机器人做饭、送餐，全程没有人工参与。充满科技感的北京冬奥会主媒体中心智慧餐厅，吸引各国运动员、记者前来打卡留念。在中国，各种形式的智慧餐厅已有不少。智慧餐厅何以“智慧”？是不是用了机器人就是智慧餐厅？本报记者试着为您解答。形式多种多样宫保鸡丁、东坡肉、广州炒饭……这可不是哪一位大厨的手艺，而是北京冬奥会主媒体中心智慧餐厅里餐饮机器人的“拿手菜”。不只这些，该机器人还能做包括中、西餐在内200多种菜品。菜品口味咋样？“我对这个餐厅印象太深刻了，食物味道很棒。”国际广播中心保障人员马蒂努斯·盖曾竖起大拇指。送菜也不需要服务员，而是通过餐厅顶部的玻璃轨道，让烹饪好的菜品“从天而降”，送到用餐人员桌前。在智慧餐厅里就餐，点餐、做菜、送餐等环节都没有人工参与。正如美国广播公司所报道，智慧餐厅“设计得就像科幻电影里的场景”。在中国，智慧餐厅不仅在冬奥村里有，而且已“飞入寻常百姓家”。记者近日来到北京一家海底捞火锅智慧餐厅体验。与冬奥村智慧餐厅不同，虽然备餐、送餐等工作大部分由机器人代劳，但仍看见服务员来回穿梭，进行点单、加汤等工作。记者在后厨还发现，部分复杂操作如将牛肉切片等也需要人工完成。在这里，机器人并没有完全替代人工，更多用来完成部分简单、重复工作。一位员工对记者说：“维持这么大的店面，传统的海底捞餐厅需要40多个工作人员，智慧餐厅只需20多人。”一些老字号也有了新变化，将部分店面作为试点改造成智慧餐厅。如沙县小吃、港式奶茶铺兰芳园等与饿了么口碑进行合作推出智能餐厅。饿了么口碑智能餐厅并未使用机器人来炒菜、送餐，而是重点对前厅、后厨进行系统化改造。顾客可提前通过手机APP自助点餐、结账，再通过智能取餐柜取餐，全程无需排队。“我们采用扫码点餐、物联网智能设备、KDS厨显系统、后厨巡店督导等数智化解决方案，实现传统餐厅的数智化升级，帮助商户降低成本、提高效率。”阿里本地生活智慧餐厅负责人尹飞对记者说。除餐饮品牌进军智慧餐饮外，部分科技型企业也瞄准了这片巨大的蓝海，利用本身技术优势提出智慧餐饮的解决方案。科大讯飞依托在人工智能领域积累的经验，推出了人工智能电话机器人、智能服务员、智能门迎、智能包间等智慧应用。“目前，我们的技术正逐步向一些知名餐企推广。”科大讯飞智慧酒店副总经理陈军说。开设初衷不同智慧餐厅五花八门，让消费者眼花缭乱。到底餐厅得啥样才算“智慧”？中国烹饪协会名誉副会长冯恩援对记者说，智慧餐厅不只是一种形态，更多是一种新思路，表现形式可以多种多样。只要运用科技手段解决当前餐饮业存在的问题，都可以是智慧餐厅。简单地给智慧餐厅定一个标准，反而会阻碍新方案产生、限制智慧餐厅发展。表现形式不同，因为不同智慧餐厅开设初衷不同，想要解决的问题不同。以海底捞为例，用餐服务是其主要卖点。而目前机器人尚不能完全替代人工所能提供的精准贴心服务，一味追求无人化，无异于舍本逐末。海底捞智慧餐厅相关负责人说：“我们更多关注如何将人力从繁复、枯燥的工作中解放出来，以关注顾客多元化、个性化需求。”饿了么口碑主要针对传统门店存在的点餐效率低却出错率高、营销拉新效果不明显、复购率低等问题，因此将改造重点放在为顾客点餐、取餐提供便利上。“经过改造，老字号店铺基本都实现营运效率、会员价值的成倍增长。”尹飞说。无论什么形式的智慧餐厅，菜品味道永远是第一位。中餐追求色香味俱全，烹饪手法也非常多。如何让机器人大厨满足挑剔食客的胃？相关厂家费了不少心思。炒菜时，颠锅是必不可少的环节。但颠锅难度可不小，尤其是“大翻”，即便是有经验的厨师，一不留神也会把菜颠出锅外。烹饪机器人的锅具运动正是冬奥村智慧餐厅研发团队的研究重点。研发团队首先运用仿真函数进行分析，在计算机软件中模拟了各种颠锅效果。随后又开展了大量验证实验，让烹饪机器人颠锅成为现实，实现了对食材的均匀加热。做中餐还得讲究火候的控制。