摘要：随着社会和科技的迅猛发展，智能机器人逐渐由实验室步入日常家庭生活中，给人们带来极大地便利。家用人工智能机器人因其广阔的应用前景和普遍的需求而备受科研人员的青睐。但家用人工智能机器人严重依赖于软硬件设备基础，及其附带的算法、策略等，因而目前距离商业化家庭用途，仍具有一定距离。本文从家用人工智能机器人的发展背景和应用现状出发，结合信息科技及相关学科的发展情况，结合机器人的功能和作用，进而针对性地找出当前家用人工智能机器人的发展瓶颈和应对路径方法，进而更好地推动国内机器人产业的发展与进步。

关键词：人工智能；机器人；传感器；优化算法；综合应用

一．人工智能机器人简介

人工智能机器人（AI Robot）是指依托人工智能算法，结合机器人基础平台而产生的一种新时代的机器人名称。其定义可分为「AI」和「Robot」两个部分。

人工智能（Artificial Intelligence，缩写AI）又称智能机器（Intelligence of Machine），机器智能（Machine Intelligence），是指人类制造的机器所显示的智能（Intelligence）。对于在个体中聪明程度的发挥，可以用两个词来形容，分别是智商（IQ）和能商（能商）。而机器人（Robot，全称Automatic Control Robot），是指人工机器装置，可以自动执行任务，包括所有以模拟其他生物为目的的人的行为或思想，以代替或协助人类工作。人工智能机器人，则是两者完美的“结合”，同时兼具两者的特点，是一种具有“智能”的新时代机器人，能够对所处环境的情况进行能动的分析，能够对自己的动作进行调整以达到操作者提出的所有要求，能够拟定出自己希望的动作，并且能够在信息不充分的情况下，制定出自己想要的动作，是一种具有“智能”的新时代机器人并且能够在瞬息万变的环境中完成自己的这些动作。

目前，以感觉控制为基础、以知识控制为基础的自主机器人进展神速，样机种类繁多，许多智能机器人已经走到了实际应用的阶段。而这其中，家用AI机器人时代的序幕已然拉开。

1．人工智能机器人在家居中的应用场景

根据往年公布的一项联合国调查结果显示，家用机器人的价格将会随着机器人的普及而大幅下降，家用机器人的数量将会增加6倍。在未来，家用智能机器人势必会迅速地走向千家万户，下文将简要介绍下几类家用型智能机器人。

1.1家务机器人

家务机器人是民间应用最广泛的一类机器人，主要是各种电器机器人，也叫应用机器人，它们就像拥有了智能的家电，勤奋的吸尘器机器人就是这类机器人的代表，它的外形就像是厚厚的飞碟，它的超声波监视器可以避免它把家具撞坏，红外眼可以避免它失足掉下楼梯，它的超声波监视器可以避免它家庭安全除了清洁之外，还可以使用家庭应用机器人的另一大类，比较典型的产品就是索尼的爱宝机器狗（AIBO）。

1.2家庭智能陪护机器人

照顾家里的小孩和老人，虽然有了智能随行机器人，可让女人省心多了，这可是女人们劳心费力的事情。智能随行机器人不仅可以与孩子进行语音视频对讲、讲故事、做游戏等，还可以对视频进行远程监控。家里的实时情况可以通过手机APP远程看到，还可以和小伙伴们进行语音对讲交流。老人在家中万一摔倒，还可以通过手机自动向家人发送报警短信的方式，通过语音和它进行求救。在这方面比较有名的是我国自主研究的“大智”机器人。

1.3娱乐机器人

娱乐机器人（Entertain MentRobot）是一种用于观赏和娱乐的机器人。或者科幻小说中的人物等等，这些都是可以通过机器人实现的，它的外形特征可以像人一样，可以像人也会走路或完成动作、语言技巧、会唱、悟性强。通过语音、声光、动作、触觉反应等方式与人互动，赋予机器人独特的个性；超极声光技术通过多层LED灯及音响系统，呈现超极声光效果；可视通话技术是通过机器人的大屏幕、麦克风和音箱，实现可视通话到其他地方；并且定制效果技术可以针对用户的不同需求，为机器人添加不同的app。

1.4移动助理机器人

该类型机器人种类繁多，从个人应用到军工应用，都是目前市场上潜力最大的机器人之一。这款助理机器人可以向地址簿存储对方的姓名和低分辨率照片，当你和某人打好招呼时，通过语音识别引擎、麦克风和摄像头等设备，协助进行人际关系交流。

2.家用人工智能机器人机遇与挑战

当今的智能机器人发展前景虽然良好，出现在生产生活的各个方面，但不可否认的是仍旧面临许多困难和挑战，具体如下：

2.1智能化程度不够高

人工智能机器人的根基在其本身的“智能”，只有智能程度足够，智能机器人才能完成它所预设的既定目标和处理突发情况。但是，我们可以发现，现阶段的人工智能程度普遍较低，大多只能完成简单，单一的预定目标，难以完成一些要求较高的智力或难度较大的活动。同时，它对外界干扰的应对能力弱，很难应对复杂多变的环境，局限性强。因为智能程度不高，现在的人工智能机器人往往还需要人指挥，不能做到真正意义以上的独立自主作业，距离完全解放人力还很遥远，也很难真正走进千家万户。因此，要想实现人工智能机器人的广泛应用，其智能化程度的提升是必不可少的。对此，不仅要创新改进传统算法，更重要的是通过大脑机制的研究，模拟大脑处理信息的过程，

