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扫地机器人为什么一定是“圆形”的?

扫地机器人为什么一定是“圆形”的?

向往的田园:“我和朱鹮共有一块田“

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家电

扫地机器人为什么一定是“圆形”的?

来源:品玩

如果经常在家里打扫卫生的人一定知道,在打扫卫生的关键不在于收拾物品,而是家里的灰尘和头发,这种分散且几乎不可见的尘秽,哪怕间隔一天,都能再扫出一大堆。


(相关资料图)

所以,扫地机器人是解决这一问题最好的办法。扫地机器人作为近年来兴起的 " 智能家电 ",其 " 不辞劳苦 " 的特性,使得其在面对宠物毛发、日常灰尘等需要勤清理的场景有着人类无法比拟的优势。

在近些日子,我养了一只小猫,所以我也成了扫地机器人的用户。在扫地机器人的帮助下,每次清理机器尘盒时都会找到一大把猫毛,家里也干净了不少。

图源:品玩 ByArsT

由于工作原因,身为一个经常在家办公的人,我可能是家里见过扫地机器人工作次数最多的一位。由于扫地机器人被设计成了圆形,导致其在清理拐角处时,无法完全进行清理,都会留下一个死角;除此之外,在清扫墙边时,也会不断扭动争取最大清扫范围。

也正是因为如此,我非常讨厌扫地机器人清理房间拐角(可能也与我的强迫症有关)。

图源:品玩 ByArsT

从产品设计上来看,方形和三角形或许是更适合住房拐角清洁的最佳形态,不用通过转身就能将拐角和墙边清理干净。

那么问题来了,既然圆形有着天生的缺陷,那厂商为什么要将扫地机器人设计成圆形,而不是其他形态呢?

扫地机器人为什么是 " 圆形 " 的?

近年来,扫地机器人被设计成圆形的原因,是较为复杂的,除了图形设计之外,还涉及到传感器、防误撞、灵活性等问题,而这也延伸了一个老概念——产品的外形设计看似简单,但也可能蕴含着值得思考的理由。

第一、圆形,在古代被称为 " 完美的图形 ",早在《易经》中就有着 " 圆而神 " 的说法,认为 " 圆 " 是上天赋予的形状,且圆润包容的设计也会让消费者感到亲切。

2022 年,真正意义上量产的首个扫地机器人 Roomba,在设计上同样也是采用圆形设计,而这也一定程度上奠定了扫地机器人的外观基础。

图源:来自网络

第二、除了设计层面,圆形的机身也是为机器人的性能做出铺垫,由于此前的机器人都做不到真正的 " 智能 "," 误撞 " 的情况时有发生,而圆形相较于方形、三角形,能够大大减少磕碰对机器、家具带来的损坏,还能通过边缘 " 磨蹭 ",来对家具、墙面边缘处进行清洁。

图源:品玩

第三、圆形的机身更适合扫地机器人传感器的排布,刚才我们也说到了,此前的扫地机器人并非真正的智能,所有的操作都是依赖于传感器所提供的环境信号,比如周边的距离感应器,感应前方障碍物、位于底部的下视传感器,防止机器从高处坠落等等。

圆形的设计更方便扫地机器人感应周身 360 ° 的环境情况,除此之外,扫地机器人面对的是微缩而复杂的家庭环境,在运动性能上优先考虑的不是减小阻力而是如何 " 灵活转身 "。圆形的机身更适合扫地机器人 " 转身 ",来寻找更适合的行进线路。

另外,这样的 " 转身 " 设计,通过不断转动,可以让传感器面向更多角度,一定程度上也会节约传感器成本。

正是因为这些优势,企业才如此热衷于圆形机身,而舍弃其他形状的扫地机器人。

未来会出现其他形状的扫地机器人吗?

虽然圆形是最适合扫地机器人的最佳形态,但随着科技的进步,扫地机器人的 " 死角 " 问题到底能不能解决呢?

前两天,科沃斯在上海开了一场 2023 年的新品发布会,本来这只是一场平平无奇的新品发布会,但有意思的是,科沃斯发布了一款 " 半方半圆 " 的扫地机器人:DEEBOT X2,这是否意味着目前扫地机器人所面临的问题解决了呢?