这在过去大多依靠厨师经验判断，没有一个标准答案。研发人员为此开发了双压强火力控制系统和火候视觉模块——前者能精确控制常压燃烧器的热负荷，后者基于机器视觉技术，能实时监测食材色泽饱和度等状态。这样烹饪机器人更像一位经验丰富的“大厨”，可以随机应变控制火候，确保菜肴的色泽与口感。上海爱餐机器人有限公司是一家集研发、生产、销售为一体的数字厨电企业，他们把研发重心放在软件上，开发出搭载味霸智能控制系统的“味霸”炒菜机器人。“这相当于给烹饪机器人装上了大脑。”上海爱餐机器人董事长何青向记者介绍，“拿翻炒动作来说，有了‘大脑’的机器人就不会只做重复动作，而能根据人们的需要去调整翻炒的速率和幅度。”发展空间广阔智慧餐厅的发展有一个过程。早在几年前就有号称“无服务员、无采购员、无厨师、无收银员”的“四无”餐厅开业，一时间吸引了不少眼球。但无人餐厅的发展势头并不像当初商家所预料的那么猛，并接连曝出倒闭停业的新闻。在某点评APP上，不少网友对某电商旗下无人餐厅作出“味道一般”“噱头大于实际”等评价，这家餐厅目前状态显示为“停业”。“这是由于投资人没有考虑到消费者的需求。”冯恩援说，“一般消费者在外出就餐时会有情感需求，希望获得服务，而无人餐厅在这方面先天不足。这也提醒相关从业者，如果简单将智慧餐厅理解为应用新技术的餐厅，忽略了消费者需要，就很难从竞争激烈的餐饮业中存活下来。”爱餐机器人一直在为满足消费者个性化需求努力，让机器人更有“智慧”。何青介绍，爱餐机器人着手和各地名厨合作，通过可编程菜谱技术，模拟不同地域名厨的烹饪手法，复刻当地风味，贴合当地顾客需求。他们还将菜谱互联网化。比如，一位云南厨师通过机器开发了一道新菜，并将菜谱上传到云端。在北京的一位云南老乡想要吃到他这道菜，只需下载程序，并按相应的要求准备原材料，就可以在北京吃到一模一样的味道了。“味霸”炒茶机器人还有微调功能，根据不同人的口味调整火候大小和油盐多少。冯恩援认为，推进智慧餐厅建设，不能只将眼光局限在改进烹饪、送餐上，更重要的是实现餐饮业全链条数字化。海底捞目前正逐步向所有门店推广订单管理系统，运用数字化手段协助食材采购。在海底捞智慧餐厅后厨有一块显示屏，上面可以清楚看到食材库存量和不同食材消费数量。“大数据帮我们了解顾客对不同食材的偏好，有助于我们制定食材采购方案，保证食材新鲜，又降低采购成本。”工作人员说。饿了么口碑在对老字号餐厅的改造中，重点实现“人、财、物、客”等全业务流程及管理的数字化、数据化。尹飞说：“我们不仅改进老字号的门店运营，也关注线上流量运营，让餐厅经营者的决策智能化。”“智慧餐厅发展空间还很大，概念仍在不断外延。如何将层出不穷的科技成果继续应用到餐饮行业中，既满足消费者需求又帮助从业者降本增效，是未来整个餐饮行业会一直思考的问题。”冯恩援说。

物流机器人十大主流导航技术分析一、磁导航磁导航主要是指通过测量路径上的磁场信号，来获取机器人自身位置，引导机器人沿磁场信号指引行驶，从而实现车辆的控制及导航。目前来说，磁导主要分为三种形式，包括电磁导航、磁条导航与磁钉导航。1、电磁导航电磁导航指的是在导航路径上埋设金属线，并在金属线上加载导引频率，通过物流机器人对导引频率的感知与识别，来实现物流机器人的导航功能。优点：成本低、技术成熟可靠。导航的隐秘性好、美观性强，在一些高温环境下或者对线路平直性要求严格的场景中比较适用。缺点：导航线路铺设后难以更改，导航路径固定，缺乏柔性，路径上出现障碍无法避让，难以适应多个机器人群体作业等等。2、磁条导航磁条导航主要是在地面铺设磁条，通过测量路径上的磁场信号来获取机器人自身的精准定位信息，并引导机器人沿磁条路径向目的地行驶，从而实现车辆的控制及导航。优点：相对于电磁导引来说，磁条导航具有很高的测量精度及良好的重复性，磁条一旦铺设好后，维护费用非常低，使用寿命长，且增设、变更路径较电磁导航容易。