高仙機(jī)器人全場(chǎng)景移動(dòng)技術(shù)及商用落地

程昊天　陳軍

隨著機(jī)器人行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)機(jī)器人的期待也越來(lái)越高。僅僅在小場(chǎng)景的特定環(huán)境中移動(dòng)已經(jīng)不能滿足對(duì)機(jī)器人的需求，而是要讓機(jī)器人能夠進(jìn)行全場(chǎng)景的移動(dòng)。在2018雷克大會(huì)上，高仙機(jī)器人創(chuàng)始人兼CEO程昊天和產(chǎn)品總監(jiān)陳軍介紹了其全場(chǎng)景移動(dòng)技術(shù)SLAM2.0。同時(shí)，高仙機(jī)器人尋求在技術(shù)和商業(yè)落地之間形成閉環(huán)，使技術(shù)發(fā)展與商業(yè)落地相互促進(jìn)。

機(jī)器人全場(chǎng)景移動(dòng)技術(shù)

高仙機(jī)器人成立于2013年，致力于機(jī)器人全場(chǎng)景移動(dòng)技術(shù)。隨著行業(yè)的發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)品對(duì)技術(shù)的要求越來(lái)越高，并且對(duì)全場(chǎng)景移動(dòng)的能力要求越來(lái)越高。全場(chǎng)景移動(dòng)是指機(jī)器人移動(dòng)能夠通用地適應(yīng)并解決室內(nèi)、室外、上下樓等一系列各式各樣的場(chǎng)景，而不是僅局限于特定的小場(chǎng)景。高仙機(jī)器人推出的SLAM2.0是針對(duì)機(jī)器人全場(chǎng)景移動(dòng)的具有行業(yè)革新性的技術(shù)，在建圖的面積以及其他標(biāo)志性的技術(shù)參數(shù)上具有行業(yè)領(lǐng)先的水準(zhǔn)。

機(jī)器人全場(chǎng)景移動(dòng)技術(shù)，即SLAM2.0，包括三個(gè)方面：

1. 語(yǔ)義SLAM

傳統(tǒng)的SLAM所生成的都是深層的點(diǎn)云，而點(diǎn)云不具備任何實(shí)際的語(yǔ)義信息。未來(lái)機(jī)器人更需要在點(diǎn)云的基礎(chǔ)上獲得更多對(duì)環(huán)境的感知能力。除了點(diǎn)云之外，會(huì)識(shí)別一些門(mén)、窗及一些固定的障礙物或者固定的一些特征，以此幫助提升SLAM的能力。從這個(gè)邏輯上來(lái)說(shuō)，語(yǔ)義SLAM也能給機(jī)器人性能帶來(lái)很大的提升。例如，以前的送餐機(jī)器人通過(guò)在每個(gè)餐桌前標(biāo)有一個(gè)特殊的顏色，每一個(gè)餐桌前面標(biāo)一個(gè)坐標(biāo)，從而將機(jī)器人送到餐桌前面。這里面存在一個(gè)問(wèn)題：如果桌子移動(dòng)了，這個(gè)坐標(biāo)是不會(huì)動(dòng)的，最后機(jī)器人就停在了坐標(biāo)而非桌子前面。通過(guò)這個(gè)語(yǔ)義SLAM則可以識(shí)別桌子的移動(dòng)。當(dāng)桌子移動(dòng)的時(shí)候，它能夠相應(yīng)地進(jìn)行一些調(diào)整和適應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)送到餐桌前的目標(biāo)。

2. 結(jié)合激光和視覺(jué)的深度感知

深度的感知力，即機(jī)器人對(duì)周邊環(huán)境的感知能力。通過(guò)融合激光雷達(dá)和深度攝像頭等多種傳感器，機(jī)器人可以更加深度地感知周?chē)沫h(huán)境。以前總是爭(zhēng)論某一個(gè)機(jī)器人到底是使用激光為主還是視覺(jué)為主。很多公司在成立時(shí)，要用視覺(jué)SLAM去取代這個(gè)激光，因?yàn)榧す鈧鞲衅鲀r(jià)格高昂。但近幾年，在越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)企業(yè)出現(xiàn)以后，激光傳感器整個(gè)行業(yè)的成本由萬(wàn)元級(jí)下降到千元級(jí)。同時(shí)，由于未來(lái)3-5年內(nèi)機(jī)械激光雷達(dá)向固態(tài)方向發(fā)展的趨勢(shì)，其價(jià)格會(huì)呈現(xiàn)進(jìn)一步的下降。此時(shí)就是激光和視覺(jué)相結(jié)合形成SLAM的解決方案，而不是單獨(dú)使用激光或視覺(jué)。

3. 導(dǎo)航與運(yùn)動(dòng)控制

服務(wù)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人最大的不同就是需要在人口密集的商用情況下，沒(méi)有任何輔助設(shè)施，能夠做到安全并且可靠的路徑規(guī)劃。高仙研發(fā)的四維機(jī)器人導(dǎo)航與運(yùn)動(dòng)控制算法可以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境。機(jī)器人可以自主躲避障礙物，自主移動(dòng)。

從機(jī)器人底層技術(shù)到商用落地的閉環(huán)

在技術(shù)和商業(yè)落地之間尋求形成閉環(huán)，即通過(guò)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)在商業(yè)上的落地，同時(shí)更多的商業(yè)落地的案例也反過(guò)來(lái)幫助收集更多的數(shù)據(jù)去完善技術(shù)本身。這是一個(gè)良性的循環(huán)。

