾难现场周围走动。从理论上讲，只需要四条腿就可以稳定地移动，但多余的四肢可以在崎岖不平的地形上增加稳定性，减少机械故障的可能性。

日本公司也进入了这个领域，但以一种更宏大的方式。三菱电机Tokki系统公司演示Frigo-M这是一个重达23公斤的小型水箱状装置，目前正在福岛核电站附近走动(上下楼梯)，收集数据。

娱乐和陪伴机器人

第四个主题是独居老人的娱乐和陪伴。许多只能被描述为日本概念的体现。卡哇伊”(可爱)。有些被宣传为多功能机器人，比如Kobochan一种会说话的填充玩具，当病人半夜醒来时提醒护理人员;Palro它是一个人形机器人，可以大声读晨报，唱歌，并带领用户穿过臭名昭著的街道radio-taiso（)由日本放送协会(NHK)电台每天早上6点播放的健美操BIOLOID茎该公司声称可以教授如何使用DIY工具组装机器人，并为机器人编程。毫无疑问，媒体的宠儿们就是这样罗比。还有他的宠物狗;这对情侣被宣传为廉价的假日娱乐/玩具。

最后一个必须提到的是关于机器人在2020年东京奥运会中的作用的猜测。回想一下日本的介绍Mirata在申奥期间的新闻发布会上，会说话的机器人向公众致意。人们认为，迷人、复杂、高端的类人机器人将与低成本机器人一起工作，执行相对普通的任务，以展示日本的技术实力，同时将赛事的整体预算控制在可控范围内。

结论

我的专业不是工程学或计算机科学。我动身去大视野，不知道长途跋涉去参加机器人博览会是否值得;尽管如此，我还是玩得很开心。我了解到现代机器人不全是硬件。让高端机器人活起来需要高技能软件工程师的聪明才智，与硬件工程师密切合作。硬件工程师和软件工程师的持续合作无疑将使未来的机器人在不太遥远的未来以与人类相同的速度和灵活性“自然”移动……谁知道还有什么呢?

临走时，我回头向直禅挥手告别:再会目前(见上图)。期待在未来的机器人博览会上见到你们的弟弟妹妹和孩子们。”

小林美拥有纯数学和应用数学博士学位;主要研究方向为计算化学、数值分析、信号处理和数据挖掘。

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