缺点：磁条直接铺设在地面，影响美观，容易破损，并且会吸引金属物质，容易导致AGV设备故障等。3、磁钉导航磁钉导航依然是通过磁导航传感器检测磁钉的磁信号来寻找行进路径，只是将原来采用磁条导航时对磁条进行连续感应变成间歇性感应，磁钉导航所用控制模块与磁条导航控制模块其实是相同的。优点：磁钉抗干扰强，抗磨损性强。缺点：与电磁导航一样，修改路线复杂，且对地面会造成一定的破坏。物流机器人磁导航的历史悠久，技术成熟，曾在很长一段时间内是物流机器人导航技术的主流。但磁导航路线固定、变更不灵活，缺乏柔性，不便于群体作业等缺点，目前已经被边缘化。目前，对于物流搬运路径比较固定的场景下，从应用特点和性价比方面来说磁导航还具有较大优势。另外，随着无线通信技术发展，近年来磁导航物流机器人（AGV），也可以实现随时与中控端的调度系统紧密互动，一面接收派车命令，一面将车辆位置、装卸货等信息回馈予调度系统，提升了物料搬运管理效能。二、惯性导航惯性导航主要是根据相应的惯性原理，依靠陀螺仪、加速度计等惯性传感器获取位置、速度等信息，利用信息技术、物理知识、智能算法形成的导航参数解算技术进行物流机器人的导航。优点：惯性导航成本较低，抗干扰很强，还能够完整地获取相应的数据信息，具有一定的自主性。缺点：容易造成累计误差，在面积较大的复杂环境中，惯性导航的弊端会逐渐显现出来。说明：惯性导航虽然是一种较为初级的物流机器人定位导航技术，但它是全自主的导航系统，抗干扰强，如果与其他导航技术组合应用，克服惯性导航缺点，提升导航精度，具有很好前景。三、光反射导航利用光反射原理测距、定位、导航的技术都属于光反射导航。实践中常用激光与红外等光反射导航，各种光反射导航原理基本相同。这里重点介绍物流机器人领域应用最广泛的激光反射板导航技术。激光反射导航基本原理与激光测距相同，即通过测量激光从发出到接收反射的时间计算出自身与前方障碍物的距离。与激光测距不同的是，激光导航需要进行多次多点位的测距，即把激光头安装在机器人顶部，每隔数十毫秒旋转一周，发出经过调制的激光。激光经布置在环境中的反射板反射回来，经过解调可以得到有效的信号，由于机器人的工作场预先安置的反射板坐标预先已输入了计算机，因此根据反射信号可以精准确定机器人所处的位置，并用来指导机器人行走。优点：定位精度高、不需要铺设辅助设施、线路变更灵活、导航技术成熟，能够适合多种现场环境。缺点：导航成本高，对环境光线、能见度等要求苛刻，易受环境因素的影响。目前，随着激光雷达传感器模块化、小型化，导航成本已经有大幅下降。四、二维码导航黄色机器人借助地面白色方块二维码导航亚马逊KIVA物流机器人最早应用二维码导航，其类似棋盘的工作模式令人印象深刻，带动国内的电商企业的智能仓库机器人纷纷采用二维码导航。二维码导航原理是通过摄像头扫描地面二维码，解析二维码信息获取当前的位置，再按调度系统导航指令，计算并控制机器人行驶，使得机器人借助惯性导航技术，依次沿着导航路径中二维码标签位置行走，最后完成导航功能，到达目的地。二维码导航通常与惯性导航相结合，实现精准定位与导航。这是二维码坐标信息定位与惯性导航技术相结合的一种新型导航技术。优点：定位精确，小巧灵活，铺设、改变路径较为容易，便于控制通讯，无需担心声光干扰。缺点：惯性导航缺点会制约二维码导航精度；二维码容易污损需要定期维护；如果场地复杂，用户就需要频繁更换二维码等。综合运用二维码识别设备和机器人控制技术，结合算法解决了应用过程中路径规划问题和碰撞问题，从而实现仓储物流中机器人自动引导和定位，稳定性、柔性和实用性非常高，已在国内智能仓储的广泛应用。