作為服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)的首發(fā)單品，掃地機(jī)器人如今已滲透千家萬(wàn)戶，并隨著技術(shù)及市場(chǎng)的日臻成熟而深入人心。如今，在小米、360及科沃斯等巨頭的持續(xù)推動(dòng)下，支撐掃地機(jī)發(fā)揮關(guān)鍵性能的核心技術(shù)--自主導(dǎo)航定位和路徑規(guī)劃也呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢(shì)，演變?yōu)樾袠I(yè)標(biāo)配的同時(shí)也開始向多傳感器融合方向深入發(fā)展。而軟件方面，隨著深度學(xué)習(xí)算法的產(chǎn)品化，AI加持下的掃地機(jī)器人技術(shù)也為行業(yè)發(fā)展注入了新的生機(jī)。

巨頭入局掀起價(jià)格戰(zhàn)“狂潮”2018年行業(yè)或迎洗牌期

掃地機(jī)器人短短幾年便火遍全國(guó)已是不爭(zhēng)的事實(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過(guò)2014年市場(chǎng)銷售額的一波爆發(fā)式增長(zhǎng)后，2015年掃地機(jī)器人依舊熱度不減，特別是上半年，線上智能掃地機(jī)器人的主流價(jià)格區(qū)間集中于2000元以上，銷售占比為41.1%;而到了2016年上半年，隨著行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇以及市場(chǎng)對(duì)低價(jià)位產(chǎn)品需求的攀升，主流價(jià)格區(qū)間降到了1000-1500元之間，銷售占比為35.3%，而2000元以上掃地機(jī)器人占比也下降至32.4%，這進(jìn)一步帶動(dòng)了掃地機(jī)銷量的增長(zhǎng)及滲透率的提升，而2017年這種演變趨勢(shì)也在不斷深化。

科沃斯國(guó)際事業(yè)部總裁錢程

科沃斯國(guó)際事業(yè)部總裁錢程告訴記者:“據(jù)我們長(zhǎng)期的市場(chǎng)調(diào)研來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)掃地機(jī)器人的接受程度已經(jīng)很高了，因?yàn)檫@個(gè)市場(chǎng)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)培養(yǎng)了很多年。而當(dāng)前的國(guó)內(nèi)用戶更多看重技術(shù)型的產(chǎn)品，要導(dǎo)航、掃拖一體，更要智能化。在2017年的雙十一，我們的全網(wǎng)成交總額達(dá)到了5.28億元，其中掃地機(jī)占據(jù)絕大多數(shù)，領(lǐng)跑全網(wǎng)雙十一生活電器榜。同時(shí)，在美國(guó)的‘黑五’購(gòu)物節(jié)上，我們?cè)趤嗰R遜平臺(tái)上相比去年更是取得了超過(guò)400%增長(zhǎng)的成績(jī)，產(chǎn)品成交額相當(dāng)于去年的5倍，創(chuàng)下歷史新高。因此，我們預(yù)計(jì)2018年，隨著技術(shù)成本的不斷壓低以及用戶的廣泛認(rèn)可，掃地機(jī)器人業(yè)務(wù)將為我們創(chuàng)造更多的利潤(rùn)增長(zhǎng)?！?/p>

在掃地機(jī)器人最初流行的時(shí)候，人們主要的關(guān)注點(diǎn)還是在前者，但隨著技術(shù)不斷的升級(jí)迭代，加上人工智能概念的越發(fā)火熱，用戶如今對(duì)后者的要求越來(lái)越嚴(yán)苛，這也就進(jìn)一步要求業(yè)內(nèi)廠商開始用更多智能化技術(shù)來(lái)給掃地機(jī)賦能，擁有智能規(guī)劃清掃功能的掃地機(jī)也日漸占據(jù)絕大多數(shù)份額?！币虼私衲暌詠?lái)，我們可以看到業(yè)內(nèi)各大主流廠商已經(jīng)全線轉(zhuǎn)戰(zhàn)智能規(guī)劃式掃地機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)，而不具備智能規(guī)劃技術(shù)的掃地機(jī)市場(chǎng)份額正逐步降低，未來(lái)也將逐漸淡出市場(chǎng)。

正如錢程所言，自去年小米入局以來(lái)，這種趨勢(shì)就已在醞釀之中。而隨著2017年12月18日安全巨頭360公司的強(qiáng)勢(shì)殺入，編者預(yù)計(jì)2018年該趨勢(shì)將會(huì)得到進(jìn)一步的深化，屆時(shí)市場(chǎng)也將迎來(lái)新一輪的洗牌，低端的“盲掃”產(chǎn)品將逐漸退市，而擁有資本與技術(shù)實(shí)力的廠商將真正存活下來(lái)，共同分食殘余的掃地機(jī)市場(chǎng)。