我們認(rèn)為，2018年是服務(wù)機(jī)器人爆發(fā)的元年?！皬?qiáng)移動(dòng)、弱交互”的機(jī)器人會(huì)在未來(lái)幾年迅速增長(zhǎng)。其原因一部分是因?yàn)榈讓蛹夹g(shù)更加成熟，供應(yīng)鏈更加完善。隨著行業(yè)的發(fā)展，很多不具備核心技術(shù)而只是追隨熱點(diǎn)的公司已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰。有更加明確的商業(yè)模式和自己核心技術(shù)的公司生存下來(lái)。同時(shí)，更多大的公司也在進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。所以，經(jīng)過(guò)多年的市場(chǎng)培育，在2018年整個(gè)行業(yè)到了從零到一的階段。

不是所有的機(jī)器人形態(tài)都會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)性的增長(zhǎng)，其重要原因就在于底層技術(shù)。機(jī)器人有三個(gè)重要技術(shù)：自主移動(dòng)、機(jī)器視覺(jué)和自然語(yǔ)言理解。目前，對(duì)自然語(yǔ)言理解更成熟的應(yīng)用落在機(jī)器人客服，包括手機(jī)siri、智能音箱這些領(lǐng)域。但是針對(duì)服務(wù)機(jī)器人，尤其是在商用環(huán)境的交互，自然語(yǔ)言理解仍處于非常初期的階段，還沒(méi)有任何大規(guī)模的落地。機(jī)器人視覺(jué)也是一樣，機(jī)器人視覺(jué)在安防領(lǐng)域做得風(fēng)聲水起，但是在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，包括人機(jī)交互、人的姿態(tài)、語(yǔ)義、識(shí)別等，都處于比較基礎(chǔ)的階段。相比之下，自主移動(dòng)SLAM這一項(xiàng)是目前最成熟的，且能夠真正實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)落地的一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。

根據(jù)不同的場(chǎng)景（室內(nèi)或室外以及低速或高速），將廣義的SLAM這個(gè)技術(shù)拆分成狹義的SLAM（即定位導(dǎo)航）、對(duì)環(huán)境的感知、路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，各個(gè)細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的難度也不同。在各種細(xì)分場(chǎng)景中，目前最成熟的機(jī)器人是家用掃地機(jī)器人。預(yù)測(cè)到2018年年底市場(chǎng)上帶自主導(dǎo)航功能的家用掃地機(jī)器人出貨量將會(huì)達(dá)到上百萬(wàn)臺(tái)的規(guī)模?！皬?qiáng)移動(dòng)、弱交互”機(jī)器人是指以移動(dòng)為主的機(jī)器人，交互技術(shù)對(duì)其并非特別重要，比如物流、環(huán)衛(wèi)、清潔、安防機(jī)器人，迎賓接待機(jī)器人是一個(gè)例外。

高仙的商業(yè)模式主要有兩個(gè)部分：第一，提供核心的解決方案，即SLAM的解決方案，為機(jī)器人賦予自主移動(dòng)的能力。第二，在清潔的業(yè)務(wù)線上做整機(jī)，做完整的自己的品牌。其外殼、結(jié)構(gòu)和內(nèi)部的軟件算法都是自主研發(fā)的。

以前做服務(wù)機(jī)器人的時(shí)候，沒(méi)有很好的上下游配套，產(chǎn)品的零部件只有工業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)兩種選擇。隨著近幾年的發(fā)展，越來(lái)越多的上下游廠商開(kāi)始出現(xiàn)對(duì)機(jī)器人有針對(duì)性的產(chǎn)品，比如攝像頭、聲控?cái)z像頭等。傳感器和零部件的供應(yīng)商往往會(huì)先找到我們?yōu)槠髽I(yè)提供解決方案，咨詢傳感器需要提供什么以更好地滿足機(jī)器人的需求。同時(shí)，反過(guò)來(lái)，我們?cè)谔峁┙鉀Q方案的時(shí)候，也會(huì)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景、價(jià)位等因素為下游客戶提供一整套解決方案。

高仙機(jī)器人的解決方案包括自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)（在激光雷達(dá)方面，根據(jù)預(yù)算和場(chǎng)景需求，提供國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)和進(jìn)口激光雷達(dá)兩種選擇）、公版加工圖紙（包括機(jī)器人的底盤(pán)、艙門(mén)、整體的加工圖紙）、機(jī)器人BOM清單（包括輪轂電機(jī)、激光雷達(dá)、超聲波傳感器和電池）、上層APP（針對(duì)酒店配送機(jī)器人，有遞送貨物、引領(lǐng)帶路和一鍵巡游的功能）和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，輸出核心技術(shù)和整體的解決方案給下游的整機(jī)廠商客戶。

這種解決方案目前已經(jīng)有實(shí)際落地的案例。高仙機(jī)器人與深圳安澤智能工程公司進(jìn)行合作，針對(duì)其酒店配送機(jī)器人市場(chǎng)，提供上述整套機(jī)器人解決方案，而安澤智能工程基于該方案進(jìn)行終端產(chǎn)品的二次開(kāi)發(fā)。高仙機(jī)器人通過(guò)與更多整機(jī)廠商的合作，以期進(jìn)一步拓展機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)。

（本文根據(jù)“2018雷克大會(huì)”現(xiàn)場(chǎng)速記整理而成，未經(jīng)演講人審閱。）