五、色带导航色带导航是在移动机器人的行驶路径上布置色带（粘贴色带或涂漆），利用色带作为导航路径的人工标志物，通过车载的光学传感器采集并识别色带图像信号，来实现物流机器人定位与导航的方法。色带导航与磁带导引较为类似。优点：路面铺设较为容易，拓展与更改路径相对磁条导引容易，成本低。缺点：色带较为容易受到污染和磨损，对环境的要求高，导引的可靠性受制于地面条件，定位精度较低。六、超声波导航超声波导航的工作原理与激光和红外类似，只不过导航定位原理不是光反射而是声反射。通常是由超声波传感器发射出超声波，超声波在介质中遇到障碍物再返回到接收装置。通过接收自身发射的超声波反射信号，计算和定位机器人在工作环境中的坐标位置，并指导机器人行走到目标位置。也有移动机器人导航定位中超声波发射和接收装置是分开的，在导航环境地图中也需要布置多个超声波反射装置。优点：超声波传感器具有成本低廉、采集信息速率快、距离分辨率高等优点，采集环境信息时不需要复杂的图像匹配技术，测距速度快、实时性好，不受天气条件、环境光照、障碍物阴影、表面粗糙度等外界环境影响。缺点：超声波传感器有自身缺陷，如：镜面反射、有限的波束角等，给充分获得周边环境信息造成了困难。针对超声波传感器自身缺点，通常采用多个传感器组成的超声波传感系统，建立相应的环境模型，通过串行通信把传感器采集到的信息传递给移动机器人的控制系统，控制系统再根据采集的信号和建立的数学模型，采取一定的算法进行数据处理，以便得到机器人的位置环境信息。七、视觉导航视觉导航是指机器人利用视觉系统（单目摄像头或者多目摄像头）实现自主定位与导航。物流机器利用摄像头进行图像信息采集，将采集的信息进行数据处理、特征提取、特征匹配、矩阵计算、三维重建、参数优化，SFM（运动恢复结构）确定周围环境后，当机器需要定位或正常运动时，再使用拍摄图片的特征跟structure匹配，来实现物流机器人自身的精准定位，完成机器人的导航定位功能。优点：具有成本较低，定位精确等优点。缺点：视觉导航技术对使用环境（地面、光线等）要求较高，运行的地面需要有纹理信息。视觉导航定位系统主要包括：摄像机（或CCD图像传感器）、视频信号数字化设备、基于DSP的快速信号处理器、计算机及其外设等。在视觉导航定位系统中，目前国内外应用较多的是基于局部视觉的在机器人中安装车载摄像机的导航方式。在这种导航方式中，控制设备和传感装置装载在机器人车体上，图像识别、路径规划等高层决策都由车载控制计算机完成。 八、无线定位技术与导航GPS是室外机器人的定位与导航的重要技术，但物流机器人作业场景大部分都在室内，室内GPS信号很弱，无法采用GPS定位与导航，因此需要采用室内无线定位技术。WIFI、BLE、ZigBee、UWB、RFID是室内常用的无线定位技术，原则上都可以用于室内机器人的定位与导航。但是从定位精度、网络要求、抗干扰能力、使用成本和安全性等角度综合分析，这些无线定位技术普遍存在一些问题，因此都不属于物流机器人导航中应用广泛的导航技术。 九、SLAM（同步定位与地图建图）导航SLAM是(Simultaneous Localization And Mapping)同步定位与地图构建的缩写，是解决机器人从未知环境的未知地点出发，在运动过程中通过重复观测到的地图特征（比如，墙角，柱子等）定位自身位置和姿态，再根据自身位置进行增量式的地图构建，从而达到同时定位和地图构建的方法。SLAM技术的核心步骤包括：感知、定位、建图这三个过程。感知即机器人能够通过传感器获取周围的环境信息；定位即机器人通过传感器获取的当前和历史信息，推测出自身的位置和姿态；建图就是根据自身的位姿以及传感器获取的信息，描绘出自身所处环境的样貌。感知是SLAM的必要条件，只有感知到周围环境的信息才能够可靠地进行定位以及构建环境的地图，而定位和建图则是一个相互依赖的过程：定位依赖于已知的地图信息，建图依赖于可靠的定位。