扫地机器人能有多硬核?好家伙自动驾驶、激光扫描、NLP这些硬科技全上了,科沃斯:技术创新才能打破行业内卷...
明敏 萧箫 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI
什么,你对扫地机器人的印象,还停留在“发粪涂墙”的亚子上?
Nonono,现在你离自动驾驶最近的距离,或许就是自家的扫地机器人了。
它除了能扫描房间、自建地图,做到比你自己还了解你家的“地貌”:
还能直接通过摄像头扫描,就获得带有深度信息的3D版地图,就像苹果iPad Pro一样:
甚至不只是扫描形状和深度的3D地图,还是自带标签的场景理解地图:
没错,这确实是现世代扫地机器人的模样。前不久在科沃斯发布的最新扫地机器人地宝X1上,前文这些艺能都已经实现。
智能到什么程度?
你只需要说一句“OK YIKO,去沙发底下清扫”,就能让扫地机器人精准完成主人的任务:
△语音助手YIKO
这不禁让人好奇,从人工智障进化到“真·智能”,从半自动“工具人”进化成 “管家”,扫地机器人到底经历了些什么?
扫地机器人不乱撞,为什么这么难?
事实上,一个扫地机器人想要完成一次打扫工作,要考虑的问题非常多。
哪些东西需要清扫?哪些东西需要避开?距离多远时避开?避开后物品周围的地面如何清扫干净?遇到走动的人或宠物怎么办……
你看到的“简简单单扫个地”,扫地机器人要做的扫拖和避障决策其实高达十万余次。
为了能够更好应对复杂的清扫情况,扫地机器人的“眼睛”和“大脑”已经实现了超进化。
现在,像拖鞋、袜子、电线这类物品,扫地机器人不仅能够“看到”它们,还能在距离它们2-3cm左右就能识别,然后完成一次帅气的规避。
在这几个小小的动作背后,用上了LDS激光雷达、3D结构光、dToF、AI算法等一系列在航空航天,自动驾驶和智能手机上同样搭载的技术。
拿“避开拖鞋”这个操作来说,要让扫地机器人做好就并不容易。
其中,光是辨认物体,就要用到3D结构光、dToF、AI算法几种技术的结合。
3D结构光技术,可以让扫地机器人“看见”物体、“理解”环境,也就是通过传感器,采集到物体的深度、位置等信息。
通过在传感器里内置一个点阵投射器,用它向要识别的物体发射出成千上万个追踪点,再用红外相机“啪”的一下拍下来。
利用红外相机收集到的数据,结合内置算法,就能迅速得出物体的3D信息。
我们常用的人脸识别就是应用了这项技术,如果你有苹果手机,从它的小刘海上就能看到3D结构光需要的点阵投射器和红外镜头。
到了这一步,扫地机器人做的才只是前期工作。
仅仅获取路障的三维信息还不够,现在的扫地机器人必须弄明白路障到底是什么。
这就需要AI算法出场了,让扫地机器人“读懂”物体,实现分类清扫。
通过目标识别算法,扫地机器人可以对家居环境中常见的物体做出分类和判断。
比如小的碎屑、地毯是需要清扫的物品,而拖鞋、袜子、电线等是需要避开的物体。
看上去非常简单的步骤,其实对机器人的算力要求非常高。
像科沃斯最新发布的地宝X1,为了能够识别更多物品、做出更快的反应,就用上了智能驾驶级别的地平线专用AI芯片。
要知道,这款芯片的算力可以达到5TOPS,在地平线官方宣传中,它的能力可以达到自动驾驶L2+级。
所以,有了自动驾驶技术的扫地机器人,现在真的不会“发粪涂墙”或者拖着袜子满家跑了。
能够看到物体、认识物体后,最关键的步骤也就来了:躲避。
从避开拖鞋这个动作中可以看出,扫地机器人不是撞上拖鞋后才躲开,而是在距离拖鞋还有几公分的位置时,就判断出了前方的障碍,全程非常丝滑。
这就体现了3D结构光配合dToF技术的神奇之处。
3D结构光在获取物体3D信息的同时,也可以获取物体的深度信息,但在距离上能做到的比较有限;dToF则可以补充远距离的深度信息。
它通过在单帧测量时间内,向物体发射、接收多次光信号,并记录每一次信号来回的飞行时间、做直方统计图,将其中出现频率最高的飞行时间(ToF)用于计算和目标之间的距离。
△图源:维基百科
这也是为什么扫地机器人在到达障碍物的安全距离后,就会及时刹车、重新调整路线。
而且在AI识别的加持下,扫地机器人针对不同种类的物品,还能做出不同的规避策略。
比如属于安全物品的拖鞋、袜子、椅子,它会尽可能逼近物体,在距离3cm左右时才会调整路线;而对于比较危险的电线,安全距离就会增加到5cm左右。
扫,但没完全扫?不存在了
你以为这就解决问题了?
