基于5G的智能機(jī)器人在防疫方面的應(yīng)用

何凡

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)湖北有限公司，湖北武漢，430023）

0 引言

2020年年初武漢爆發(fā)了一場疫情，疫情期間暴露了一些顯性問題，基于5G的智能機(jī)器人，可以大施拳腳，為疫情帶來十分積極的輔助作用。智能機(jī)器人至少要具備三個(gè)要素：感覺要素、反應(yīng)要素和思考要素。基于5G的智能機(jī)器人，簡稱5G智能機(jī)器人，是在傳統(tǒng)智能機(jī)器人，引入了5G技術(shù)。這樣，5G智能機(jī)器人使用了5G網(wǎng)絡(luò)，便可充分發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)的“大帶寬、低時(shí)延、高可靠性”等優(yōu)勢，進(jìn)一步提升機(jī)器人的計(jì)算速度、計(jì)算能力、響應(yīng)時(shí)間、服務(wù)質(zhì)量、工作效率等。

通過收集此次武漢疫情中5G智能機(jī)器人的報(bào)道，本文對5G智能機(jī)器人在疫情中應(yīng)用進(jìn)行了研究，指出了5G智能機(jī)器人的技術(shù)支持基礎(chǔ)和應(yīng)用場景。本文的目的，在于挖掘信息時(shí)代前沿技術(shù)的應(yīng)用潛力，為公共事件、突擊事件、社會(huì)事件等的應(yīng)對與處理，提供理論支持與技術(shù)指導(dǎo)。

1 武漢疫情中智能機(jī)器人的應(yīng)用

1.1 智能機(jī)器人的技術(shù)支撐

基于5G的智能機(jī)器人，主要使用但不限于如下技術(shù)。

（1）5G技術(shù)

5G技術(shù)為智能機(jī)器人提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、切片技術(shù)、邊緣計(jì)算、云計(jì)算、功能虛擬化等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和技術(shù)支持。5G網(wǎng)絡(luò)，讓智能機(jī)器人與后臺(tái)的管理平臺(tái)連接在一起，為智能機(jī)器人提供（WIFI熱點(diǎn)）網(wǎng)絡(luò)接入、（LBS或GPS/北斗）定位、信息交互等服務(wù)。圖1為5G技術(shù)的應(yīng)用場景與優(yōu)勢描述。

圖1 5G技術(shù)的應(yīng)用場景與優(yōu)勢

（2）人工智能

在計(jì)算機(jī)和信息通信領(lǐng)域，人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一個(gè)十分泛在的概念。人工智能技術(shù)可以讓計(jì)算機(jī)或機(jī)器人，來模擬人類在某方面的思維過程或智能行為，比如樣本學(xué)習(xí)、過程分析、邏輯推理等。機(jī)器人的“聽”，涉及到語音識(shí)別、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫匹配等技術(shù)；機(jī)器人的“說”，涉及到字典服務(wù)、API或WEBSERVICE接口調(diào)用等；機(jī)器人的“走”，涉及到自動(dòng)控制技術(shù)（決策執(zhí)行，如何走）、遠(yuǎn)程遙控（路線設(shè)置、路線選擇）、機(jī)械技術(shù)（肢體運(yùn)動(dòng)）等；機(jī)器人的“看”，涉及視頻采集、圖像識(shí)別、標(biāo)本訓(xùn)練、標(biāo)本比對等技術(shù)。總之，借助人工智能，人類可以讓機(jī)器具備人類的思維能力和模擬人類的行為。

（3）云計(jì)算與邊緣計(jì)算

智能機(jī)器人本身具有一定的計(jì)算能力，比如識(shí)別用戶的輸入、對輸入與現(xiàn)有的知識(shí)庫進(jìn)行匹配、選擇推送的答復(fù)等。當(dāng)智能機(jī)器人處理事務(wù)的能力超過自身設(shè)備的能力時(shí)，智能機(jī)器人會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、指令不執(zhí)行等問題。此時(shí)，可通過邊緣計(jì)算來為智能機(jī)器人賦能。邊緣計(jì)算的部署方法為：（1）在移動(dòng)基站下靠近機(jī)器人側(cè)，部署MEC邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)；（2）將MEC服務(wù)器的能力提供給智能機(jī)器人使用。若機(jī)器人對網(wǎng)絡(luò)沒有過于苛刻的時(shí)延需求，則可以直接使用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的云計(jì)算服務(wù)。圖2為一種基于5G的邊緣計(jì)算與云計(jì)算協(xié)同平臺(tái)架構(gòu)圖。

圖2 基于5G的邊緣計(jì)算與云計(jì)算協(xié)同平臺(tái)架構(gòu)圖

（4）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。智能機(jī)器人，就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種典型應(yīng)用。比如在醫(yī)院里，送藥機(jī)器人的路線識(shí)別，需要在走廊里部署傳感器，幫忙機(jī)器人識(shí)別周圍的環(huán)境，以便準(zhǔn)確定位和精細(xì)化避障。

（5）特殊場景所要求的專屬技術(shù)

智能機(jī)器人具有非常廣泛的應(yīng)用。不同的應(yīng)用場景，對智能機(jī)器人會(huì)有不同的技術(shù)需求。具體使用了智能機(jī)器人的哪一種或哪幾種技術(shù)，需要具體情況具體分析，在此不展開描述。

1.2 智能機(jī)器人的應(yīng)用場景

在武漢疫情中，5G智能機(jī)器人，已應(yīng)用于在多種場合下。在不同的應(yīng)用場景中，5G智能機(jī)器人扮演著不同的角色，發(fā)揮著不同的作用。常用的應(yīng)用場景如下。

