我們家里的頂級(jí)機(jī)器人：iRobot掃地機(jī)器人

一人一狗，前機(jī)器人時(shí)代已經(jīng)來了

作為科技愛好者，這些天最令人興奮的事情是馬斯克的特斯拉要造機(jī)器人了。

特斯拉機(jī)器人會(huì)使用自家的超級(jí)計(jì)算機(jī)“道場(chǎng)”的訓(xùn)練機(jī)制來改進(jìn)功能，將在明年推出首個(gè)原型機(jī)。

不過還有一條天大的鴻溝要過，實(shí)現(xiàn)真實(shí)世界的視覺 AI 。

馬斯克此前也表示： “只有解決了真實(shí)世界的 AI 問題，才能解決自動(dòng)駕駛問題……除非擁有很強(qiáng)的 AI 能力以及超強(qiáng)算力，否則根本沒辦法……自動(dòng)駕駛行業(yè)大家都很清楚，無數(shù)的邊緣場(chǎng)景只能通過真實(shí)世界的視覺 AI 來解決，因?yàn)檎麄€(gè)世界的道路就是按照人類的認(rèn)知來建立的……一旦擁有了解決上述問題的 AI 芯片，其他的就只能算是錦上添花”。

確實(shí)只有解決了在真實(shí)世界中以攝像頭為基礎(chǔ)通過計(jì)算采集的視頻資料獲得與人腦一樣的判斷力的時(shí)候，那才是真正的機(jī)器人開花的時(shí)代。

與別的PPT公司不同，這話從馬斯克口里說出來那就是真的快實(shí)現(xiàn)了，細(xì)看這臺(tái)機(jī)器人，就是個(gè)真正的“機(jī)器人”，可以做一切人類能做到的事情，可以擁有和人類一樣的視覺感知以及判斷力。放在家里，這就是家用機(jī)器人的最終極的形態(tài)。

可能三五年，可能十年八年，終歸會(huì)實(shí)現(xiàn)，顯然首先倒下就是我們家里的那一堆難用的號(hào)稱“解決一切麻煩”的電器了。

早前還發(fā)了篇文章diss了各種家用電器，難用的一大堆，但商家們還是樂此不疲地做著這些垃圾貨。

明明智能時(shí)代到了，還在堅(jiān)守著“上個(gè)世紀(jì)”的電器思路，我只想說這些廠商可能倒下前永遠(yuǎn)不知道真正的對(duì)手是誰。

當(dāng)然，也受到了各種圍攻diss，我自然一點(diǎn)也不服氣，還記仇。

這不都沒過一年，來自人工智能和機(jī)器人的跨界降維打擊馬上就要到了。

當(dāng)然還有說這條波士頓動(dòng)力的狗走進(jìn)家庭是癡人說夢(mèng)的。

來了，小米的一萬塊的“鐵蛋”來了。

如果還說馬斯克的機(jī)器人過于高大上現(xiàn)階段還不現(xiàn)實(shí)，那么這條波士頓動(dòng)力狗一開源，就相當(dāng)于解鎖了整個(gè)機(jī)器人時(shí)代，明年這條狗會(huì)和以前無人機(jī)一樣走進(jìn)我們的生活，不只是這條狗，還有各種各樣的“狗”可以是寵物和玩具，但它真正的意義是一個(gè)全環(huán)境可行走的移動(dòng)底盤，加上各種功能的配件，干什么都是可以的，而這就是我們馬上要真真實(shí)實(shí)經(jīng)歷的“機(jī)器人時(shí)代”了。

我們家里的頂級(jí)機(jī)器人：iRobot掃地機(jī)器人

回想起來我居然和這些科技大佬做著同樣的夢(mèng)，畢竟我這種INTP型人格特質(zhì)就是創(chuàng)造力和各種幻想。當(dāng)然我的夢(mèng)是白日夢(mèng)，不過這里我只是想說對(duì)于科技發(fā)展方向我的判斷還是比較準(zhǔn)確的，并非一味地空想。

