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从地板到草坪:服务机器人的眼界和边界

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-11-02     来源:智东西     浏览次数:625
       上周三,服务机器人龙头科沃斯发布了其首款割草机器人GOAT G1。

       看到这个消息,你脑海中的疑惑可能会有很多:科沃斯不是做扫地机器人的吗?割草机器人就是把扫地机器人的刷子换成了“镰刀”吗?割草机器人也能像扫地一样智能吗?

       在回答这些问题前,我们可以先来看一组数据,全球的私人草坪和花园共计2亿5千万个,但割草工具的机器人化率仅有10%,2021年全球草坪护理工具市场规模达到57.5亿美元,而割草机器人仅有7亿美元。

       可以看出,割草机器人作为一项硬需求,其市场空间很大,但就现有的设备来看,还伴随着人工预埋线、随机或半规划切割、卡困碰撞坏、伤人伤物等痛点,智能化程度极低。这样一片蓝海市场,为何鲜有机器人玩家光顾?

       带着这些问题,我们试图从科沃斯的首款割草机器人出发,去剖析科沃斯高调入局这一产业的原因和底气,以及从地板拓展到草坪,科沃斯如何将服务机器人技术的眼界和场景的边界不断外延。

       01.又准又强又聪明,1天割草600平

       我们可以先设想一下,一台割草机器人的工作包括什么,把庭院里的杂草清理干净、不要漏掉每一处杂草、不要把自己碰坏。

       不过要让割草机器人做到这些并不容易,比如,首先私人草坪是有边界的,而让机器人有边界意识往往需要人工预埋线,费时费力。其次,割草机器人还需要有定位意识,避免重复作业,及时回充。最后,它还需要有自我保护意识,避免卡困碰撞。

割草机器人

       将这几大痛点拆解一下,就是割草机器人的边界感知、精准定位和导航避障功能。其中精准定位能力是基础,也是边界识别和导航避障的基础。科沃斯机器人CEO钱程说:“这是机器人在任何环境下都应当具备的能力。”

       因此,基于这三大底层逻辑,科沃斯割草机器人GOAT G1正式落地。

       那么,问题明确了,解决方案从哪入手?科沃斯给出了答案,“要解决割草机器人的能力问题,机器人视觉是最佳方案”。

       科沃斯割草机器人GOAT G1搭载了TrueMapping四重融合定位系统,其核心就是科沃斯首创的360度全景摄像头和鱼眼摄像头的机器人双目视觉解决方案。

视觉解决方案

       有这两颗摄像头的加持,割草机器人就可以无死角观测周围情况。它顶部的360度全景摄像头,有效视野达到100米,一般情况下这一覆盖面积足以满足庭院内的观测需求了。

       正前方的鱼眼摄像头拥有150度的视角和100米的有效视距,能让割草机器人看得远的同时,看得清视觉前方和地面视野。

视觉解决方案

       双目视觉定位系统能够以每秒25帧的频率实时扫描整个庭院环境,每帧可检测到至少500个地面和立体空间位置特征点,能够实现庭院内的“厘米级”精准定位。

       为了让GOAT G1的定位更加精准,这一系统还集成了UWB超带宽无线载波通信技术、惯性导航技术和GPS定位技术。纯靠视觉方案的话,可能会在光线突变等极端工况环境下定位不稳定。

       基于精准定位这一基础能力,TrueMapping四重融合定位系统同时也解决了繁琐的“边界线部署”问题。

       边界的定义就是让割草机器人明确自己的工作环境,用户在最初使用设备时遥控G1围绕着庭院走一圈后,就可以在20-30分钟内完成标准庭院的边界设定和地图创建。即使庭院布局发生变化,用户也可以重复上述操作,快速设定边界。

