家用教育娱乐机器人是集电子技术、计算机技术、控制技术和人工智能等多种技术于一体的嵌入式系统硬件产品，他的普及与广泛应用是未来机器人行业发展的必然趋势。该类型产品的实现需要结合运动控制、导航与视觉识别、传感器数据采集、智能监控及人工智能等多项技术。作为这些技术的硬件载体，机器人控制器是家用教育娱乐机器人的灵魂，机器人控制器的选择不但决定了产品的主要功能及成本，也成为家用教育娱乐机器人产品成功与否的关键。

　　宋宇宁，沈阳新松机器人自动化股份有限公司，嵌入式硬件工程师，主要从事嵌入式系统开发与设计工作。

　　刘世昌，沈阳新松机器人自动化股份有限公司，副总工程师，负责制定技术方案及硬件、电气设计规范。

　　区别于其他的智能硬件产品，家用教育娱乐机器人几乎具备了人的一切特征。这其中，被称为机器人核心技术的“两器一系统”是这些特征的关键组成部分：机器人控制器好比是人的大脑，配合应用软件使机器人有了思维、语言、记忆及情感；机器人传感器就是人的五官，使机器人有了和人一样，甚至比人更灵敏的视觉、触觉、嗅觉及听觉；伺服驱动系统与机器人本体组成了人的四肢和躯干，可以让机器人比人跑得更快，跳得更远。试想，这样的马儿跑的好，还不吃草，只要价格能够接受，哪个家长不想请这样的一个机器人作为孩子的成长顾问与生活伴侣呢？

　　当今市场上的家用教育娱乐机器人产品琳琅满目，层出不穷，直播，虽然不能替代父母在孩子成长中的作用，但有些产品已经能够通过自主学习与良好的人机交互体验成为孩子的良师益友，是父母上班后孩子的重要生活伙伴。根据产品的市场定位及行走方式的不同，家用教育娱乐机器人可以细分为三种类型，包括桌面型互动机器人、轮式家用机器人、双足教育机器人。接下来，作者将带领大家深入这些机器人产品的内部，对机器人的“大脑”进行剖析，对机器人的各个“器官”进行拆解，揭开家用教育娱乐机器人产品的神秘面纱。

　　孩子们的掌中宝——桌面型互动机器人

　　桌面型互动机器人通常体积较小，功能以互动娱乐为主，且不需要复杂的运动控制，处理器的选用通常为采用ARM体系结构的中低端手机或者平板电脑的芯片。产品的实现相对简单，是家用教育娱乐机器人的入门级产品，也是家用机器人厂商纷纷争抢的市场。但是这类产品往往要通过增强人机交互体验来体现机器人的价值，否则会被手机和平板电脑抢走他们的饭碗。

　　大华乐橙的小乐机器人以其呆萌的造型和比较完善的陪伴功能受到了小朋友们的关注。他的“大脑”是一颗英特尔凌动系列Z8350-T3四核处理器，主频达到1.92GHz，同时具有图形处理单元12EU 500MHz Gen8-LP，可以使小乐完成人脸识别功能，并主动识别出每一位家庭成员。除此之外，他还具有自动抓拍、智能提醒、指令响应、远程操控、视频对话、知识问答、育儿早教等功能。这些功能能够让家庭成员和孩子联动起来，并能陪伴孩子的成长，使机器人成为孩子们的掌上好伙伴。这款机器人目前售价3999元，在桌面机器人中属高端产品。

　　图1 大华乐橙小乐机器人

　　JIBO机器人来自MIT家庭机器人领域的专家Cynthia Breazeal之手，是一款典型的桌面型家用陪伴型机器人。它可以通过摄像头识别家庭成员，与家庭成员进行语音交互，并通过不断学习，成为家庭生活的助手。

　　JIBO机器人的核心是一款来自著名GPU生产厂商英伟达的Jetson TX1处理器，内部具有四核ARM Cortex-A57架构微处理器，单核频率达到1.73GHz，同时具有256核GPU，非常适用于图像识别及视觉应用的算法加速。JIBO机器人内部拥有大量的电子部件，包括高分辨率立体相机、六个麦克风、一对音箱、一个LCD触摸屏、两个冷却风扇、WiFi和蓝牙模块、LED灯、触控传感器等。将TX1处理器和这些硬件进行连接，就构成了机器人的硬件结构。

　　图2 JIBO家宝机器人外观及内部结构图

　　图3 JIBO家宝机器人硬件框图