（1）送藥/送餐機(jī)器人

送藥/送餐功能，主要基于5G無線通信、高精度定位、基于固定線路的自動(dòng)導(dǎo)航等技術(shù)。送藥/送餐機(jī)器人的應(yīng)用，在事先已進(jìn)行了全部場景的定制與開發(fā)。

與普通感冒、流感不同，新型冠狀病毒具有“人傳人”的特性。如何避免人與人之間的直接接觸，是科研人員需要重點(diǎn)關(guān)注與解決的問題。在這樣的背景下，送藥機(jī)器人、送餐機(jī)器人能很好地發(fā)揮作用。在方艙、醫(yī)院等固定化的場所里，科研人員為智能機(jī)器人定制好行走路徑，設(shè)定起點(diǎn)、終點(diǎn)、行走路徑中的避障等，即可實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人高效送餐、送藥、送儀器，將醫(yī)護(hù)人員從繁忙的工作中解放出來，從源頭切斷病毒的傳播路徑，避免事態(tài)的進(jìn)一步惡化。圖3所示的智能機(jī)器人“艾米”，就是一種典型送餐機(jī)器人。

圖3 網(wǎng)紅送餐/送藥機(jī)器人“艾米”

（2）導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人

導(dǎo)醫(yī)功能，主要使用了語音識(shí)別與播報(bào)、元數(shù)據(jù)分析與發(fā)現(xiàn)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的深度應(yīng)用等技術(shù)。導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的工作原理在于，將病人可能會(huì)問到的問題，事先進(jìn)行調(diào)研、分析與歸類，編寫相應(yīng)的答復(fù)內(nèi)容。病患按照指定的規(guī)程提問或操作，導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人自動(dòng)調(diào)用后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的答案進(jìn)行回復(fù)或語音播報(bào)。

導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人采用一問一答的模式，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)生、護(hù)士等醫(yī)護(hù)人員的后移，避免了醫(yī)護(hù)人員與病患的直接接觸，起到了解放醫(yī)護(hù)人員的作用，從源頭上杜絕“病毒人傳人”現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）聊天機(jī)器人

智能機(jī)器人的聊天功能，與導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的“導(dǎo)醫(yī)”功能類似，使用的技術(shù)一致，只是應(yīng)用領(lǐng)域不同而已。聊天機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)，是通過調(diào)用一個(gè)用來模擬人類對話或聊天的程序。聊天機(jī)器人的成功之處在于，研發(fā)人員將大量網(wǎng)絡(luò)流行的俏皮語言、新型技術(shù)描述等加入詞庫，當(dāng)你發(fā)送的詞組和句子被詞庫識(shí)別后，程序?qū)⑼ㄟ^算法把預(yù)先設(shè)定好的回答回復(fù)給你。而詞庫的豐富程度、回復(fù)的速度，是一個(gè)聊天機(jī)器人能不能得到大眾喜歡的重要因素。千篇一律的回答不能得到大眾青睞，中規(guī)中矩的話語過于嚴(yán)肅，很難引起人們的共鳴。此外，只要程序啟動(dòng)，聊士們24小時(shí)在線隨叫隨到，堪稱貼心之至。

（4）心理輔導(dǎo)機(jī)器人

當(dāng)把聊天機(jī)器人的詞庫更換為心理學(xué)知識(shí)時(shí)，一種新的智能機(jī)器人便產(chǎn)生了。心理輔導(dǎo)機(jī)器人主要用于緩解病患的焦慮、抑郁等精神方面的問題，通過喚起病患求生、求知、求新等方面的欲望，以達(dá)到緩解病情的目的。借助心理輔導(dǎo)機(jī)器人，病患可快速打開心結(jié)，保持陽光心態(tài)和樂觀心情，快速地從陰霾抑郁的狀態(tài)中走出來。

（5）掃地機(jī)器人

掃地機(jī)器人，通過設(shè)置一定路線，對指定區(qū)域進(jìn)行道路智能化清掃。智行者公司自主研發(fā)的“蝸小白”無人掃地車，就是一款這樣的掃地機(jī)器人。“蝸小白”無人掃地車，集激光雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)等傳感器于一身，具備鬧鐘式任務(wù)設(shè)計(jì)、自動(dòng)加載地圖、自動(dòng)避讓行人、智能一鍵召回、自主泊車入位、OTA升級(jí)、大數(shù)據(jù)分析等功能，設(shè)有吸塵裝置和垃圾桶，能夠邊清掃邊收集，可以不同角度全方位清掃，清掃范圍延伸至道路邊緣的縫隙等死角，實(shí)現(xiàn)全覆蓋。圖4為火神山送餐機(jī)器人，圖5為蝸小白掃地機(jī)器人，這些機(jī)器人均在疫情期間投入了使用。

圖4 火神山送餐機(jī)器人

圖5 蝸小白掃地機(jī)器人

2 結(jié)束語

在武漢新冠肺炎的疫情中，作為一種新型的高科技產(chǎn)品，5G智能機(jī)器人在多種應(yīng)用場景中，扮演著重要的角色，為疫情的抗擊與防治，做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。本文的研究工作，在我省終端管理工作中，獲得了一致好評(píng)和高度認(rèn)可。下一階段，將從兩個(gè)方面開展工作。一方面，在橫向方面，進(jìn)一步挖掘與開發(fā)5G智能機(jī)器人的應(yīng)用場景，讓更多的領(lǐng)域從中受益，實(shí)現(xiàn)5G智能機(jī)器人的價(jià)值最大化。另一方面，在縱向方面，根據(jù)特殊的應(yīng)用場景，開發(fā)更多的5G智能機(jī)器人或其他5G終端，讓高新技術(shù)為更多的用戶服務(wù)。