其實(shí)那種可以用視覺識(shí)別地形，能具備一定高階思維能力機(jī)器人已經(jīng)走進(jìn)我們家了，比如我家里的具備視覺導(dǎo)航的iRobot 掃地機(jī)器人，確實(shí)是個(gè)高階選手，因?yàn)槭菑乃惴?、傳感器層面的更高水平。我承認(rèn)我是個(gè)iRobot吹，因?yàn)檫@個(gè)公司的技術(shù)和發(fā)展方向確實(shí)值得一吹，iRobot做的也不止是掃地機(jī)器人，他是整個(gè)智能機(jī)器人行業(yè)中的佼佼者。

這是2021年全球在智能機(jī)器人行業(yè)的TOP10公司，iRobot赫然在列，為什么一個(gè)掃地機(jī)器人公司會(huì)有這樣的排名。

因?yàn)樗窃谧鰴C(jī)器人，而不是掃地機(jī)。

顯然iRobot并非只是專業(yè)做掃地機(jī)器人的公司，而是擁有更廣泛智能機(jī)器人領(lǐng)域制造和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的公司，比如為火星車提供技術(shù)支持，排雷機(jī)器人等等。

近幾年還能看到iRobot的機(jī)器人在福島核電站服役，代替消防員深入輻射區(qū)進(jìn)行操作和特種作業(yè)。

你看到的iRobot只是個(gè)掃地機(jī)器人，但iRobot實(shí)際上是可以代表未來整個(gè)智能機(jī)器人發(fā)展方向的領(lǐng)航員級(jí)別的選手。

那么細(xì)化到我們能摸到的掃地機(jī)器人方面來，我來為大家繼續(xù)吹吹iRobot掃地機(jī)器人的獨(dú)到之處（當(dāng)然也希望國產(chǎn)多抄抄這些技術(shù)）。

視覺是大方向，也是所有機(jī)器人的終極突破點(diǎn)。

vSLAM視覺導(dǎo)航是iRobot與其他掃地機(jī)器人最大的不同，可以說現(xiàn)在的掃地機(jī)器人分為兩類，一種是iRobot，另一種是其他的。

大家都在做LDS導(dǎo)航做得火熱的時(shí)候iRobot卻在做視覺導(dǎo)航，明明LDS激光導(dǎo)航更高效更精準(zhǔn)，為什么iRobot不惜在i7+/S9+這樣的機(jī)器人身上花費(fèi)多達(dá)2500萬行代碼去實(shí)現(xiàn)一個(gè)vSLAM視覺導(dǎo)航的機(jī)器人？

答案只有一個(gè)：未來機(jī)器人的唯一方向。

開篇那里就講到了馬斯克的觀點(diǎn)，機(jī)器人只有通過視覺，以與人眼一樣的方式觀察世界，通過AI計(jì)算思考，才能真正獲得突破。

真實(shí)世界的視覺 AI，馬斯克力求突破的點(diǎn)，iRobot同樣也看到了，而且早在馬斯克提出觀點(diǎn)之前，iRobot就已經(jīng)在做相關(guān)的嘗試了。

比如從2018年發(fā)布的iRobot Roomba 970上就已經(jīng)做到了實(shí)裝視覺導(dǎo)航了，并且實(shí)現(xiàn)了完全只依靠普通只能接收可見光的攝像頭來完成導(dǎo)航。

然后在i7+上仍延續(xù)著vSLAM視覺導(dǎo)航的堅(jiān)持。

其實(shí)大多數(shù)懂行的都很費(fèi)解，包括從業(yè)人員，現(xiàn)階段使用視覺導(dǎo)航要做到精準(zhǔn)定位和導(dǎo)航是非常之難的，比如iRobot Roomba 970上的代碼是800萬條，到了i7+，代碼量上升到了2500萬條。

