要說掃地機器人這件事,感覺就像早早早年間公司里一個程序員的故事了,先說這位小姐姐的段子,大家細品。
這是在2003年的時候,公司招了一個小姐姐在項目組里面寫程序。當時還沒有什么框架,就VB/VC的讓程序員們硬寫。這位小姐姐每次拿到需求后首先會畫界面,將界面畫得那叫一個漂亮規整,而且各種小的細節都會給你畫得盡善盡美。要知道在20年前,很少有人關注界面美觀程度,大部分軟件項目只要能跑就可以過了。所以小姐姐的工作在當時還是很出眾的。但問題是,這位小姐姐把80%的時間都花費在畫界面上了,到真正寫邏輯代碼實現功能的時候我們發現她漂漂亮亮的程序連最基本的功能都難以完成……不是到dealline了沒時間再做處理了,就是為了配合這些漂亮界面需要完成過多的邏輯。
最后,這位小姐姐試用期沒有結束就被幾個PM直接勸退了。
說回掃地機器人,這是一個超級內卷的領域。本來一個掃地機器人的最小框架就是三個電機一個碰撞開關和一個電池包。在工作的時候電池的電能進入左右兩個輪子的電機讓輪子旋轉使掃地機器人獲得向前運動的電力,當碰撞開關被前面的障礙物觸發的時候斷掉掃地機器人的一個電機電源暫停這臺電機的旋轉,這樣沒斷掉電源的電機繼續工作,掃地機器人由于左右輪的動力不同就可以實現遇到障礙物轉向的功能;再有一個電機負責高速旋轉驅動渦輪形成負壓將地面上的污染物吸入集塵袋。
但是由于各種現實中的“需求”就將掃地機這種設備復雜化了。得自己充電吧,于是就帶有了自動的充電塢;機器人得找得到充電塢吧,于是就弄了一大堆紅外或者圖像的識別系統讓機器人歸槽;家里有樓梯得讓機器人防止跌落吧,于是就在機器人上放置了防跌落傳感器;得高效清掃吧,于是機器人還得帶上地圖導航功能……
只不過功能需求這件事是由產品經理負責異想天開的由消費者買單的。在我們做正常的系統設計的時候往往會劃出一個系統邊界線,邊界之外的事情不去管,著重于做好邊界之內的事情,并不斷優化就可以讓產品不斷迭代進入到一個相當優秀的等級范疇。掃地機也是這樣,理論上是存在最優解形態的。只不過現在掃地機的廠商嚴重內卷,把各種功能都拼命的向小小的掃地機中塞進去,機器空間不夠,于是就又塞到充電塢中……
這就很像iN提到的程序員小姐姐了,太過注重表面的形式化功能,以至于忽略了掃地機的真實存在意義。
有沒有iN心目中在系統邊界之內的完美產品呢?實際上還是有的。掃地機這個東西從2017年開始iN已經陸陸續續的買過5個了……除了擔任辦公室清潔的任務之外也會在自己家里使用。
在使用中就發現國產的掃地機器真的是不適合iN。
這有iN的特殊性,在大部分生活場景中iN會選擇地毯通鋪的,而且還會特地的選擇長毛厚地毯,在踩上去的時候格外的舒適。但這件事對掃地機器人就有了額外的挑戰。大部分掃地機器人在長毛高密地毯上幾乎是不能走直線的。原因就是掃地機器人羸弱的小輪子很難抵償地毯和掃地機器人下面接觸所帶來的阻力。
后來就直接用戴森了。這是前陣子一直的清掃組合:
和普通掃地機器人不同的是戴森的掃地機是以履帶驅動的,別說是鋪裝好地毯或者地板的地面,就連裝修過程中實際上也是依靠戴森的掃地機完成現場的大部分灰塵清理工作的。
只能說這東西很給力各種惡劣環境都能適應。在裝修過程我家“彪子”可是吃了不少水泥灰……
無奈,任何產品都有老化的周期,在堅挺了幾年后,彪子的功能就逐漸的老化了,最近發現效率降低,就有考慮換個掃地機器人了。
前陣子做換掃地機器人的功課,就有了開頭的感慨。廠商太過于腦洞,什么功能都往掃地機器人里面放,例如拖地吧?拜托,俺家是通鋪的地毯,有洗地機,并不需要在機器人清掃的過程中進行拖地操作。但在現在,似乎已經找不到一個只有掃地功能的掃地機器人了……
廠商的心態可以理解,別人有的功能自己怎么整也得懟進自己的產品中,別人沒有的功能變著花樣也得創造出來加到自己的掃地機器人中,這就造就了現在市場上的掃地機器人都是怪胎,樣樣精通但洋洋稀松。真正核心的掃地功能反而在次要的位置上了。掃地機器人不就是一個會自己規劃路線的自動吸塵器嗎?只要能在嚴苛的環境內完成最最最本質的吸塵功能就已經是最大的功德了,如果通過性再好一些這就是優秀的產品了!
