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    智能机器人演绎“冰雪(xuě)聪明” 助力北京冬奥会

    2022/01/19文汇报523

    随着2022北京冬(dōng)奥会日(rì)益临(lín)近,与冬奥相关(guān)的诸(zhū)多高科技(jì)产品日益成为“网红”。


    智能机器人


    灵活避(bì)让障碍、身姿矫健通过旗门、人机交互并肩滑(huá)行……近日,一个六足滑雪机器人亮相沈阳滑(huá)雪场,灵活的身形(xíng)和优美的姿势吸引了众多目(mù)光。记者了解到,这款滑雪机器人由上海交通大学自主研发,还获得了科技部国(guó)家重点研发(fā)计划“科技冬奥”重点专项支持。

    无独有偶,在滑雪赛场之(zhī)外,后勤服务也因加载(zǎi)“硬(yìng)核科技(jì)”而吸(xī)睛。这两天,北京(jīng)冬奥会、冬残奥会主媒体中心的智(zhì)慧餐厅走进公众视线。在(zài)这家餐厅(tīng),从厨师(shī)到(dào)服务生(shēng)均为(wéi)机器人,消(xiāo)费(fèi)者只需扫码点(diǎn)单(dān),色香味俱佳的佳(jiā)肴就会通过空中(zhōng)云轨自动送达对应餐桌上空,呈现在(zài)用户眼(yǎn)前。会“掂勺”的机器人(rén)大(dà)厨更是凭借厨艺征服了中外记(jì)者的(de)味蕾(lěi)。而这个智(zhì)慧餐(cān)厅的(de)主要设(shè)计人之一,同样(yàng)来自(zì)上海(hǎi)交大。

    在接受(shòu)记者采访时(shí),上(shàng)海(hǎi)交大的研究人(rén)员不约而同地指出:未来,智能(néng)机器人(rén)技术应用前景广阔(kuò),更多“人机共融”模式(shì)的开启将为科技与娱(yú)乐的全新融合提(tí)供无(wú)限可能。


    “六条腿”滑雪(xuě)机(jī)器人

    能(néng)在真实环境中穿行


    和(hé)机(jī)器(qì)人一起滑(huá)雪(xuě),相信大多数人都没(méi)体验过(guò)。由上海交通大(dà)学高峰(fēng)教授领(lǐng)衔(xián)、上海交(jiāo)通大学机(jī)械与动力工程学院和电(diàn)子信息与电气工(gōng)程学院组成的足式机(jī)器人研(yán)究团队(duì)研制的(de)一款六足滑(huá)雪机器人,不仅能高速滑雪(xuě),还(hái)能躲避人群、自己(jǐ)规划最优(yōu)路线(xiàn)。


    日前,在沈阳(yáng)滑雪(xuě)场,这款滑雪(xuě)机器人在初(chū)级与中级雪道(dào)中(zhōng)的(de)测试(shì)中证明了(le)自己(jǐ)具(jù)备敏捷的转弯、制动能力和强(qiáng)大的自主(zhǔ)感知、规划能力。它能在雪场(chǎng)高速滑行,遇(yù)到障碍物还能急(jí)转弯,继(jì)续保持自己矫健的滑雪(xuě)身姿,还能在滑(huá)行的过(guò)程中完成高山(shān)滑(huá)雪运动中的“过(guò)旗门”任务。

    这款长有“六条腿”的(de)滑雪机器人采用双板滑雪。中间的四(sì)条腿分(fèn)成两组(zǔ),每两条腿固(gù)定在(zài)一(yī)个滑雪板(bǎn)上,用(yòng)于控制滑雪板的位(wèi)置和姿(zī)态;两侧的两条腿(tuǐ)分别(bié)加装了滑雪(xuě)杖,用(yòng)以模仿(fǎng)人,实现点(diǎn)杖的功能。每(měi)个滑雪板(bǎn)具有五个自由度,通过控制滑雪板的位姿可以实现滑雪的速度(dù)控制、转弯和制动(dòng)等功能。

    “要知(zhī)道(dào),滑雪对人(rén)的稳定性和灵活性要求(qiú)极高,设计机器人并研发(fā)控制系统参与滑雪活动,挑战(zhàn)不小。”高峰介绍,研究团队经过(guò)多次科研攻关,在机器人性能操控、感知规划(huá)等关(guān)键算法设计上取得了创新突破。

    研究团队(duì)首先为(wéi)机器(qì)人建立了“大脑”——智(zhì)能系(xì)统(tǒng),通过(guò)设计智能和行为智能的有机融合,使得机器人能够分(fèn)析人(rén)的(de)滑雪(xuě)行为数据,模仿人的滑雪动作,适应户外雪面的环境特性,实现(xiàn)了自(zì)主(zhǔ)快速稳定地滑(huá)行。


    在设(shè)计过程中,研究团队分别以人工(gōng)遥控和(hé)自主规划的方式在滑雪机(jī)上对机器人身高、身体俯仰角、重心前后位置、重心左右位置、左右雪板夹(jiá)角、左右腿(tuǐ)高低、左右雪板前后位置进(jìn)行控制,完成速(sù)度控制(zhì)和转向控制的测试。其中,人工遥控(kòng)稳定(dìng)转向滑行最(zuì)高速可达3.2米/秒;自主规划(huá)匀速(sù)直线(xiàn)滑行最(zuì)高速可(kě)达5.17 米/秒,稳定转向滑行(háng)最高速(sù)可达2.45 米(mǐ)/秒(miǎo)。正是(shì)这(zhè)些关键技术的(de)集合,使(shǐ)这款滑雪机器人通过无(wú)线远(yuǎn)程人机交互控制,能在真实环(huán)境中实现在滑(huá)雪人群中穿行,在初(chū)级雪道(dào)和中级雪道完成高速滑雪和避障安全控制。它也能够(gòu)在户外初(chū)级和中级雪道自(zì)动(dòng)完(wán)成启动、滑行、转弯、制动(dòng),无需人为干预。