再到這款2020年發(fā)布的S9+，進(jìn)行了外形和功能上的大改，代碼量也更大了，其中的工作量可想而知。

而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的LDS導(dǎo)航都可以直接買到基于激光的SLAM導(dǎo)航方案，而整個(gè)機(jī)器人可能僅需要100-200條代碼就可以完成工作了。

而這樣的代碼甚至是開源的，下載個(gè)代碼包可以直接使用，連高端處理器都不要，上個(gè)單片機(jī)就能搞定基本的清掃功能。

iRobot為什么不直接買套或者自己開發(fā)個(gè)程序，弄點(diǎn)配件組個(gè)LDS激光導(dǎo)航的機(jī)器人做出來賺錢就完事了？

給我們的感覺就是iRobot好像在說：不，我偏不！

其實(shí)簡(jiǎn)單的分析這個(gè)問題就是掃地機(jī)器人看到的畫面是什么，我從看過的一些科幻電影里找到了可以反映差別的圖。

LDS激光識(shí)別的地面信息。

只能識(shí)別一個(gè)維度的物體與發(fā)射點(diǎn)的相對(duì)距離位置信息。

TOF+3D結(jié)構(gòu)光，其實(shí)還沒這么好，紅外網(wǎng)格沒這么細(xì)密，掃描幀率也沒有這高。

這是今年掃地機(jī)器人的主流配置，當(dāng)然還加上上面的LDS來提供大范圍定位，可以實(shí)現(xiàn)3D建模，識(shí)別物體輪廓，同時(shí)也具備距離識(shí)別能力，但是識(shí)別范圍比較小，因?yàn)樾枰邮艿綇臄z像頭發(fā)射出紅外光的反射光，一般只有0.2米到1.2的識(shí)別區(qū)間。

RGB攝像頭，這就是馬斯克和iRobot都想要的突破，攝像頭下的真實(shí)世界的加上AI計(jì)算。

視覺導(dǎo)航下機(jī)器人看到的畫面與人眼看到的畫面無異，有人類的眼睛，AI計(jì)算的圖像才會(huì)有與人類一樣的思考和判斷方式，行為模式才會(huì)更像人類。

三種對(duì)比哪個(gè)技術(shù)更牛，不用我說，哪怕你是小白都懂。

其實(shí)你看iRobot的產(chǎn)品線，感覺就像生物的進(jìn)化之路，從沒有眼睛進(jìn)化到了可以看見真實(shí)的3D世界，你再要他回去二維世界競(jìng)爭(zhēng)，這是不可能的事。

所以雖然別看現(xiàn)在掃地機(jī)器人各種各樣的感覺都還行，市場(chǎng)也比較火爆，但一旦iRobot這樣的機(jī)器人公司在獲得視覺AI突破之后，這種真實(shí)世界的視覺AI對(duì)其他種類都是降維打擊的存在。

看懂了這些，你才會(huì)理解我為什么是個(gè)iRobot粉，因?yàn)檎麄€(gè)機(jī)器人的未來都在這樣的一枚小小普通攝像頭里。

視覺導(dǎo)航下會(huì)有很多不一樣的行為，當(dāng)然，在一些評(píng)測(cè)選手那里看來這是不智能的表現(xiàn)，但我看到的和理解的都不一樣，這是高階智慧的表現(xiàn)。

比如上圖這樣的停頓，作為攝影愛好者我知道它是在拍全景圖，要轉(zhuǎn)圈一張一張地拍，拍完存下來，再做拼接。

對(duì)于機(jī)器人來說，還要記下每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)位的圖像特征，要通過多張不同照片來計(jì)算相對(duì)位置，最后形成一個(gè)立體結(jié)構(gòu)，對(duì)于LDS和TOF來說這很簡(jiǎn)單，因?yàn)閽咭幌戮鸵呀?jīng)具備距離和位置信息了。但對(duì)視覺來說，這很難，就像我們?nèi)祟惪吹揭粋€(gè)物體，哪怕是看得再近也沒法直接“目測(cè)”出實(shí)際尺寸和距離，這就需要大量圖通位置的圖像來進(jìn)行精確計(jì)算了。這還不是全部，還有更多的路線規(guī)劃等方面需要計(jì)算，視覺導(dǎo)航機(jī)器人要想的事情非常之多，幾千萬條代碼就是這么來的。

