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家用机器人专利部署进入高潮期

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家用机器人专利部署进入高潮期

更新:2014年07月29日点击:12381

 

       家用机器人将成支柱产业

       近年来,家用机器人市场开始迅速发展。到2007年,全球家用机器人数量将超过400万台;到2010年,上千万家庭可望购买和使用智能机器人;到2020年,某些发达国家将实现每个家庭至少拥有一台机器人,届时,家用机器人将像目前的门铃、固定电话、计算机、电视机、电冰箱等一样普及到千家万户,造福亿万人民。

       在开发家用机器人方面,美、日、韩厂商最为积极。美国拥有一大批全球一流的机器人设计、制造公司,其产品已经广泛应用于工业制造、国防、反恐、消防、医疗、科学试验、教育等领域。随着工业机器人市场的日益饱和,美国家用机器人市场可望出现爆炸性成长。为此,美国微软公司成立了机器人事业部。据其评估,未来10年内,机器人将像个人电脑一样走进千家万户,成为IT、家电、家装、安防、家政等行业的主打产品之一。为此,微软公司投入巨资和大量人力资源开展机器人模型的建造和软件的设计工作,可望开发出高度智能的复杂仿真机器人。专家估计,微软公司的巨大投入将会在机器人软件应用领域投下一颗重磅炸弹,可能像Windows 95那样带来一场席卷全球的新技术革命。除了微软,美国还有一大批企业已经投身家用机器人产品的设计、制造工作。

       长期以来,日本制造了全球约2/3的工业机器人。日本一大批工业机器人制造、应用巨头也已纷纷投身家用机器人的设计、开发工作。例如,东芝、松下电工、NEC、索尼、丰田、本田等公司每年投资上亿美元开发家庭机器人,并取得了不俗的成就。例如,2005年,东芝公司的一款家用机器人被美国《时代周刊》评为“年度最优发明产品”。它可直接与人对话,能理解人的口令,并根据人的指令完成开关电器、上网收集资料等工作。三洋公司制造的家用机器人不但可以充当家庭宠物,而且可以巡逻、看门、报警、自己充电,实施红外线、声音、温度与气味等的安全监控。东芝公司制造的伴护机器人能自动识别用户并永远陪伴其左右。用户移动时,机器人会自动跟随;用户逗留,它会在旁边等待。如果和用户走散,机器人会自动呼唤、搜寻用户。该机器人还可自己寻找电源充电,识别危险状态,实施防卫或者呼救。该产品携带方便,智能程度高,互动性强,是儿童、老人、妇女、残障人员理想的随身小卫士。

       此外,三菱重工推出的家用机器人能记忆、识别10个人的长相,听得懂复杂语言和词汇,而且可以充当保安、护士、秘书、厨师、宠物饲养员等。用户还可通过互联网或者手机遥控该机器人,并远程观看其工作业绩。该款机器人已经能够通过环境学习自动做出反馈,不再依赖人工遥控,在没有主人指挥的情况下,它仍可独立发挥保安、护士、秘书、厨师、宠物饲养员的职能。除了企业,日本政府也非常重视家用机器人产业。例如,日本经济产业省最近发布了未来10到30年的“国家技术战略规划”。根据这个规划,未来家庭生活中将出现的最大变化,就是机器人的普及。为此,日本政府将通过该规划,全力推进家用机器人技术的研发工作,促进相关产业的发展。

       除了美国和日本,韩国也是全球机器人技术最发达的国家之一。韩国企业已经制造出高度仿真机器人,其相貌、动作、神态、语音等已经几乎能够以假乱真,而且能够进行很多复杂的互动式自主操作。用于保安、伴护、护理、家教、娱乐、文秘等各种功能的家用机器人产品都已经出现。韩国政府也计划把机器人技术作为21世纪本国最主要的创新科技,并倡导在2020年前每个家庭至少拥有一个机器人。为此,韩国信息通信部联合国内30多家高技术公司,以及上千名来自大学、研究所的科学家,开展家用机器人的系统化、标准化设计工作。从目前的趋势看,韩国的家用机器人工业可望跻身世界前列。

       我国也有不少企业已经投身家用机器人的设计、制造工作。例如,1999年6月,青岛海尔机器人有限公司宣告成立,并陆续设计、制造了多种机器人产品。2005年11月,该公司“家用保安机器人共性单元部件及技术的研发”项目获得国家863计划的资助,可望继续推出更先进的商业产品。此外,深圳市繁兴科技有限公司、四川自贡挚诚科技有限公司等也推出了一些家用机器人产品。除了企业,清华大学、北方交大、哈尔滨工业大学、上海交大等也在家用机器人领域取得了不俗的研究成果。我国政府也非常重视家用机器人工业的发展。例如,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中,智能服务机器人是我国将大力发展的四大先进制造技术之一。在企业和政府的共同努力下,我国家用机器人工业可望取得较大发展。