       解决了定位和边界问题,割草机器人就要正式工作了。

       GOAT G1基于清晰的“边界”和精准的“定位”,能够将一大块草坪进行逻辑切割,将草坪划分为规则的子区域,通过弓字型路径规划完成草坪切割。该机器人能做到一天切割600平米,且做到不重复、不遗漏,因此相比于此前的割草机器人,修剪后的草坪也更加美观。

割草机器人

       此外,为了避免割草机器人破坏或伤害到庭院内常见的水管、秋千、小动物等,G1配备了适应庭院环境的、由视觉传感器和ToF传感器组成的AIVI 3D解决方案,使得该割草机器人可以避开障碍物,提高安全性。

       解决了这三大难题后,割草机器人的智能化水平大大升级,对它的评价,钱程用了三个关键词概括:精准、强劲、聪明。

       除此以外,G1还可以充当“庭院管家”,让用户打开APP就可以获取到割草机器人拍摄的庭院影像,并且自动检测识别可疑事项,推送消息给用户的同时,发出声音警告。


       02.从扫地到割草
       服务机器人场景边界不断外延


       看完割草机器人,你是不是会有一种似曾相识的感觉?规划路径、精准识别、准确避障,这都和家庭中的扫地机器人有异曲同工之妙。

       但从工作环境和功能来看,割草机器人和扫地机器人又有很大的不同,那么,科沃斯是如何一步步构建起自己的技术护城河?又成功让机器人从家里走向庭院?

       其实,科沃斯割草机器人从研发到落地的底层逻辑,除了从现有产品、割草场景下的痛点出发,都离不开它此前在室内场景机器人中的技术积累。

       目前,在室内场景,科沃斯已经形成了扫地机器人、擦窗机器人、空气净化机器人在内的产品体系。

科沃斯机器人

       根据2021年年报,在国内市场上科沃斯连续多年稳居市场龙头地位。其中,线上市场科沃斯以43.5%的品牌销售额占比高居行业第一,线下市场的销售额占比则高达86.6%,双第一证明了其已有产品体系和技术实力的显著优势。

       此次,科沃斯在割草机器人上的解决方案,其中很多核心技术都是基于扫地、擦窗机器人等产品的研发,并迁移、改进至G1中。

       首先,不论室内还是室外,精准定位都是机器人最重要的能力。钱程说:“如何将这些(定位)技术运用到割草机器人身上,是我们一直在研究的课题。”

       在定位技术上,科沃斯已经探索了十余年时间。早在2013年,科沃斯推出扫地机器人地宝9系,该机器人搭载了LDS激光雷达定位技术,2018年,新一代地宝又搭载了VSLAM视觉定位技术 ,该技术通过摄像头来采集环境信息,让扫地机器人的线路规划更加合理与高效。当时,科沃斯成为业内唯一一家同时布局激光和视觉定位双技术路线的公司。



       基于这些技术积累,使得割草机器人的精准定位能力在短时间内得到了较大提升。但值得注意的是,庭院场景不同于室内地面,它多为半开放或全开放,其物理边界特征并不如室内的墙壁等如此明显,再加上草地上凹凸不平,就对割草机器人的定位能力提出了更高要求。

       因此,科沃斯最后将视觉方案定位为了其最佳方案。

       其次,在边界部署能力上,相对于扫地机器人所处的有明显边界的室内空间来说,处于室外空间的割草机器人首次建图显得尤为重要。

       用户在购买扫地机器人后,通常第一次都会让其自动建图、分区,但割草机器人由于场景的特殊性,首次必须依赖人工控制。但即便如此,这已经十分高效地避免了人工边界部署的繁琐,并且此后的割草机器人在工作时都可以按照这一地图。

       最后是精准导航与避障,当下传统的割草机器人使用超声波作为单一避障传感器,而科沃斯在地宝上积累了避障领域的经验,能够准确识别用户家庭里地面上的物体,并及时避开。

       此外,科沃斯还扩展了割草机器人的使用场景,依托于视觉识别,为其增加了庭院安防功能。同样依托于扫地机器人产品中的技术积累,加强了用户与割草机器人之间的联系。

       可以看出,割草机器人和扫地机器人的技术共通性,使得割草机器人的智能化水平迅速提升。钱程认为,这一款前所未有的智能割草机器人,将带领我们一起进入割草机器人的2.0时代。