我們知道要在電腦上做這樣的大量圖形處理的時(shí)候一般都會(huì)需要比較長的計(jì)算時(shí)間，放在掃地機(jī)器人上也一樣，它會(huì)停頓很久，會(huì)“傻”，因?yàn)樗麤]有像高性能臺(tái)式電腦一樣的性能，沒有圖形芯片，國內(nèi)也沒有可以幫助他云計(jì)算，它只能靠自己一幀一幀慢慢處理。

所以新產(chǎn)品新地圖會(huì)有個(gè)1周左右的學(xué)習(xí)期，在建圖之后仍需多次拍攝計(jì)算提取特征值，也會(huì)從每次的清掃中多次優(yōu)化，哪怕是躺在充電座上的時(shí)候都在優(yōu)化計(jì)算，在“想問題”，等它處理完這些之后，效率才會(huì)越來越高，也會(huì)變得越來越智能。

問題想得久，確實(shí)是傻，但問題想得多，想得全面，這是智慧的體現(xiàn)。

作為iRobot的老司機(jī)，在使用半年后它走路是這樣的。

以前新手期會(huì)碰桌角，會(huì)停頓思考，會(huì)這里撞撞那里撞撞，而現(xiàn)在直接一個(gè)流暢不帶剎車的S彎零碰撞穿過了障礙物，用得越久越覺得它的環(huán)境和工作學(xué)習(xí)能力讓它表現(xiàn)得更像人的思維模式，像有了認(rèn)知力，對(duì)變化的環(huán)境也有不同的清掃行為，而非每次都只執(zhí)行相同代碼的死機(jī)器，這算是真的有思維的AI，能在每個(gè)細(xì)節(jié)上進(jìn)行優(yōu)化，而且是不斷的優(yōu)化。

對(duì)iRobot的掃地機(jī)器人越了解我越覺得iRobot要做的不只是掃地機(jī)器人，而是真正意義上能像人類一樣的“機(jī)器人”，有足夠的高的戰(zhàn)略眼光，而掃地機(jī)器人只是進(jìn)化的載體之一。

我也一直在體驗(yàn)評(píng)測(cè)各種掃地機(jī)器人，今年的普遍加了AI的描述，因?yàn)?D+TOF攝像頭的加入更加后能看到的東西更多了，但大部分所謂的AI只是用TOF+3D攝像頭識(shí)別個(gè)拖鞋輪廓，然后通過網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)智能識(shí)別之后把位置標(biāo)記在地圖上。

其實(shí)說實(shí)話這也就是秀秀技術(shù)，這樣的AI沒有多少實(shí)質(zhì)意義，識(shí)別鞋子和電線就繞過？這些顯然是可以推動(dòng)的，可以推開掃，為什么不掃？怕被卡住，怕纏繞，AI除了出來叫喚了一下說“看，我好智能，我能識(shí)別出鞋子”，此外還干了啥？

iRobot的掃地機(jī)器人面對(duì)鞋子和線材的時(shí)候都是直接上，把鞋子推開掃，滾刷被纏繞了再反轉(zhuǎn)滾刷吐出來。

這是從iRobot掃地機(jī)器人最初代就在調(diào)試優(yōu)化的防纏繞功能，進(jìn)化到現(xiàn)在已經(jīng)十幾二十年了，已經(jīng)是成熟的帶有幾萬種不同的被纏繞后脫困模式的防纏繞系統(tǒng)了，線材、拖鞋什么的雜物它來說都不是問題，“吃”不下去的會(huì)吐出來，被纏繞行動(dòng)受阻了馬上會(huì)自己反轉(zhuǎn)把線材和雜物退出去，這才是做到了防纏繞。

