一、前情提要
机器人种类繁多，按用途大类可分为工业用途机器人（移动机器人和工业机器人），家庭服务或专业服务（个人和商业用途）机器人即服务机器人。
图1：机器人分类其中爆火的人形机器人则以其形状得名，其用途可以兼顾工业和商业用途。本号前期对人形机器人以及灵巧手分别做了相应介绍，其中人形机器人可通过以下链接进行回顾：爆火的人形机器人——深度了解人形机器人的过去、现在和未来
灵巧手的回顾途径如下：如何更好地躺平？——用灵巧手制造灵巧手
关于工业机器人部分，本号同样有过较为完整的介绍，感兴趣的朋友可以跳转以下链接对工业机器人进行进一步了解：几张图片带你了解工业机器人——工业机器人介绍大全
此前，我们还对轮式移动机器人及AGV进行过图文介绍，其链接如下：几张图片带你了解AGV
且对AGV与AMR的进阶之路进行了详尽分析，以下一文即可看懂AGV与AMR的联系与区别：AGV和AMR的进阶之路——一文看懂AGV与AMR的联系与区别
二、服务机器人发展机器人形象和机器人一词，最早出现在科幻和文学作品中。年，捷克作家卡雷尔·恰佩克发表名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本，剧中叙述一家名叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场，让它充当劳动力代替人类劳动的故事。作者根据小说中Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik(波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。
图2：《罗萨姆的万能机器人》此后，美国GeorgeDevol于年最早提出了工业机器人的概念，以及被誉为“工业机器人之父”的JosephF.EngelBerger于年创建世界上第一个机器人公司Unimation（UniveralAutomation）公司，并参与设计了第一台Unimate机器人，机器人行业开始得以不断发展。
图3：第一台Unimate机器人最早的服务机器人主要用于工业领域的自动化生产。随着科技的进步，服务机器人开始涉足更多领域，如医疗、清洁、餐饮等。近年来，随着人工智能和机器学习等技术的快速发展，服务机器人迎来了新的发展机遇。
图4：快速发展的服务机器人
三、服务机器人定义及分类机器人是集机械、电子、信息、传感器、计算机、控制、人工智能、通讯与网络、材料等多学科于一体的高端智能装备。
在年日本召开的第一届机器人学术会议上，森政弘与合田周平提出：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发，森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。
加藤一郎提出，具有如下3个条件的机器称为机器人：1．具有脑、手、脚等三要素的个体；2．具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器；3．具有平衡觉和固有觉的传感器。该定义强调了机器人应当仿人的含义，即它靠手进行作业，靠脚实现移动，由脑来完成统一指挥的作用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官，使机器人能够识别外界环境，而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。
年国际标准化组织对工业机器人进行定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。”
年，法国埃斯皮奥将机器人定义为：“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统，并以此系统的使用方法作为研究对象。”
目前关于对机器人行为的描述中，以科幻小说家以撒·艾西莫夫在小说《我，机器人》中所订立的“机器人三定律”最为著名。艾西莫夫为机器人提出的三条定律，程序上，所有机器人必须遵守：1.机器人不得伤害人类，且确保人类不受伤害；2.在不违背第一法则的前提下，机器人必须服从人类的命令；3.在不违背第一及第二法则的前提下，机器人必须保护自己。在现实中，“三定律”成为机械伦理学的基础，目前的机械制造业都遵循这三条定律。
服务机器人则是在非结构环境下为人类提供必要服务的智能化装备，其高技术附加值和广泛的产品应用，己经机器人成为重要的技术辐射平台，对增强军事国防实力、提高处理突发事件水平、带动整体经济发展和改善人民群众生活水平都具有十分重要的意义。
与工业机器人相对应，服务机器人是指被广泛应用于个人、家庭、娱乐休闲、农业、物流、医疗等非制造领域，服务于人类的各种机器人，包括个人、家庭型机器人于各种专业机器人。
随着服务机器人的快速发展，服务机器人在医疗康复、家政服务、教育娱乐、救灾抢险、公共服务、商业应用、国防等各个领域大放异彩。另外，在家庭生活中，服务机器人通过老人护理、儿童陪护、医疗护理、个人服务、家用服务等为个人或家庭提供服务。
图5：服务机器人品牌、
四、服务机器人应用实例按服务机器人的功能和应用不同分类，其中发展迅速且应用较为成熟服务机器人有医疗/健康机器人、家庭服务机器人、公众服务机器人、高端仿生机器人、自动化仓储物流机器人和特种机器人等几个大类，以下列举几种典型服务机器人应用实例。
