随着人工智能和机器人技术的发展，人们对开发和销售能够处理各种家务的家用机器人越来越感兴趣。
特斯拉正在制造一个人形机器人，据其首席执行官埃隆·马斯克称，它可以用来做饭和帮助老年人。亚马逊最近收购了著名的机器人真空制造商iRobot，并一直在通过亚马逊机器人项目大举投资该技术，以将机器人技术扩展到消费市场。2022年5月，以电动吸尘器闻名的戴森公司宣布，计划建立英国最大的机器人中心，致力于开发在住宅空间执行日常家务的家用机器人。
尽管人们对机器人的兴趣日益浓厚，但潜在客户可能还需要等待一段时间才能看到这些机器人上市。尽管智能恒温器和安全系统等设备如今已广泛应用于家庭，但家用机器人的商业应用仍处于起步阶段。
作为一名机器人研究人员，我切身体会到制造家用机器人比制造智能数字设备或工业机器人要困难得多。
处理对象
数字设备和机器人设备之间的一个主要区别是，家用机器人需要通过身体接触操作物体来执行任务。他们得端盘子，搬椅子，把脏衣服收起来放进洗衣机。这些操作要求机器人能够处理易碎、柔软、有时是形状不规则的重物。
最先进的人工智能和机器学习算法在模拟环境中表现良好。但与现实世界中的物体接触常常会绊倒他们。这是因为身体接触通常很难建模，甚至更难控制。虽然人类可以轻松完成这些任务，但家用机器人要达到人类处理物体的能力，还存在很大的技术障碍。
机器人在操纵物体的两个方面存在困难:控制和感知。许多像装配线上的拾取和放置机器人操作装置都配有一个简单的夹持器或专门的工具，只用于某些任务，如抓取和搬运特定的零件。它们经常难以操作不规则形状或弹性材料的物体，特别是因为它们缺乏人类与生俱来的有效力或触觉反馈。制造一个具有灵活手指的通用机器人手在技术上仍然具有挑战性和昂贵。
值得一提的是，传统的机器人操作器需要一个稳定的平台才能精确地操作，但当使用移动的平台时，尤其是在各种表面上，精度会大大下降。移动机器人的协调运动和操作是机器人界的一个开放问题，在具有广泛功能的家用机器人进入市场之前，需要解决这个问题。
他们喜欢结构
在装配线或仓库中，环境和任务顺序是严格组织的。这使得工程师可以对机器人的动作进行预编程，或者使用像二维码这样的简单方法来定位物体或目标位置。然而，家庭用品往往杂乱无章，随意摆放。
家用机器人必须处理工作空间中的许多不确定性。机器人必须首先在许多物品中找到并识别目标物品。通常情况下，它还需要清除或避免工作空间中的其他障碍，以便能够到达项目并执行给定的任务。这就要求机器人具有良好的感知系统、高效的导航技能以及强大而准确的操作能力。
例如，机器人吸尘器的用户知道，他们必须清除所有的小家具和其他障碍，如地板上的电缆，因为即使是最好的机器人吸尘器也不能自己清除它们。更有挑战性的是，当人和宠物在近距离行走时，机器人必须在移动障碍的存在下操作。
保持它的简单性
虽然对人类来说，家务活似乎很简单，但对机器人来说，许多家务活太复杂了。工业机器人非常适合重复操作，因为机器人的运动可以预先编程。但家庭任务往往是独特的情况下，可能充满惊喜，需要机器人不断作出决定，并改变其路线，以执行任务。
想想做饭或洗碗。在几分钟的烹饪过程中，你可能会抓住一个sauté平底锅，一个锅铲，一个炉子把手，一个冰箱门把手，一个鸡蛋和一瓶食用油。洗平底锅时，你通常用一只手拿着并移动它，同时用另一只手擦洗，确保所有煮过的食物残渣都被清除，然后冲洗掉所有肥皂。
近年来，利用机器学习训练机器人在挑选和放置不同物体时做出智能决策，也就是抓取和将物体从一个点移动到另一个点，已经取得了重大进展。然而，即使对最好的学习算法来说，训练机器人掌握所有不同类型的厨房工具和家用电器也将是另一个难度级别。
更不用说人们的家经常有楼梯，狭窄的通道和高高的架子。这些难以到达的空间限制了如今移动机器人的使用，它们往往使用轮子或四条腿。类人机器人将更接近人类为自己建造和组织的环境，但尚未在实验室环境之外可靠地使用。
解决任务复杂性的一个方法是制造特殊用途的机器人，如机器人吸尘器或厨房机器人。在不久的将来，许多不同类型的这种设备可能会被开发出来。然而，我认为通用家用机器人还有很长的路要走。