選來選去選了一個在國內市場上幾近消失的品牌,amazon黑五入手,前天到家。
要說功能吧,并沒有國內的產品功能花哨,就僅僅是吸地功能,比起之前的戴森增加了一個集塵站,可以顯著的降低清理灰塵的頻次,畢竟如果是集塵盒式樣的掃地機器人,受限于集塵盒空間的問題,清理集塵盒將成為日常不必要的一個工作負擔。
而就掃地功能來說,這臺機器卻做到了一臺掃地機器人本分的極致。
一臺掃地機器人首先要求的就是是行走機制,在高密長毛地毯上,這臺機器是可以走直線的,這就甩了很多國產機器人幾條街。
很多人可能不理解,對于一個家里大面積是地毯的用戶,能看到掃地機器人在地毯上走直線的那種欣快感,長達8米了路徑上這東西絲毫沒有扭捏,雖然不像是戴森利用履帶驅動iN已經對機器人走“彎路”假設做了一些心理建設,但看到能走直線的時候依然覺得這錢花的值了。
購買irobot的產品實際上還有一個擔心的地方,之前的i7普遍出現不能在國內連接APP的問題,想不到這次在j7上被完美解決了:
其次,是這次是真的視覺識別了,之前戴森的掃地機器人是依靠頂部的一個360度攝像機進行房間框架導航的。實際上這種模式是用來收集房間內的豎線信息進行的一個非標準策劃,每次在路徑規劃的時候并不遵從房間的真實形態,僅僅是記錄非碰撞狀態下可以預期的行走路線。例如在戴森的APP內,我們就可以到看到房間的邊緣信息是和機器人行走的白線相互擬合的。
雖然這種方式在算法上也可以一定程度的解決室內導航問題,但是這種方式的精度往往是不夠的。有的時候iN的這個三室房間會被測量成很奇怪的形態。
而這一代的j7機器人則采取了預探地圖的形式,在使用前需要先在屋子里跑一圈,實地測量一下房間的狀態:
這個過程在J7的APP內稱之為家居規劃,在家居規劃的過程中只要移除了地面雜物就可以讓機器人先預覽一下家庭狀態,建立起來一個預覽級別的地圖。
在地圖初步測量之后,我家的“伏地魔”給出了這樣的一個地圖:
這個地圖可以在每次清掃房間的時候不斷的添加細節,到今天已經兩天了,機器人清掃了2次,地圖就被更新為這個樣子:
不僅僅是整體的家居布局已經更加清晰明了,而且通過傳感器已經探測出地面的材質對于房間內的一些桌子椅覆蓋的區域探測也完全沒有落下。例如就餐區域:
這個部分是很多掃地機器人算法需要解決的難點地形,不僅僅是因為就餐區域的桌椅腿腳很多而且大部分的椅子腿是有方向性的,掃地機可以從側邊進入椅子下面,但很難從正面進入——正面的椅子腿間距稍小一些,會阻礙機器人行進路線。
在這種地形下就要考量機器人的地圖構建算法和導航算法了,今天早上的清理發現,機器人已經不試圖從椅子的正面進入椅子下面了。這種細節才是算法的精要。
由于是視覺識別,在機器人鏡頭的正下方還有一個LED照明燈,可以幫助機器人在家具的下面照明不好的空間內穿行:
路徑照明對于視覺導航的掃地機器人十分重要。但iN覺得這里面還有算法畢竟鏡頭前的LED照明空間極其有限,很難照射到遠處的墻面,因此這種照明在機器人的導航系統里僅僅可以提供一個小切片,讓機器人可以識別出更細致一層的導航標定點。能做到這一點對于irobot這種老牌的機器人公司來說不是一件難事,但對于一個普通的沒有底蘊的新興掃地機器人品牌來說則是一個很大的挑戰。
再有就是對于地面忽然出現的或者是活動的物體識別:
今天就識別到了寫字臺邊上的轉椅,和之前的位置不同。于是就可以觸發障礙物審核的操作:
由于只是一個椅子腿,直接告訴此處無障礙物即可。后期清理的時候這片區域還是會被清理干凈的。
這是irobot的一個保障技術,主要讓機器人識別地面上的物體。知道掃地機最酸爽的是什么嗎?壓上家里的寵物的糞便。由于掃地機的工作特性,并不趨向于將糞便收集到塵盒里面,而是會把糞便捻薄在房間里涂勻。
正所謂“發糞涂地”。在避障,尤其是避“屎”的問題上早期的irobot問題很嚴重,但到了現在這一代從官方說就是升級了算法,如果還避不開屎,不用清理機器人,直接拿到售后換新。
最后說下核心功能——掃地:
因為是日常使用,iN也就不找什么瓜子皮面條什么的做極限測試了,就從清掃過的地面拍個照片而已吧,家里平時就維護的比較干凈,地面上基本上也沒有什么污垢。
整體的表現就是地毯清理干凈沒有可見的碎屑物,上面的長毛都被吸的立起來,這樣地毯踩上去才舒適。
一次清掃的實際面積為43平米,清掃時間1小時19分鐘。
通常設置在8:30開始清掃,大約10點前可以完成所有的清掃工作,清掃結束后余下30的電量。
對了,另一個要說一下的細節就是集塵站,這是目前能找到的帶有最小集塵站的掃地機器人,在家里擺放幾乎不需要額外的空間。同時,集塵站的蓋子設計的很棒,蓋口部位設置了一圈膠條,可以有效的封閉集塵站內的塵土。
這點設計,在很多廠商的設計中并不存在,算是一個加分項目。
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