2019年05月04日 | 机器人课程系列：远距临场机器人 解决分身乏术的困境

近年来，远距临场机器人 Telepresence Robot（或称远距亲临机器人）在机器人市场上越来越普及，它的基本设计概念，可以简单想象成一台平板计算机加上一组能远程遥控的轮子，或是一套视频会议设备安装在一台可以行走的机器人身上。

远距临场机器人让原本固定位置的装备能够自由移动，也创造了远距临场更多可能的应用。它就像是我们的分身，让我们同时在另一个地方自由移动，可以实时看到周边环境，并和周边的人面对面互动沟通。

机器人基本架构

远距临场机器人的基本架构包含三大部分：

·影音及远程控制装置：摄影机、麦克风、屏幕显示设备等设备（平板计算机）

·移动部件：马达，轮子，控制板组合

·机构部件：支撑及连接机构件、供电和通电系统及配件

它的主要功能，是让用户可以经由手边的计算机或手持装置，透过无线网络登录，并遥控身在异地的机器人，让它可以四处移动；此外，也可以藉由机器人身上的摄影机和耳机麦克风等装置，直接和对方视讯交谈和互动。

通常这些影音的功能都可以藉由平板计算机提供，就和视讯软件一样，当我们在操控机器人的同时，我们的脸也会同时显示在机器人平板的屏幕上，可以实时让对方也看得到我们的面部表情并听到我们的声音；在动作遥控部分，这一类的机器人通常移动的速度都和一般人行走速度接近，不会太快。

临场机器人的架构图

近年来，远距亲临机器人在机器人市场上热度渐增。以目前发展最好的美国为例，科技杂志《CNET》指出，到去年为止，美国已经有约三十多家制造远距亲临机器人的公司，依据使用者的不同需求，这类机器人的价格差异很大，从几万到数百万新台币的产品在市场上都看的到，Wintergreen也分析，到了2022年，远距临场机器人的市场将有机会成长至70亿美元。

应用实例

因为，远距离视讯加上远程遥控的帮助，使用者可以节省原本透过长途旅行才能达到探访目的时间及经济成本，现在只要打开网络，就可以和藉由远程，无论是和工厂、仓库、学校或医院进行联系、参访与互动。

A. 企业应用

·办公室或厂房巡视：企业主们可以利用远距临场机器人「分身」，不需要亲临现场，就可以查看商店、远程的厂房、仓库设置、装配线流程与办公室。

·客户参观产线或厂房：客户可以利用远程遥控移动的优点，直接参观厂房设备或组装线等设施，省去出差花费的旅行支出及时间。

·远距会议或讨论：企业员工可以将机器人运用在不同的地点与会议、讨论；技术人员能远程解决设备技术问题；面试人员也可以直接利用机器人远程和人资专员进行面试；无法出差旅行的员工和身体有伤残的员工也能同步参与远程办公室的活动。

临场机器人应用在办公室中

B. 远程学习

可让行动不便或患有传染性、慢性疾病，而无法到校上学的学生，在家中透过机器人参与学校的课程，让老师与同学们互动，学习不致中断；教师也能利用机器人提供远距教学，除了讲课外，还可以在教室内移动，并与个别学生面对面沟通交流，如同亲自在课堂内授课。

C. 亲属的互动及陪伴

·家中儿童或长辈的照顾及远程安全监控。

·家中祖父母、长辈和孙子女远程互动并一起游戏。

·出差或在外地的父母，可以利用机器人和家中的孩子保持互动和联系。

D. 医师看诊

医生可以从远程亲自为病人看诊，并与患者或其他医疗人员进行沟通与协商；若搭配专门的医疗设备，外科医生甚至能够在全球不同地点共同会诊执行外科手术。以iRobot和InTouch Health合作开发的RP-VITA远程亲临机器人为例，它整合了iRobot公司的自主导航和移动技术，以及InTouch Health的远距医疗和电子病历技术，让医生得以从远程取得所需的诊断数据和信息，并进行实时的诊断工作。

由于，此远程亲临机器人应用了多种先进感知零件，使其能够在医院、加护病房和急诊室等忙乱的环境中，执行自主移动技术，更值得一提的是，配置在iRobot上的iPad接口，让医护人员和病人可以直接对话和讨论。

这项产品已获得美国FDA（药物食品管理局）核准，是一款能够在医疗机构内使用的远程亲临机器人，常被用来执行心血管、神经外科、怀孕、心理和紧急救护病人的评估和诊断，目前已在多家美国的医院中被使用，对机器人和远距医疗产业来说皆是重大突破，也是机器人产品迈向实际应用的重要指标。