對(duì)此，有業(yè)內(nèi)人士對(duì)上述觀點(diǎn)表示贊同，與之前阿里和京東主導(dǎo)的智能音箱市場(chǎng)混戰(zhàn)套路類似，小米和360兩家巨頭用低價(jià)策略打入掃地機(jī)市場(chǎng)，掀起價(jià)格戰(zhàn)，旨在掌控整個(gè)市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)，讓自身品牌更快的向用戶群滲透。而在技術(shù)方案上，兩家公司都清一色采用的是單線激光雷達(dá)來(lái)進(jìn)行同步定位與地圖構(gòu)建SLAM(SLAM即Simultaneouslocalizationandmapping)，事實(shí)上這種方案在市面上的成本不低，據(jù)渠道方面了解大概在400-600元左右。而近期，小米還在進(jìn)一步的壓低市場(chǎng)價(jià)格，預(yù)計(jì)明年360也將采取同樣的方式，而這將倒逼業(yè)內(nèi)其他廠商在定價(jià)上做出更多妥協(xié)，并有望大幅帶動(dòng)2018年整個(gè)行業(yè)中高端檔次產(chǎn)品價(jià)位的進(jìn)一步降低，屆時(shí)攜帶自主定位及規(guī)劃功能的智能掃地機(jī)出貨量將快速攀升，而當(dāng)前遍地都是的“盲掃”掃地機(jī)也將以更快的速度淡出市場(chǎng)。

功耗及成本是瓶頸軟硬結(jié)合助力精準(zhǔn)化應(yīng)用

盡管智能規(guī)劃式清掃正成為當(dāng)前掃地機(jī)的標(biāo)配，但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，仍有很多問(wèn)題亟待解決，比如功耗、成本等。站在專業(yè)廠商的角度考慮，上海思嵐科技有限公司CEO陳士凱認(rèn)為:“對(duì)于消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品，我們更關(guān)注的是如何將同樣的功能以更低的代價(jià)/價(jià)格、開發(fā)周期以及使用難易度變成一個(gè)具體的產(chǎn)品。因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)上，我們需要盡可能的講求‘零配置’來(lái)滿足廣大普通用戶‘拿來(lái)即用’的需求。而目前，就家庭應(yīng)用場(chǎng)景而言，盡管配備了激光雷達(dá)等技術(shù)，掃地機(jī)導(dǎo)航定位系統(tǒng)仍然面臨著諸多待解的問(wèn)題。對(duì)此，我們做過(guò)很多努力，比如在成本上，我們現(xiàn)有的激光雷達(dá)成本已經(jīng)能夠做得更低，可以在一定程度上解決導(dǎo)航定位模塊使用成本的問(wèn)題。我們最早是做激光雷達(dá)的，目前我們的A2激光雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)16米半徑的測(cè)距，而測(cè)量平距今年則能夠做到8K，并且不會(huì)在體積和外觀尺寸上有任何變化?！?/p>

上海思嵐科技有限公司CEO陳士凱

除了成本問(wèn)題以外，功耗也是當(dāng)前的一大突出問(wèn)題。陳士凱強(qiáng)調(diào):“目前，無(wú)論SLAM的算法還是路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其復(fù)雜度都比較高。拿現(xiàn)在主流的筆記本電腦跑都有點(diǎn)吃力。SLAM里面的凸優(yōu)化算法還不能夠在線進(jìn)行運(yùn)作，必須靠離線式進(jìn)行運(yùn)算，因此把技術(shù)使用到實(shí)際產(chǎn)品中的時(shí)候就會(huì)遇到問(wèn)題。比如我們給出的是上百瓦的級(jí)別，但是一個(gè)掃地機(jī)器人電池本身的容量可能只有20多瓦時(shí)的規(guī)模，如果讓掃地機(jī)器人上裝一個(gè)筆記本跑SLAM算法，可能一個(gè)小時(shí)不到就沒(méi)有電了，這是完全不被接受的?！?/p>

“我們的解決方式是通過(guò)高度算法優(yōu)化和集成，把導(dǎo)航定位系統(tǒng)的體積和運(yùn)算性能負(fù)荷上做到最小?！标愂縿P進(jìn)一步補(bǔ)充到，現(xiàn)在在硬幣大的SLAMWARE里面可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)信息機(jī)和開源算法，可以在2瓦下完成SLAM規(guī)劃的所有事情，同時(shí)體積和發(fā)熱情況都可以有很大的改善。而從一些案例來(lái)看，比如我們最新發(fā)布的一個(gè)基于激光雷達(dá)和導(dǎo)航定位系統(tǒng)的開源參考平臺(tái)，這是目前能實(shí)現(xiàn)的最小具有激光自主定位導(dǎo)航的系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是只需要干電池就可以供電，并且實(shí)現(xiàn)兩個(gè)小時(shí)以上的待機(jī)時(shí)間。前面功耗的問(wèn)題就可以得到很大的解決，實(shí)際產(chǎn)品中，現(xiàn)在不會(huì)讓用戶使用干電池，很多用戶會(huì)使用可充電式的鋰離子電池，讓機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)8小時(shí)以上的待機(jī)時(shí)間。