图6：各类服务机器人
A.医疗服务机器人：在手术机器人领域，美国已有超过10家公司的手术机器人获得美国FDA认证，适用于普外、胸外科、必尿外科、妇产科、骨科、脊柱外科、神经外科、头颈外科以及心脏手术。其中“达芬奇”通用型外科手术机器人，是全世界手术案例最多的手术机器人。另外，德国、法国和英国一批企业的手术机器人通过临床测试并投入市场，在普外科、骨科、神经外科、脊椎科等实现肿瘤切除、微创等手术。
图7：正在手术的“达芬奇”手术机器人
基于美国巨大的康复机器人市场，美国康复训练机器人和辅助康复机器人形成较好的产业集群，并已进入中国市场，日本在行为辅助机器人已经被广泛用于临床护理机构。
图8：康复训练机器人
基于仿生学和人体工程学设计的外骨骼式机器人，在患者的后期康复和残疾人辅助方面治疗效果明显，欧、美、日已成为外骨骼机器人的主要生产区域，并已形成龙头企业。
图9：外骨骼机器人
在脑电/肌电接口方面，美国开发的开源平台BCI被全世界大约个实验室所采用；脑电信号分析工具包EEGLAB，研制的BrainGate脑机接口设备已运用到临床试验上，获得美国FDA批准。德国实现了脑电信号协助汽车的制动，并用脑电信号实现了字符输入。奥地利实现了脑电信号的神经假体，帮助残疾人完成伸、抓、握等基本动作，以及抓水杯喝水的过程。
图10：马斯克的脑机接口公司Neuralink开始招募患者进行首次人体临床试验
此外，还有消杀机器人、医院物流机器人和导诊机器人可用于医疗服务中，基于服务机器人的相似内核，此类服务机器人通用性强，其应用形式与部分商业服务机器人类同。
图11：各类医疗系统服务机器人
B.家庭服务机器人：在老年护理机器人方面，可以分为老年情感交流机器人、老年运动辅助机器人和老年生理监测机器人等多种类型。
图12：各种类型老年情感交流机器人
老年情感交流机器人通常具备情感分析识别以及情感反馈表达的能力，随着智能语音技术特别是ChatGPT等大语言模型的推出，未来老年情感交流机器人将会朝着更智能化的方向发展。
老年运动辅助机器人包括老年智能电动轮椅、老年移乘护理机器人和多功能人形老年护理机器人等多种类型。
图13：各种类型老年运动辅助机器人
近年来，随着人工智能和机器学习技术的发展，生理监测机器人的研究和开发也取得了重大进展。这些机器人可以测量人体各种生理指标，并将数据传输到云端进行分析处理。由于老年人活动不便，随着非接触测量准确度的提升，非接触式老年生理监测机器人是未来的重要发展方向。
图14：非接触式生理检测机器人
C.商业服务机器人：
随着技术和数字化的快速发展，服务机器人已经被应用于商场、酒店、机场、景区和博物馆等场所提高业务运营效率。根据不同的工作性质，商场、酒店及其他商业场所服务机器人已经被设计为各种类型，以满足消费者的需求。包括导引机器人、餐饮机器人、厨师机器人、通信机器人、物流机器人、娱乐机器人、扫地机器人和消杀机器人等等。
图15：商业服务机器人
在博物馆、图书馆、商场、CBD和机场等场所，导览机器人可以为现场人员提供导览和信息服务。图16：导引机器人
在餐厅、快餐店等场所，餐饮机器人可以为客人提供点餐、送餐等服务。图17：餐饮机器人
D.月面机器人：众所周知，月球已经属于中国。在中国遥遥领先的有人参与式深空探测任务中，基于“以有人参与为目的，先期开展多项无人深空探测任务，将无人与有人深空探测任务融合发展，逐步突破核心关键技术，带动科学技术的跨越式发展”原则。月面服务机器人在月面作业、月面资源开发利用、科学实验及建造维修等任务中发挥了极其重要的作用。图18：各国月面机器人
月球探测任务要求月面服务机器人具备复杂地形适应能力及灵巧操作能力，在现有轮式月球车的基础上，未来可发展具有仿生、轮腿式、可重构、多机协同、人机协作等特点的月面服务机器人，为实现月面服务机器人的工程应用，同时还需解决多自由度机构协调控制、月面环境适应性、能源与通信、多机协调等关键技术。
图19：中国“玉兔”号月球车
结合无人月球探测及有人月球探测的任务需求，为了提升月面智能操作能力、降低航天员月面作业风险、减轻航天员作业负担，月面机器人的主要功能需求汇总如下图：
图20：月面机器人功能及配置汇总
五、服务机器人核心技术及进展单个服务机器人的核心技术主要包括感知技术、决策技术和执行技术等。其中感知技术用于感知环境和用户需求，服务机器人常用的传感器包括视觉传感器、声音传感器、触觉传感器等等。决策技术指服务机器人通过机器学习、深度学习等人工智能技术在帮助其做出智能决策。执行技术是通过机械执行部件、运动规划等技术支持服务机器人的动作执行，以保证任务的顺利完成。
图21：服务机器人核心零部件
服务机器人的工作环境往往比较复杂，要实现在室内环境中的自主导航，是服务机器人基本功能之一。服务机器人的自主导航涉及到环境地图构建、自主定位和路径规划三方面的问题。
为了使服务机器人能够全面而准确地感知环境，其传感器必须相互配合，以充分感知并获取环境信息。目前，有服务机器人采取多传感器信息融合的控制方式，即结合多个传感器获取路径和距离信息，并采用模糊控制算法控制服务机器人的运动。
此外，商业场合往往进行多个服务机器人的复杂调度，多机器人多传感器之间的数据共享，以实现多机器人协同控制也是行业