E. 参观展览

日前国内外已经有许多家博物馆开始应用临场机器人，让参观者直接在家中运用鼠标和计算机，随心所欲地参观世界各地的博物馆，甚至参与并聆听导览员的讲解，与现场的观众互动讨论。

以美国为例，目前有这项服务的博物馆包括：纽约自然历史博物馆、拉斯韦加斯黑帮博物馆（Mob museum）、旧金山笛洋美术馆（de Young Museum）、西雅图艺术博物馆、圣地亚哥美术馆、底特律艺术博物馆、圣地亚哥航天博物馆、圣地亚哥人类博物馆、加州山景市计算器历史博物馆、南达科达大学的国家历史博物馆等13家博物馆。

透过临场机器人，与远距医生一同会诊

临场机器人目前的困境

尽管优点出众，但若要让远距临场机器人更加普及，目前仍有许多可以提升的地方：

A. 价格需要更亲民

第一个门坎就是价格。以目前市场上较普及的机型为例，基本上价格都要上万块人民币。若以机器人能够提供的服务来说，这样的价格还是稍嫌昂贵，有部分的厂牌每年还需要缴交维护费，以维持技术及软件服务的持续更新。

B. 有能力跨越障碍物

目前远距临场机器人的设计仍只能在平坦的地面上移动，且还不具备开门、上下楼梯或按电梯的能力，现场尚需有人提供协助。换句话说，现阶段他还无法在完全没有人陪伴的状况下做到独立行动。

C. 减少需IT人员协助的频率

远程联机的功能在无线网络没有安全限制的使用条件下，大多可以透过计算机或手执装置的应用程序来达成。倘若是在无线网络有安全控管的环境，像是公司内部，则需要IT人员或网络管理员的协助来完成远程联机。

如何选择远距临场机器人？

最后，让我们来聊聊一些挑选远距临场机器人时需要注意的事项。

A. 摄影机观察的视角要大、分辨率要高

既然是远距临场机器人，好的摄影机质量是拥有高质量临场感的关键。建议摄影镜头至少具备超过90度的视角，如此一来才能在一个画面内看到更多周边环境的讯息，这对远程机器人的控制能力也更有帮助。此外，摄影机的分辨率也是越高越好（不过，当然也要考虑无线网络带宽的问题）。除了可以更清楚观察周边环境外，也可以应用相关的影像辨识功能。

B. 麦克风和扬声器质量佳

麦克风和扬声器的质量也绝对是需要注意的重点。远距的沟通如果希望有临场感，双方说话收音和播音质量都要够好。尤其是机器人端，由于常常会需要同时和许多人一起讨论或沟通，好的收音和扩音器绝对能够事半功倍！因此在挑选时可以特别挑选有多个或是高功率的扬声器的机器人。

C. 电池续航力长

为了能更有效率地执行远距工作，在充饱电之后，机器人能够依靠电池运作的时间当然越长越好。最好能够像扫地机器人一样，在低电量时，能够自行回到充电基座进行充电。

D. 无线网络传输速度快

无线网络联机是我们和远程的机器人分身唯一的沟通媒介，因此稳定且传输速度快的网络联机非常重要。

E. 远程联机容易

当我们使用手边的计算机或手持装置联机远程的机器人，看似只要将应用程序开启就能顺利连上线开始操作，数据和异地机器人之间的传输却需要通过重重关卡和安全防护，其中只要有任何一个环节出了问题，就可能会连不上！所以一个好的联机程序设计非常重要。

F. 移动速度适中

由于机器人需要跟着周边的人一起行走，移动速度要能达到每小时1.6到2公里。如果包含高速移动模式（3-4 km/hr），可以应用的范围将会更广泛！

G. 价格合理

价格绝对是影响产品能不能普及的关键因素之一。不巧的是，远距临场机器人大部分设定的贩卖对象是大型机构，例如企业用户或学术单位，设定单价也相当高。因此，如果能透过设计或改善制程以降低价格，一定能让这类型的机器人更有竞争力，因而拓展更大的市场。

小结

远距临场机器人的应用范围相当广泛，透过远程操控，即使人不再现场，也能实时监测，并和另一头的人面对面互动沟通。尽管目前还有可以改善的空间，主要市场也集中在北美，但相信随着产品性能（外观、功能）不断提升，市场将渐趋成熟。