除了大秀操作的避障技术,扫地机器人想要完成一次完美的清扫任务,必须对家居环境有充分的了解和明确的路线规划。
△蛇皮走位vs规划路线
这就要看看让它摆脱“蛇皮走位”的LDS激光导航和dToF技术。
在扫地机器人顶部的小圆盘里,就藏着一个可以旋转的激光雷达。
它可以高速旋转发射出激光,根据激光照射到目标物后反射回来的时间,来判断自己和目标物之间的距离,从而判断出自己所处的位置、实现定位。
像此前没有导航的随机扫地机器人,往往是走到哪扫到哪,完全没有规划。
最终结果就是:扫了但没完全扫,主人不得不自己重新扫。
而dToF技术可以让导航的精度进一步提升。
其最大的优点就是几乎不受光线干扰,可以保证扫地机器人在昏暗环境下工作时,依旧保持超高的精确度。
事实上,现在的扫地机器人在工作前都会对家居环境进行一次全方位的扫描,并构建出一个3D地图。
这时依旧要靠LDS激光雷达和dToF强强联合。
配合SLAM算法,扫地机器人可以从一个完全未知的家中任何一点出发,360°全方位识别家居环境信息。
还可以构建出一个精准的3D户型图,对复杂户型进行识别、并对清扫路线进行规划。
在之后的日常使用中,它还会进一步精细化已经构建出的户型图,对存在偏差的地方重新校正,最终让机器人彻底“盘清楚”家里的地形。
此外,LDS激光导航还能让机器人实时自我定位,并且记录下来。
这一方面能让机器人按照规划的路线进行清扫,另一方面还能它在充电后继续回到刚刚没打扫完的地方工作,避免了此前随机清扫机器人会出现的漏扫、重复清理的情况。
还打破了这些“刻板”印象
BUT,众所周知,扫地机器人的非人“艺能”不止乱撞乱跑。
扫到一半灰尘盒满了,当场罢工;地板地毯水泥地一起拖,加速更换;虚拟墙一不小心忘设了,直接出门到小区里转几圈……
但现在,这些也已经成为“传统印象”了。
针对没有虚拟墙就无法实现个性化清理的情况,最新的扫地机器人能通过AI语义分割、3D目标定位识别,再结合路径规划技术,满足任意地点的清扫需求。
为了让需求交互变得更直接,现在还加上了AI智能语音交互功能,说句话就能指派它干活。尤其是对老年人而言,扫地机器人有了语音控制后,使用起来要简单不少。
例如,不需要扫地机器人全屋清洁,想让它来清理一下倒在沙发底下的狗粮、或者是洒了一厨房的油污的话,只需要呼唤一声名叫YIKO的语音助手,“OK YIKO,去沙发那儿扫一下”,机器人就能听懂“沙发”和“扫”的指令,准确到达指定地点干活。
针对“自动罢工”的情况,最新的扫地机器人基站,已经集成了自动集尘、自动洗拖布、除菌烘干等功能,真正意义上实现了清洁全过程“彻底解放双手”的效果;
还有无差别拖地的情况,最新的扫地机器人加装了AI自动识别,准确识别地面的材质、选择最合适的清洁方式,例如在木地板、瓷砖上进行拖地,而水泥地、地毯等则以扫地替代……
初代扫地机器人玩家能想到的所有槽点,最新的科沃斯地宝X1基本都解决了。
积淀下的技术爆发
回看行业本身,扫地机器人似乎恰好赶上技术爆炸的时代。
一如当年兴起的智能手机,可搭载的技术取之不竭,谁能在同一时间里搭载更多前沿技术,谁就会在市场中占据更大的先机。
但技术真是毫无预兆地爆发的吗?