图源:科沃斯

为了搞清楚这一问题,我们来看看 DEEBOT X2 到底是如何设计的。

DEEBOT X2 这次的设计既没有采用纯圆形或纯方形的设计,而是采用 " 方头圆尾 " 的形态,这其中的部分原因与其硬件设计有关。

首先,DEEBOT X2 并没有采用传统扫地机器人的 LDS 激光,而是在机身右侧选择了一颗超广角半固态激光雷达,这颗半固态激光雷达被科沃斯称为 " 双子星 "。早期的 LDS 激光雷达由于方向可以改变,能够做到 360 ° 的可视角度,但 DEEBOT X2 的产品设计是方形的,且被放置在了内部,这就意味着这颗雷达的可视角度无法达到 360 °,只能达到 210 ° 的可视范围。

图源:科沃斯

但 210 ° 的可视范围,该如何定位扫地机器人的位置和收集环境信息呢?这里科沃斯选择的是,当扫地机器人处于房屋中间时,通过转动机身来获取环境信息;而在沿边清洁时,基于 DEEBOT X2 右侧贴边的工作特性,扫地机器人可以提前获取前方的环境信息,再根据算法来做出相应行为。

图源:品玩 ByArsT

但这样的设计并非十全十美,而是存在一定取舍,科沃斯选择了更轻薄的机身(将雷达放在机身内)和定位精度,来提升机器人的环境感知能力和墙角清洁能力,但这样做的代价是,存在激光雷达的一侧已经没有空间加入右侧边刷的电机了,只能放弃一侧边刷,仅保留左侧边刷。

图源:品玩 ByArsT

扫地机器人形态从圆形变为方形,边角清洁优势确实体现了出来,但仅仅是形态上的改变,也只是 " 丢了西瓜捡芝麻 ",真正核心的问题是:磕碰问题和复杂环境的行进问题,该如何解决?

聊到这一点,就得提一下目前扫地机器人的偏概念向的东西了,扫地机器人传统的 " 机器 AI",是在产品系统中加入更多的识别模型,比如录入桌子、椅子、床等等,扫地机器人可以通过识别多种物体来进行更适合的操作。

但在科沃斯看来,这一切并非如此,随着机器学习算法的不断升级,扫地机器人最该做的不是 " 识别 ",而是做到 " 识别 " 的同时还能进行决策,以及行动,这样才能更大程度的避免碰撞,也能让扫地机器人更加灵活、智能。

图源:科沃斯

基于这个概念,我们就很好理解科沃斯在 DEEBOT X2 上所做的一切了。DEEBOT X2 这次搭载了地平线旭日 3 芯片,基于这颗芯片的强大算力,科沃斯将自家的 AINA 模型应用于 DEEBOT X2 当中。

首先就是建模方面,DEEBOT X2 在第一次环境建模的时候,就会生成家居图谱,所谓的家居图谱就是在建模时,建立一个能够表示家居、房间互相之间关系的图谱,能够快速理解用户所提供的模糊的相对位置定位,比如:清扫一下客厅旁边那个卧室的书架周围,DEEBOT X2 就能迅速定位且找到指定位置,开始打扫。

这使得 DEEBOT X2 在面对模糊定位时,能有更好的理解能力,并且可以迅速知道室内的环境情况,比如哪里是重点清扫区域,以便日后做出更智能的判断。

图源:品玩 ByArsT

其次就是让机器人不再依赖已建地图。此前扫地机器人发生碰撞且遇到问题的多发情况,并不是家里固定的家具、墙面,而是一些动态的物体,比如随时开合的门、不断走动的人、忽然出现的宠物、甚至乱丢乱放的拖鞋。

AINA 模型的加入,可以让 DEEBOT X2 能更好的面对复杂区域,应对突发状况。比如在面对打开一半的门时,DEEBOT X2 不用再去试探前方物体是什么,可以直接 " 看到 " 门的开合范围,直接绕过通行。除此之外在面对宠物、脚等临时加入的障碍物,DEEBOT X2 也可以迅速绕开,避免碰撞试探。

图源:品玩 ByArsT

这样,就从根本上去解决机器人的碰撞问题,也能让扫地机器人的路径动线更为流畅,而这或许就是科沃斯 DEEBOT X2 敢用方形设计的底气所在吧。

不过一款好的产品是需要经过市场检验的,科沃斯 DEEBOT X2 舍弃了一侧边刷,以及更薄的外形设计(能否保证机身稳定性),到底是不是一件好事,目前我们还不得而知,但从目前科沃斯所提供产品以及我在现场所看到的结果是,科沃斯 DEEBOT X2 的表现还是比较出乎意料的。

此前扫地机器人的圆形设计,更多是妥协之后的产物,随着技术的发展,未来将会有更多类似 DEEBOT X2 这种不规则形状的扫地机器人出现,能够更好的帮助用户做好室内清洁工作,至于这个 " 未来 " 还要多久,就让我们拭目以待吧。

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