人工智能技術(shù)在掃地機(jī)器人中的應(yīng)用策略

劉麗娜

摘要??? 本文首先介紹了人工智能技術(shù)及掃地機(jī)器人，然后闡述了掃地機(jī)器人現(xiàn)存的問題，最后提出了人工智能技術(shù)在掃地機(jī)器人中的應(yīng)用策略。實(shí)踐表明，該策略能夠有效地提升掃地機(jī)器人路徑選擇效率，有效地提升掃地機(jī)器人的避障能力，有效地提升掃地機(jī)器人的智能化程度，具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】人工智能 掃地機(jī)器人 應(yīng)用策略

隨著人工智能技術(shù)的日益普及，目前人工智能技術(shù)已經(jīng)融入到人們工作和生活的各個(gè)角落，很多家庭的自動(dòng)化程度都得到了一定的提升，例如利用掃地機(jī)器人自動(dòng)掃地。目前，部分掃地機(jī)器人在作業(yè)過程中，存在路徑覆蓋不全、亂跑亂撞和直懟墻角等現(xiàn)象，而借助人工智能技術(shù)能夠使得掃地機(jī)器人的智能化程度更高。因此，適時(shí)進(jìn)行人工智能技術(shù)在掃地機(jī)器人中的應(yīng)用策略研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 人工智能技術(shù)及掃地機(jī)器人

1.1 人工智能技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)電子硬件及計(jì)算機(jī)軟件算法的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)能夠利用計(jì)算機(jī)程序模擬部分人類的思維，甚至在某些方面已經(jīng)超越人類，人們將這種利用計(jì)算機(jī)程序模擬人類思維的技術(shù)稱為人工智能技術(shù)。該技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，涉及信息論、控制論和系統(tǒng)論等多種學(xué)科，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器識(shí)別和機(jī)器人等多個(gè)方向。借助人工智能技術(shù)，機(jī)器人可以更好地進(jìn)行圖像識(shí)別、語音識(shí)別、路徑選擇和躲避障礙等。

1.2 掃地機(jī)器人

隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，各種用途的機(jī)器人不斷涌現(xiàn)，使得掃地機(jī)器人橫空出世。據(jù)悉，掃地機(jī)器人最初出現(xiàn)在歐美國(guó)家，目前美國(guó)每個(gè)家庭都擁有掃地機(jī)器人。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)全球一體化演進(jìn)，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，使得我國(guó)的掃地機(jī)器人市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。目前，掃地機(jī)器人一般采用無線的形式，利用自身攜帶的充電電池提供動(dòng)力，通過刷掃、真空吸入和靜電吸附等功能將雜物吸入到收納盒之內(nèi)。掃地機(jī)器人的種類繁多，通常包括單吸口式、中刷對(duì)夾式和升降式等。總而言之，掃地機(jī)器人泛指能夠?qū)崿F(xiàn)清掃、吸塵和擦地工作的機(jī)器人。

2 掃地機(jī)器人現(xiàn)存的問題

2.1 清掃區(qū)域覆蓋不全

目前，傳統(tǒng)的掃地機(jī)器人存在清掃區(qū)域覆蓋不夠全面的現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象主要原因?yàn)閭鹘y(tǒng)掃地機(jī)器人采用的技術(shù)較為落后，雖然降低了掃地機(jī)器人的成本，但也使得掃地機(jī)器人的清掃區(qū)域受限。

（1）部分傳統(tǒng)掃地機(jī)器人采用紅外線傳感技術(shù)，在清掃過程中不斷發(fā)射紅外射線，當(dāng)紅外射線被顏色較深的物體就會(huì)被反射回來。

（2）當(dāng)掃地機(jī)器人自帶的微電腦接收到被反射回來的紅外射線，就會(huì)轉(zhuǎn)彎并記錄。

（3）逐漸形成了較為固定的清掃區(qū)域。然而，如果家中的物體擺放較為雜亂或者顏色深淺不一，將導(dǎo)致掃地機(jī)器人判斷失誤，進(jìn)而導(dǎo)致清掃區(qū)域覆蓋不夠全面。

2.2 避障能力較弱

目前，傳統(tǒng)的掃地機(jī)器人存在避障能力較弱的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）掃地機(jī)器人檢測(cè)到障礙物就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行回避，然而傳統(tǒng)掃地機(jī)器人由于采用紅外線傳感技術(shù)，對(duì)于非實(shí)心物體判斷不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致掃地機(jī)器人出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象。