SLAM问题基本上可以分为前端和后端两个部分。前端主要处理传感器获取的数据，并将其转化为相对位姿或其他机器人可以理解的形式；后端则主要是计算分析自身位姿和同步构建地图等。 优点：SLAM技术最大的优点就是可以在完全未知的室内环境，可以不依赖于辅助导航标志，完成机器人自主定位、对目标进行有效跟踪和操作、进行路径规划、自动避开障碍物，具有更高柔性、更高精度、更强适应性的自主导航，大幅提高仓储系统的智能性和自主性，提升物流机器人应用的广度和深度，提高物流效率，降低生产成本，是物流领域机器人智能导航技术的发展方向。缺点：SLAM系统导航和定位精度会受传感器自身精度等因素影响，可能造成构建地图不够精确，需要通过对环境信息加工处理，或是采用多传感器获取信息，并将数据进行融合分析，剔除噪声，提高导航准确度。 SLAM导航系统的传感器主要有：深度传感器（超声波、激光雷达、立体视觉等），视觉传感器（摄像头、信标），惯性传感器（陀螺仪、编码器、电子罗盘）以及绝对坐标（WUB，GPS）等。根据采用传感器的类型，SLAM技术的实现有VSLAM、Wifi-SLAM与Lidar SLAM等多种途径，在物流机器人中常用的是VSLAM与Lidar SLAM。 VSLAM（视觉SLAM）：是利用视觉导航和SLAM技术，实现物流机器人自主导航定位功能；Lidar SLAM（激光SLAM）：是利用激光雷达作为传感器，获取地图数据，使机器人实现同步定位与地图构建，实现物流机器人自主导航与定位的功能。视觉SLAM与激光SLAM导航的优缺点分析优点：激光SLAM导航系统构建地图精度较高，技术成熟，建图直观，无累计误差，可做路径规划，方便机器人的定位导航。视觉SLAM导航系统结构简单，成本较低，地图可提取语义信息，应用场景丰富，安装方式可以随着场景的不同实现多元化，发展前景好。缺点：激光SLAM受激光探测范围限制，安装有结构要求，使用成本相对较高，地图缺乏语义信息；视觉SLAM受环境光线影响较大，暗处无法工作，信息处理运算负荷大，地图构建有累积误差，构建的地图不能直接用于路径规划，传感器动态性能也需要提升。十、协同导航协同导航主要有多种感知技术组合应用的协同导航和多机器人协同导航。1、多感知技术协同导航：前面介绍的各类感知技术都有自身缺陷，如果多种技术组合应用，实现定位与导航，则可以提升导航精准度、稳定性和抗干扰性。如二维码导航就是采用了惯性感知技术与视觉扫描的感知技术组合应用，同时实现机器人本体与地面环境协同创新的协同导航技术。原则上各种感知技术都可以组合应用，用于物流机器人导航，具体创新实践中需要平衡导航性能要求与技术实现的成本，创新最佳性价比的导航解决方案。2、多机器人场景协同导航物流机器人应用场景常常是多机器人集群作业，具有更加复杂多变的动态环境，会遇到机器人运行和机器人故障的多种干扰，必须采用协同导航技术，通过协同定位方法，获取当前各机器人的位置；通过路径规划方法对每一个机器人行进路径进行规划，并完成协调控制。多机器人协同定位可以通过融合各个机器人的定位信息，通过融合各机器人的定位数据，实现互相校正，提高机器人群体的整体定位精度，增强抗干扰能力和鲁棒性。多机器人路径规划因为存在更多约束和路径规划交叉冲突，是协同导航的技术难点，一般采用耦合式方法和解耦式方法。耦合式方法是将多机器人视为一个整体，将各机器人的所有自由度整合成一个多自由度空间，对其进行搜索和规划。解耦式方法是对每个机器人进行独立的路径规划，之后再通过协调方法对多个独立路径进行协调和修改，以解决冲突问题。与群体机器人调度大脑智能计算相结合，将物流机器人的任务调度与多机器人路径规划结合起来，需要利用群体智能算法或其他智能算法，协同求解最优路径和任务分配能够极大地提升机器人群体的整体效能。文章来源：王继祥
侵删