       国外家用机器人专利技术部署

       家用机器人涉及仿生、生物识别、传感器、通讯、雷达、全球定位、存储器、机械设计、自动控制、软件、计算机等工艺,还涉及力学、材料学、心理学、语言学、数学、哲学等学科。家用机器人相关的专利技术更是数以万计。近几年来,家用机器人系统、方法、整机设计专利开始大量增加。这标志着大规模的商业应用局面即将出现。

       在该领域,PCT专利申请主要来自日本、美国企业。例如,WO0239864号文献涉及一种在平面上随机移动的智能机器人,它可以配置卫生清洁装置等,制成清洁机器人。WO2006089307号文献涉及地板的自动清洁机器人。WO2005098729号文献涉及一种护理机器人。它能监测、发现主人的表情和动作,判定是否需要它提供帮助。它还能检测烟雾、温度、一氧化碳等指标,自动提供预警、救助服务。WO2004065073号文献涉及一种能够远程遥控的机器人,可以进行五度自由移动,并可进行电话视频会议,主人可通过它无线监控特定对象,尤其适合监控、护理病人和老人。WO2004031878号文献涉及一种适合在布满障碍的家居环境中四处自主游弋的家政机器人。主人可通过其摄像头远程无线监控各种可选对象。WO0137060号文献涉及一种低能量家居清洁机器人。

       日本特许厅公开的相关专利文献最多。例如,JP2005284535号文献涉及一种监控人,尤其老人和病人的机器人系统。JP2004306242号文献涉及一种接受语音指令,提供家政服务的智能机器人。JP2004268148号文献涉及一种适合在家庭、医院、办公室、商店等环境下搬运物品的非工业机器人。JP2004157941号文献涉及一种家居护理与娱乐机器人。JP2003346152号文献涉及一种物体识别的装置、方法,以及相关的智能机器人。JP2002351305号文献涉及一种适合开展语言培训的机器人。JP2002199470号文献涉及一种通过视频信号学习、反馈环境信息,开展互动式、自主操作的家用机器人。JP2000222576号文献涉及一种能够识别人,并相应提供服务或者消极反馈的家政机器人。

       美国专利与商标局公开的相关专利文献比日本特许厅少,但是相关领域的重要专利一般都会在美国出现。例如,US5941679号文献涉及一种能够自动开、关门窗的机器人。US2006190133号文献涉及一种能够爬楼梯的清洁机器人。US2006178777号文献涉及一种具有家居保安、家什状态监控功能的机器人。US2005251292号文献涉及一种能识别、规避动态障碍的自由行走机器人。US2005137747号文献涉及一种家用互动仿真机器人。该机器人与真人类似,而且主人可与之进行对话,指挥其提供各种家居服务。US2005067994号文献涉及一种使机器人在特定区域活动的技术。US2003233930号文献涉及一种音乐娱乐与教学机器人。

       此外,韩国知识产权局、欧洲专利局公开的相关文献也不少。例如,KR2003068885号文献涉及一种能够引导机器人自动回家的方法与装置。KR2003005584号文献涉及一种控制家用机器人行走路线的方法。KR2002030526号文献涉及一种自我控制机器人,以及用它实现家政自动化的系统和方法。KR2001016048号文献涉及一种多用途家用仿真机器人。EP1566782号文献涉及一种专门负责监控、护理家中老人的机器人。

       国内家用机器人专利技术部署

       我国机器人工业远远落后于欧美、日韩,国家知识产权局公开的家用机器人系统、方法、整机设计专利也不多,主要分布在如下领域:

       第一,运动机器人。例如,02818379.7号文献涉及一种足球、格斗机器人及其驱动和操作装置。它把可作为各种移动体驱动装置的三轮驱动转向架设置在机器人玩具上,如利用新型的三轮驱动转向架,使机器人无需依赖艰难僵硬的步行动作,实现自由活动。03133758.9号文献涉及一种手控拾射球机器人。

       第二,娱乐机器人。例如,200410051068.9号文献涉及一种智能玩具机器人。200410017728.1号文献涉及一种使机器人随音乐节奏跳舞的互动装置。92109141.9号文献涉及一种机器人表演系统。表演机器人由形似人的机壳和安装在机壳内的机器构成,机器以压缩空气为动力。微机以音响系统同步信号为外部指令,其输出指令由功放驱动箱识别和放大后控制空压系统电磁阀工作电源、电机电源和灯光电源的通断,从而使系统各硬件配合表演机器人按预定程序完成表演的全过程。02151062.8号文献涉及一种吹笛机器人。