（2）傳統(tǒng)掃地機(jī)器人遇到各種不規(guī)則障礙物時(shí)，經(jīng)常由于識(shí)別困難而導(dǎo)致發(fā)生碰撞的現(xiàn)象。

（3）傳統(tǒng)的掃地機(jī)器人紅外線傳感器如果落上灰塵，容易導(dǎo)致對(duì)深色瓷磚等識(shí)別錯(cuò)誤，可能會(huì)誤以為是樓梯而轉(zhuǎn)彎避障，甚至?xí)卮蜣D(zhuǎn)。

2.3 防盜報(bào)警能力較弱

目前，傳統(tǒng)的掃地機(jī)器人存在防盜報(bào)警能力較弱的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）傳統(tǒng)掃地機(jī)器人一般僅具有清掃、吸塵和擦地功能，而沒有遠(yuǎn)程錄像和遠(yuǎn)程控制功能，導(dǎo)致其防盜報(bào)警能力缺失。

（2）傳統(tǒng)掃地機(jī)器人一般沒有人臉識(shí)別功能，從而不能進(jìn)行人臉識(shí)別防盜。

（3）傳統(tǒng)掃地機(jī)器人一般沒有網(wǎng)絡(luò)連接功能和定位系統(tǒng)，被盜后不能提供地理位置。

3 人工智能技術(shù)在掃地機(jī)器人中的應(yīng)用策略

3.1 借助人工智能技術(shù)提升掃地機(jī)器人的路徑規(guī)劃能力

針對(duì)傳統(tǒng)的掃地機(jī)器人存在的清掃區(qū)域覆蓋不夠全面的現(xiàn)象，可以借助人工智能技術(shù)提升掃地機(jī)器人的路徑規(guī)劃能力，從而保證掃地機(jī)器人根據(jù)記憶路徑合理規(guī)劃清掃線路線，有效地避免路線重復(fù)，提升清掃效率，使得清掃區(qū)域覆蓋更全面。

3.2 借助人工智能技術(shù)提升掃地機(jī)器人的避障能力

針對(duì)傳統(tǒng)的掃地機(jī)器人存在的避障能力較弱的現(xiàn)象，可以借助人工智能技術(shù)提升掃地機(jī)器人的避障能力，例如可以采用基于人工智能的數(shù)字PID算法，將人工智能和PDI控制器結(jié)合起來，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而提升掃地機(jī)器人障礙識(shí)別的穩(wěn)定性和快速性。

3.3 借助人工智能技術(shù)提升掃地機(jī)器人的防盜報(bào)警能力

針對(duì)傳統(tǒng)的掃地機(jī)器人存在的防盜報(bào)警能力較弱的現(xiàn)象，可以借助人工智能技術(shù)提升掃地機(jī)器人的防盜報(bào)警能力，具體措施主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）借助人工智能技術(shù)，為掃地機(jī)器人增加遠(yuǎn)程智能錄像和遠(yuǎn)程智能控制等功能，提升掃地機(jī)器人的防盜報(bào)警能力。

（2）借助人工智能技術(shù)，為掃地機(jī)器人增加人臉識(shí)別功能，從而使得機(jī)器人能夠識(shí)別主人及陌生人，進(jìn)而提升掃地機(jī)器人的防盜報(bào)警能力。

（3）借助人工智能技術(shù)，為掃地機(jī)器人增加Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)、4G聯(lián)網(wǎng)及定位功能，使得機(jī)器人在被盜后能夠立刻發(fā)出報(bào)警信息，并實(shí)時(shí)提供地理位置。

4 結(jié)束語

為了進(jìn)一步提升掃地機(jī)器人的智能化程度，本文進(jìn)行了人工智能技術(shù)在掃地機(jī)器人中的應(yīng)用策略研究，首先介紹了人工智能及掃地機(jī)器人，然后闡述了掃地機(jī)器人現(xiàn)存的問題，最后提出了人工智能技術(shù)在掃地機(jī)器人中的應(yīng)用策略。經(jīng)過近一年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)該策略能夠有效地提升掃地機(jī)器人路線記憶能力，有效地提升掃地機(jī)器人的防盜報(bào)警能力，有效地提升掃地機(jī)器人的穩(wěn)定性，具有一定的推廣價(jià)值。

參考資料

[1]趙璇.淺析“計(jì)算機(jī)+電子信息技術(shù)”在人工智能中的應(yīng)用——以智能機(jī)器人為例[J].數(shù)字通信世界，2018（12）：205.

[2]馮書鵬，王明娣.掃地機(jī)器人自適應(yīng)越障機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究[J].機(jī)械傳動(dòng)，2018，42（11）：173-175+179.