    高峰介绍,冬奥会结束后,这(zhè)款(kuǎn)机器(qì)人还可以(yǐ)结合当(dāng)下5G、无线网络等先进技(jì)术,通过远(yuǎn)程控制(zhì),实现滑雪机器(qì)人(rén)同场(chǎng)竞(jìng)技,创造(zào)电-机-竞的全新娱乐模式,为滑雪爱好者和青少年创(chuàng)造科技(jì)感十足的娱(yú)乐新风尚。


    机器人化身(shēn)“大厨(chú)”

    会做近300道中式菜肴


    智能机器人(rén)不仅上(shàng)得了“厅堂”,还入(rù)得了(le)厨房。胡辣鸡块、干炒牛河、蒜蓉西兰花……冬奥(ào)会(huì)智能餐(cān)厅出品的机器人烹饪的各(gè)式菜肴,让人赞不(bú)绝口。不仅如此,餐厅内的机器人设备均支持24小时运作,非常高效智能。

    “这个餐厅(tīng)是按照标准化(huà)、模块(kuài)化(huà)原则设计的,已经运行了一段时(shí)间。”智慧(huì)餐(cān)厅的(de)主要(yào)设计人(rén)之一,上(shàng)海(hǎi)交(jiāo)通大学机械与动(dòng)力工程学院机(jī)器人研究所副(fù)研究(jiū)员闫维新告诉(sù)记者,早(zǎo)在2005年他就开始(shǐ)关注(zhù)烹(pēng)饪机器(qì)人的研究与开发,还(hái)专门前往扬州学习厨艺。目前他已(yǐ)研发(fā)出60款以上餐饮(yǐn)服务类机(jī)器人(rén)。经过(guò)16年的迭代更新,如(rú)今,亮相冬奥(ào)会(huì)智能(néng)餐厅的(de)机器人已掌(zhǎng)握近300种(zhǒng)中式菜肴(yáo),还会制作汉堡(bǎo)、炸鸡和薯条等西式快餐,口味完全不输专业厨师(shī)水准。

    下过(guò)厨(chú)的人都知道,中(zhōng)式菜肴(yáo)包含煎、炒、烹、炸、煮多(duō)项烹饪(rèn)工艺(yì)。一道佳肴不仅讲究火候,对配料和调(diào)料的投放(fàng)也很有讲(jiǎng)究。对机器人而言,看似简单的过程,科技含(hán)量满(mǎn)满(mǎn)。比如,在机器人(rén)提供用餐服务的过程中,必须(xū)有专业可靠的计算机(jī)硬件担当其控制系统(tǒng)的(de)基础支撑,才能确保机(jī)器(qì)人自学习(xí)、自决策(cè)等功能的实(shí)现,确(què)保(bǎo)机械模块(kuài)有条(tiáo)不紊、精(jīng)准无误地完成开盖、加(jiā)油、填料等每(měi)一道工序。

    那么,机器人大厨是怎么保证(zhèng)口味(wèi)和水准的(de)呢?“这有点(diǎn)类似(sì)武(wǔ)侠小说中见招拆招的过(guò)程。”闫维新告诉记者,团队将烹饪全过程进行数字(zì)化和(hé)动作化凝练,总结(jié)为工(gōng)具模块、锅(guō)具(jù)模块、火控模块(kuài)和投料模块(kuài)4种标准模块,将其结合在一(yī)起,再配合控制(zhì)系统(tǒng)进行复现,完成(chéng)中餐的标准动作。比如(rú)大(dà)翻、小翻(fān)、圆周晃、直(zhí)线晃(huǎng)等机(jī)械动(dòng)作,对应的就(jiù)是人类厨师的晃(huǎng)、颠、划、翻、推、拉、扬、淋等各种锅(guō)具(jù)运动(dòng)。

    “餐饮行业(yè)‘无接触’式用餐服务(wù)已成趋势,餐饮(yǐn)服务机器人(rén)市场前景光明。”闫维新介(jiè)绍,除了口味稳定,能实现中餐(cān)烹饪的标(biāo)准化,节(jiē)省人力成本等优点(diǎn),餐饮机器人也有(yǒu)助于(yú)传承中国烹饪文化。“比(bǐ)如,我们可(kě)以记录大师们(men)的烹(pēng)饪配料、灶上动作和火(huǒ)候(hòu)把控,再把标准(zhǔn)化记录转(zhuǎn)化为机器(qì)人控制程序,复制(zhì)、传承大师(shī)的(de)烹饪技艺。”

    此外,无人化操作还能降(jiàng)低食品安全(quán)风险。闫维新举例,烹(pēng)饪机器人可(kě)以实(shí)现所有用餐数据的溯源,能够在(zài)食材(cái)选取、运输、中央(yāng)厨房制(zhì)作等各环节进行(háng)监督,有效保(bǎo)证食品安全(quán)。

    关键词: 智能机(jī)器人(rén) 冬奥会(huì)




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    更新时间:2025-07-19 05:49 来源:www.zhuzhou.jiaxing.zz.pingliang.ww38.viennacitytours.com