       第三,清洁机器人。例如,200310117051.4号文献涉及一种自攀爬曲面清洁机器人。它适合清洗曲面、球面高层建筑外墙表面。机器人主体由主框架和后箱体两部分组成,它们都是由平行的铝型材构成的长立方体。在主框架上安装有前、后支撑俯仰调节结构和前下插抓持机构;在主框架的前、后中部还装有主、辅驱动,在主框架的下边还装有船形板。后箱体上装有后下插抓持机构,在后箱体的左右两外侧各装一组清洗装置;后箱体与主框架通过八个滑块连接;后箱体与主框架之间可以相对滑动。它能在曲面和球面的建筑外墙表面上攀爬、检测、越障、擦洗。03143624.2号文献涉及一种用于清洁机器人的位置信息识别装置。200410078144.5号文献涉及一种多功能集成的通风管道清污机器人。200410043117.4号文献涉及一种空气净化机器人及其系统。

       第四,劳动机器人。例如,200480007086.5号文献涉及一种机器人设备、信息处理方法和程序,机器人可根据用户指令和学习周围环境自动决定动作,提供家政服务。

       第五,安保机器人。例如,200610032660.3号文献涉及一种家政服务机器人。它包括行进装置、感知装置、接收装置、发送装置、控制装置、执行装置、存储装置、交互装置等,能够从事防盗、监测、报警、安全检查等工作。02137572.0号文献涉及一种仿生型自动视觉和视线控制系统及方法。该机器人系统可用于各种固定场所的监视、防卫及看护。200410028061.5号文献涉及一种保安巡逻机器人。它包括(1)机器人本体,其移动控制部件和支撑架分别与外壳紧固连接;(2)安防监控系统,由红外测温传感器、烟雾传感器、热释红外传感器、微型CCD摄像头、警灯、蜂鸣器以及图像信号无线传输模块组成;(3)控制系统,通过指令信息完成保安巡逻机器人在所处环境里的自主巡逻、移动控制和报警控制;(4)多传感器信息融合系统。该机器人可以设定为自主巡逻、人工操控等模式,按照预先设定的路线进行巡逻,通过融合来自多个不同传感器的信息,确定自己所处的位置,还能自主地避开周围障碍物并修改前进路线。

       第六,护理机器人。例如,02131191.9号文献涉及一种识别人眼注视方向的装置和方法及其应用。它包括由摄象头、图象接口和处理器所构成的硬件设备,定时循环图像采集与人眼注视方向识别,以及将人眼注视用作控制指令或辅助信息的非接触智能控制技术。它可以用于家用电器、游戏机、医护仪器、智能机器人以及残疾人和某些特需者的非接触控制装置,应用注视方法开启和关闭空调等简单电器,“唤醒”处于待命状态的机器人或计算机,对驾驶员视线偏离的安全提醒等。

       第七,教育机器人。例如,200610018536.1号文献涉及一种教育用机器人控制系统。它包括控制器、执行器和/或传感器,控制器与执行器和/或传感器之间通过线路连接;控制器与执行器和/或传感器之间通过三线制总线连接,三线制总线由两根电源线和一根信号线组成;执行器和/或传感器通过信号转换电路与总线连接。

       第八,烹饪机器人。例如,200310108648.2号文献涉及一种烧菜机器人。在一个长方形的柜形箱体中,它有序地集合、储藏、运拿盆碗装置,以及炒锅及搅拌装置、物料储藏添加装置、调味品储藏添加装置、出菜、储存菜肴装置、清洗吸排油烟装置,以及计算机控制系统装置。各装置经各种传感器通过连接控制电路,由电脑代替人工进行智能控制、操作炒菜工具。用户可以通过机器人主控电脑系统中的显示器、键盘,或经网络远程控制机器人。

总之,我国当事人,尤其企业在家用机器人领域的专利部署力度很弱,在国外公开的专利申请更加罕见,可能错过该领域的专利部署高潮期。从专利部署情况看,我国以公立大学、国有企事业单位为主导的科研体制比较缺乏竞争力。强大的私营高科技部门是国外家用机器人工业快速发展的坚实基础。借鉴国外经验,在这个高度竞争的家用机器人市场上,我国也要培养一些私营的研发、制造巨头。

 

       来源:中国知识产权报