       这一产品的变革也意味着,科沃斯正在从室内场景一步步外延,依托于自己的技术护城河,写出新故事。

       03.机器人热潮下
       科沃斯在坚守的赛道讲出新故事


       从其发展路程来看,我们可以抽象出科沃斯对于服务机器人的理解也在不断进化,这从它们新的品牌使命也可以看出,“让机器人 服务每个人”。

       此次,科沃斯还推出了商用清洁解决方案DEEBOT PRO,该解决方案包含一小一大两台机器人K1、M1的组合,其搭载了科沃斯自有的氪见高精度激光雷达、ToF方案的深度摄像头和AIVI 3D技术,以及该公司首创、全栈自研的机器人多机协同系统HIVE,让商用清洁机器人在定位、导航、协同等能力上有了较大升级。

       科沃斯的机器人家族也在一步步壮大,从扫地拖地、擦窗、空气净化到割草、商用……科沃斯的机器人产品正在延伸至更多的场景中。

       值得一提的是,不同形态、不同功能的机器人虽然在技术底层上有共通性,但仍需不断突破,去抓住不同场景的核心痛点,而科沃斯正是在做难而正确的事。

       早在60年前,机器人就已经诞生,但即便如此,这一产业仍处发展初期。近年来,外形酷炫的人形机器人、机器狗为这一产业拉来了不少吸引力。

       如本月早些时候大秀男团舞的波士顿动力人形机器人Atlas和机器狗Spot,有本月初在特斯拉AI Day上走路颤颤巍巍的人形机器人“擎天柱”,都赚足了人们的眼球,但它们更多并没有落到实际的应用场景中,还有很多技术难题尚待解决。

       因此,当热度褪去,机器人产业的众多玩家应该考虑的更应该是为其他产业带来智能化升级,并让前沿技术加速其发展的同时,让该技术真正落地。

       近日,中国电子学会发布的《中国机器人产业发展报告(2022年)》显示,中国机器人市场规模近5年年均增长率达22%。在生活中,机器人在教育、医疗康复、应急救援等领域的应用不断深入,人机共融的智能时代已经开启。

       可以看出,这个尚处萌芽期的产业最需要的就是底层技术的不断积累、突破,才能让机器人真正走进家庭。科沃斯等企业不断积累技术,并以此为基础构建自己的产品、生态,才不会被机器人产业的一波波热潮洗去。

       去年9月,科沃斯率先开启了家用服务机器人行业3.0时代,作为一家机器人公司,不断将成熟技术迁移、复用到其他品类,推动服务机器人时代的变革。

       如今,从家庭室内到室外,从家用到商用场景,科沃斯在扩展产品体系的同时,让机器人技术真正在产业里落地生根。

       这也是由机器人产业的特性决定的,因为底层技术的相通性给了科沃斯等机器人玩家更多向外扩展的动力,但前提是,这些玩家能脚踏实地积累技术,并真正构筑成自己的技术护城河。因此,拥有底层技术积累的机器人玩家,未来必将拥有星辰大海。

       04.结语:机器人的星辰大海
       技术的脚踏实地


       从成立初期至今,科沃斯花了近25年时间专注于服务机器人研发,从扫地机器人到完整的家用服务机器人产品线,从家用服务机器人到商用服务机器人……可以说 “从生活到生产,再到更广泛生态,科沃斯机器人正在走向更广阔的天地。”

       现如今,人工智能、机器人等前沿技术的变革,都需要各个行业玩家脚踏实地,既要提升技术的眼界,更要不断拓展场景的边界,从解决用户的核心需求出发,从而实现前沿技术在大众中的普惠。 
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