其实不然。
作为一类科技产品,扫地机器人的发展已经走过了两个十年,2次迭代。
从1.0时代的“图个新鲜”,到2.0时代的科技突破,再到3.0时代的真·智能,每一个时代的扫地机器人,较之上一代都有非常显著的变化。
1.0时代,指2001~2010年前后,彼时扫地机器人并不智能,内置的算法只能满足最基本的扫地要求,开关也只能通过物理按钮进行,基本没有其他功能。
△仿佛1.0时代的扫地机器人
后来虽然出现了像惯性导航、超声波导航等技术,但缺点也同样明显。惯性导航依赖的硬件(陀螺仪、加速计等)不够精准、同时仍旧依赖碰撞算法;超声波导航受噪音干扰又太大,扫地机器人整体处在技术闷头积累的阶段。
这个阶段确实有一批愿意吃螃蟹的消费者,支持者往往是信仰技术改变世界的少数,大众消费者未必买单。
2.0时代,出现在2010年前后,期间以深度学习为主的AI算法也开始兴起,扫地机器人也开始迎来技术上的突破。
2010年左右,激光雷达技术成本骤降,以激光雷达为核心的扫地机器人定位导航技术LDS-SLAM开始出现,解决了惯性导航、超声波导航出现的各种问题,主动导航规划有了成熟的解决方案;
2015左右,行业开始出现将清扫和拖地合二为一的“扫拖一体”技术,颠覆了人们对扫地机器人只能扫地的“鸡肋”印象。如今,这项功能已经成为市占率92%的财富密码;
2017年初,以AI技术为核心的视觉算法、交互方式开始进入扫地机器人行业,进一步提供了扫地机器人物体识别的能力,也真正缩短了机器与人之间的沟通距离……
这一阶段里,扫地机器人在智能、功能和交互上具备了一定的实用性,但大多仍旧停留在半自动的状态,买家虽有增多,但仍无法让宅家的你在打扫方面彻底躺平。
如今,随着科沃斯9月15日推出的地宝X1,扫地机器人也迎来了3.0时代,即人们口中“未来机器人”的理想形态。
无论在智能、交互还是功能上,都更加趋近成熟,机器人的视觉中同时拥有了3D深度和物体信息,交互能力与技术深度融合,让机器拥有“思想”,全自动完成整个清扫的过程。
该阶段中,扫地机器人真正从“技术定义需求”的闭环中走出来,像智能手机一样便利人们的生活。
在扫地机器人逐渐迭代的历程变化中,科沃斯一直身处浪潮正中。
早在2009年,科沃斯就已经作为国内先行者进入扫地机器人领域,彼时行业还处在1.0阶段,但科沃斯已经积累了几十项技术和设计专利。
2013年,科沃斯作为国内第一人,将LDS-SLAM运用于扫地机器人领域,带领行业进入2.0阶段,拥抱技术升级。
2015年,第一个推出扫拖一体技术,推动扫地机器人步入扫拖一体化时代;2017年,第一个推出3D-drive立体清洁系统……
这样的“行业首个”经历,科沃斯还有很多:布局VSLAM和LDS-SLAM双技术路线;推出用于避障的AI系统AIVI;将TrueDetect 3D结构光避障技术应用到扫地机器人上……
从LDS-SLAM、扫拖一体到AI避障、交互算法,科沃斯不断突破的新技术,赋予了扫地机器人更多的实用性,真正实现了一定程度上的自动化,这也正是扫地机器人2.0时代的标志。
在那之后,科沃斯并未停止前进的脚步,2020年光是研发投入,就达到3.38亿元;仅2021年上半年,在研发上就已经投入了2.02亿元。
而如之前所说,科沃斯最新出品的地宝X1,开启家用服务机器人的新纪年。
如果说2.0的扫地机器人能快速规划完成全屋清扫,地宝X1作为扫地机器人,更像是智能管家一样的存在:
升级成3D建图的定位导航规划,与2.0时代停留在激光雷达建图的2D效果已有很大差异,机器人真正“看见”了人类眼中的世界。
将AI语音交互技术用于扫地机器人,真正做到了让机器人“听懂人话”,做出人需要的任务,这在行业内还是首个;
扫地机器人本职的清洁功能,也从单纯的“扫拖一体”,终极进化成了自动补水、洗拖布、除菌、烘干、集尘……等集大成的机器人。
没错,站在我们普通人角度看,地宝X1更接近于我们认知中“真·懒人神器”。
不同于之前几代产品,扫地机器人3.0时代就此到来。
回看扫地机器人的历程,从被视为「鸡肋」的1.0时代,到2.0时代迎来的全面技术突破,一直进化到如今3.0时代的“全面智能”,也是智能、功能和交互技术在进化中一个不断积淀的结果。
在这其中,科沃斯并非恰好抓住时代节点的玩家,而是敢吃螃蟹、敢披荆斩棘,在背后掀起技术革新的先行者。
这些改变并非一蹴而就,需要量变到质变的演化,尽管这一过程中有人质疑、有人嘲弄,但坚持深耕技术,不断追求产品极致的人也最终成为开启新时代的先行者。
未来我们家里清洁还会变得如何方便,如何舒心,还得依靠这些技术先行者的努力探索。
扫地机器人能有多硬核?好家伙自动驾驶、激光扫描、NLP这些硬科技全上了,科沃斯:技术创新才能打破行业内卷...相关推荐
- 硬核拆解自动驾驶工具链丨如何应对无人车部署落地的挑战?