當(dāng)然，iRobot開發(fā)這樣的功能不只是為了掃地機(jī)器人脫困，他家的排雷機(jī)器人更配得上這樣的功能，排雷作業(yè)的時(shí)候總不能有障礙物就繞過，排雷才是要想盡一切辦法覆蓋整個(gè)區(qū)域。

雖然對(duì)于掃地機(jī)器人來說這無關(guān)緊要，大不了下次再來掃，但如果像排雷一樣關(guān)系到人命那確實(shí)意義重大，“想盡一切辦法覆蓋整個(gè)區(qū)域”這大概是iRobot掃地機(jī)器人的核心思路，也是一種認(rèn)真對(duì)待追求完美的表現(xiàn)了吧。

其實(shí)追求完美方面我體會(huì)比較深的是這臺(tái)iRobot Braava jet M6，這可以說是拖地機(jī)器人的最高水準(zhǔn)了，模仿人工跪地手動(dòng)擦地，還可以噴水浸潤地面，保持有一定的水量浸潤地面，也是我使用評(píng)測(cè)過所有掃地機(jī)器人里面拖地最干凈的一款，完全可以勝任人工擦地，iRobot在這款上再一次詮釋了要把機(jī)器人做成“人”的設(shè)計(jì)理念。

現(xiàn)在市面上已經(jīng)沒有其他專門做單功能拖地機(jī)器人的了，但iRobot始終沒放棄，也始終沒出掃拖一體的機(jī)器人，因?yàn)榇_實(shí)沒辦法實(shí)現(xiàn)一臺(tái)就能搞定掃拖，還能都做得好的產(chǎn)品，能做好的真的就只有馬斯克的人型機(jī)器人那樣完全按人類思路，以“人”的方式在打掃才能實(shí)現(xiàn)了，目前其實(shí)大部分掃拖一體的拖地功能都只是擺設(shè)，非但拖不干凈還徒增煩惱。

iRobot分兩臺(tái)的配置更合理，也加入了先掃后拖的聯(lián)動(dòng)功能，清掃表現(xiàn)更加科學(xué)可靠。

最后這個(gè)自集塵功能大家也是比較熟悉了吧，解決了倒垃圾這樣最后一件事，iRobot在19年的i7+上面最先推出，而后到了今年，大部分廠商都出了集塵座版本的掃地機(jī)器人，集塵座也是以后的標(biāo)配了。

所有垃圾都收集進(jìn)了集塵袋，常規(guī)100㎡左右家庭每天清掃一次大概可以3個(gè)月左右才扔一次集塵袋，省掉了清理塵盒，傾倒塵盒的麻煩。

而且集塵袋也有提起自動(dòng)關(guān)上倉門，從集塵座到戶外垃圾箱可以做到全程與垃圾零接觸的完美體驗(yàn)。

最后

回到機(jī)器人這個(gè)話題上來，iRobot已經(jīng)一年多沒有出新品了，可能又在憋大招了，視覺AI的突破不知道做到了什么程度了。

iRobot有很多各式各樣的基于現(xiàn)實(shí)世界識(shí)別的視覺機(jī)器人，從我這樣的科技愛好者的角度來看，iRobot可能在考慮等時(shí)機(jī)成熟的時(shí)候在掃地機(jī)器人上加入前端攝像頭，在成熟的視覺AI算法的加持下會(huì)有個(gè)質(zhì)的飛躍了。屆時(shí)iRobot可能也不只是做掃地機(jī)器人，而是在熟練地在掃地機(jī)器人這個(gè)萬用底盤上加個(gè)自家的機(jī)械臂，可以完成更多家務(wù)工作了，跨界打擊各類家電。

或許將來家里只要一臺(tái)這樣的機(jī)器人就能搞定所有家務(wù)了，總之未來可期。