2.2基础研究不足

虽然近年来中国优质论文数量大幅增长，但中国的人工智能研究起步较晚，原创性贡献不大。

（1）基础薄弱的高端芯片、空缺的关键部件和精度不高的传感器。

（2）我国机器人行业在面向产业链带动性和国际影响力需要进一步提升，同时在机器学习通用开源算法平台上，国内仍然没有足够的布局。

2.3传感器性能亟待提升

人体特有的神经系统和感觉系统在机器人的全身都没有。但作为家庭机器人，需要将周围的相关信息准确及时地反映出来，并在家居环境中做出反应。所以，机器人需要有媲美人类的“神经系统”，获得对外界环境的感知能力。通过传感器，Home Robot可以及时获得周围环境所传达的感知信息，从而使Robot能够及时反映在环境中工作。但对于现实复杂环境的感知能力，目前传感器的表现还不够。家庭机器人中的感知技术也将是一个方向，以便于多种信息的综合处理，需要开发多种感知系统和部件来提升家庭机器人的信息感知水平。

2.4经济性不高

家用人工智能机器人是多学科，多种技术融合的产物，需要用到多种先进的仪器设备，这就导致智能机器人的成本高，市场机器人价格过高。然而，家用机器人的本质目的是为了方便人们的日常生活和工作，大部分都不是人们的必需需求，因此在面对并非刚需的家用机器人时，高昂的价格让很多有意向的普通人望而却步，这也就大大阻碍了家用人工智能机器人的普及，相比于工业机器人可以大大节省人力成本来说无疑是相形见绌。

三.家用人工智能机器人问题解决措施

3.1增加基础研究投入

家用人工机器人需要进行大量的数据运算，在这方面可以适当引入云计算和神经网络等技术。以人工智能机器人为代表，一批前沿学科“由冷转热”的背后，离不开人工智能（AI）数据和算法的突飞猛进，越来越多的创新也将由此产生。但是对比中国与美日等人工智能前沿国家的研究水准，可以发现，我们中国的基础研究和一流学术产品产出相对不足，在原创性理论与软硬件上仍具有明显差距。虽然近几年我国政府已经加强对人工智能的经费投入，但仍然主要集中在推动特定的AI应用项目，而不是推进AI基础研究项目，这就导致我国的原创性成果不足。与此同时，顶尖学者的匮乏和研究者的外流，让中国人工智能的前行之路遭遇了阻碍。据美国智库“安全新兴技术研究中心”（CSET）统计，在中国获得本科学位的美国人工智能研究人员占29%，但在美国读完研究生后，大部分留在美国工作（56%），中国是最大的美国顶尖人工智能研究人员来源地。对此，我国政府应在持续增大对AI基础研究投入的同时，推进AI基础研究，加大对相关人才培养力度，并改善国内相关就业环境，增加政策吸引力度。

3.2持续攻克关键技术并培育生产链

当前，我国信息产业在芯片，传感器，CPU等关键设备技术的掌握力度上不够，关键仪器受外国把控。在信息产业市场主体发展动力不足、相关产业生产链条不健全、尚未形成体系、价值链完整、企业与供需与空间链条衔接、上下游产业协同不发达的今天，信息产业的市场主体发展动力不足；与此同时，人们对家用人工智能机器人的认识还停留在字面上，这就造成了消费动力在市场的相当时期内的缺失，对相关市场主体在生产规模和信息要素投入方面的调控造成了制约作用。因此，继续加强对核心技术的研究，增进大众对相关产品的了解，培育行业发展动能，对我国信息产业高质量发展具有重要意义。

四．展望

智能机器人作为重要的劳动生产力，标志着人类文明的高度发达，不仅是社会发展阶段的产物。就我国家庭机器人人工智能发展现状而言，它对家庭生活复杂工作仍有较多不足之处。但可以预见的是，随着国家政府进一步加大对机器人行业的投入力度，机器人行业也会迎来快速发展。同时，神经网络与智能系统的融合，优化算法的提出以及机器人关键设备的改进，相信家用型人工智能机器人在未来会进一步普及，这些都将极大地便利人们日常工作生活，回归家用型人工智能机器人的发展初衷。

参考文献：

[1]王中立.面向家用机器人服务任务执行的自主规划方法研究[D].山东大学，2022.DOI：10.27272/d.cnki.gshdu.2022.000342.

[2]陈浩然.面向家用机器人的环境适应性服务策略研究[D].山东大学，2022.DOI：10.27272/d.cnki.gshdu.2022.003563.

[3]陈旭东.基于自然语言的家用机器人任务理解研究[D].山东大学，2022.DOI：10.27272/d.cnki.gshdu.2022.004449.

[4].机器人的类型[J].少年电脑世界，2020（11）：36-37.

[5]牛立群，孙晓普.家用清洁机器人的技术发展趋势与现状[J].科技与创新，2020（12）：74-75.DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2020.12.030.

[6]冯诀宵.机器人表现力与主动性在交互中对用户的感知影响[J].成都理工大学学报（自然科学版），2019，46（01）：111-117.