自动驾驶如同一场竞速比赛,每一个环节都需要争分夺秒,在无人车落地部署环节我们如何缩短时间,让社会更快地享受到无人车所带来的便捷? 在第六期博闻驭识线上课堂,由驭势科技软件产品总监Wei为大家拆解驭势科 ...
- 用扫地机器人楼下吵吗_家里是复式的,用福玛特扫地机器人能扫完楼下拿到楼上接着扫吗...
家里是复式的,用福玛特扫地机器人能扫完楼下拿到楼上接着扫吗 复式空间不影响路线规划的,不用担心这个问题.###不需要扫地机器人自己规划吧,没问题的. 2020-08-30 111评论 收起评论 分享 ...
- 关不关机 扫地机器人_BOBOT扫地机器人能扫还能拖,你的家庭好助理
现在的生活节奏紧张,很多人每天都在熬夜,不仅是工作方面的也有娱乐方面,但正是这种紧张的节奏导致家庭卫生方面的打理变得不够频繁,请保姆又请不起,于是扫地机器人成了众多人眼中追求的对象,正是因为他们能比较 ...
- 扫地机器人能过去地垫_在那台石头扫地机器人用了近一年之后...
去年差不多这个时候很幸运的申请到了石头机器人的体验,作为一名本身就是小米机器人一代用户感受了下这台"更贵"的机器,然后写了一篇比较主观的体验感受,没想到在平台这边还是引起了不少的热 ...
- 纯手工打造AI小电视,这个B站up主太硬核了!硬件自己焊接,驱动代码全手写...
点击上方"码农突围",马上关注 这里是码农充电第一站,回复"666",获取一份专属大礼包 真爱,请设置"星标"或点个"在看&quo ...
- 扫地机器人能过凸起地面吗_老司机教你一眼看穿扫地机器人的套路
原标题:老司机教你一眼看穿扫地机器人的套路 说到扫地机器人,想必大家都不陌生.它虽然很早就出现了,但确是近两年才走入人们视线的.敢于吃螃蟹的人有的已经体会到了扫地机器人带给我们的便利,有的用了几次感觉 ...
- 扫地机器人能过凸起地面吗_适用于不平整地面的智能扫地机器人的制作方法
本实用新型涉及智能机器人领域,具体为适用于不平整地面的智能扫地机器人. 背景技术: 扫地机器人,又称自动打扫机.智能吸尘.机器人吸尘器等,是智能家用电器的一种,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地 ...
- 超硬核!操作系统学霸笔记,考试复习面试全靠它
之后会发布基于基础知识的大部分算法的模拟代码合集,敬请关注. 进程基础 进程的基本概念 程序顺序执行的特征: 1)顺序性:处理机严格按照程序所规定的顺序执行,每一步操作必须在下一步操作开始前执行 2) ...
- 硬核 - Java 随机数相关 API 的演进与思考(上)
本系列将 Java 17 之前的随机数 API 以及 Java 17 之后的统一 API 都做了比较详细的说明,并且将随机数的特性以及实现思路也做了一些简单的分析,帮助大家明白为何会有这么多的随机数算 ...
最新文章
- KVM 实现机制---(很經典)
- 参考灵敏度_和平精英2021灵敏度分享码一览 S11灵敏度压枪目前最稳调整攻略
- mysql 主主+ Keepalived 高可用
- pytorch 指定卡1_在pytorch中指定显卡
- 【英语学习】【WOTD】minion 释义/词源/示例
- C/C++文件字符串处理
- 简述linux命令的,简述linux系统以及一些简单的命令
- 超实用的浏览器插件json格式转换
- ML-Agents案例之推箱子游戏
- Python常见面试题总结
- phalapi可以依赖注入么_3.2 PhalApi 配置
- 青蛙跳台阶(pta)
- VirtualBox中安装Fedora9及其ARM开发环境配置
- Ubuntu16.04+Titan Xp+Tensorflow1.3+Cuda8.0+CuDNN6
- Kafka安装与简介
- 卷积神经网络——YOLOV1论文翻译
- 嵌套循环中的break和continue使用规则
- CCNA 初学(第一课)
- jsp22216美食菜谱食谱网站系统mysql
- iOS经典讲解之App上架(可供销售)后App Store搜索不到的解决办法