另一方面，在實(shí)際使用場(chǎng)景下，對(duì)導(dǎo)航定位問(wèn)題來(lái)說(shuō)，機(jī)器人開機(jī)以后對(duì)家里的環(huán)境構(gòu)造是完全不清楚的，這就對(duì)路徑規(guī)劃算法提出了一個(gè)共同的要求，需要把地圖預(yù)先繪制出來(lái)。對(duì)此，陳世凱解釋到:“這是一個(gè)矛盾點(diǎn)，我既希望這個(gè)機(jī)器人在環(huán)境位置的時(shí)候展開工作，但一些主流算法還是需要對(duì)地圖或者環(huán)境有一個(gè)預(yù)先的構(gòu)建或者預(yù)先的探索，才可以展開一些算法。因此產(chǎn)業(yè)界就需要做一些額外的工作，我們?cè)诂F(xiàn)有的SLAMWARE系統(tǒng)里加載了新的路徑規(guī)劃系統(tǒng)，就像玩《星際爭(zhēng)霸》一樣，可以給一個(gè)初級(jí)的路徑規(guī)劃，隨著機(jī)器人持續(xù)探索，路徑可以逐步進(jìn)行細(xì)化，能夠在地圖甚至完全未知和部分未知時(shí)就可以展開行動(dòng)。除了這個(gè)比較基礎(chǔ)的功能以外，還需要很多其他的算法進(jìn)行配合，比如自主環(huán)境探索和地圖構(gòu)建，這是目前帶有導(dǎo)航定位掃地機(jī)器人的標(biāo)配。因?yàn)閷?duì)于未知環(huán)境，必須先對(duì)環(huán)境進(jìn)行探索，框定清掃區(qū)域。另外還有一個(gè)非計(jì)算的問(wèn)題，比如地圖如何去呈現(xiàn)，而目前使用任何新的技術(shù)都會(huì)帶來(lái)成本上升，成本的上升往往伴隨著功能溢價(jià)，所以廠家必須把新的功能提升到讓用戶有感知的水平。如果機(jī)器人具備了激光導(dǎo)航和地圖構(gòu)建能力，在使用當(dāng)中，都會(huì)非常希望讓用戶看到機(jī)器人真正的繪制地圖。這時(shí)候就有一個(gè)心理上的問(wèn)題，一張圖是一個(gè)人認(rèn)為機(jī)器人繪制的地圖效果，但實(shí)際上很多時(shí)候SLAM系統(tǒng)給出的地圖雖然不算差，但也稱不上很好。如果我展現(xiàn)的是這樣的地圖，那在用戶心理上就會(huì)產(chǎn)生很大的障礙，他會(huì)覺(jué)得這個(gè)產(chǎn)品看上去是不是不值這個(gè)價(jià)格。而且，在實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位系統(tǒng)的時(shí)候，也會(huì)關(guān)注另外一件事情，這件事情機(jī)器人不會(huì)考慮，但是對(duì)于人來(lái)說(shuō)比較注重，那就是構(gòu)圖的精細(xì)程度，這是目前思嵐在嘗試努力的方向?！?/p>

作為國(guó)內(nèi)掃地機(jī)市場(chǎng)的頭羊，科沃斯則更看好“全局規(guī)劃”的方式。錢程表示:“目前在掃地機(jī)市場(chǎng)上，有著琳瑯滿目的規(guī)劃式設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，但各品牌之間也存在較大的差異，比如全局規(guī)劃和普通的路徑規(guī)劃就不太一樣。而對(duì)于傳統(tǒng)掃地機(jī)這種本身不具備視覺(jué)能力的產(chǎn)品，我們則從人工智能的角度賦予其探測(cè)、認(rèn)知并記憶整體家居環(huán)境的能力，從而實(shí)現(xiàn)‘全局規(guī)劃’，我們認(rèn)為這是當(dāng)前行業(yè)在技術(shù)層面上的主流發(fā)展趨勢(shì)?！?/p>

針對(duì)具體的產(chǎn)品化方案，錢程告訴記者:“比如，在DG3上，我們首次配置了應(yīng)用在智能手機(jī)、智能電腦、數(shù)字電視等家用產(chǎn)品，以及汽車電子、航天航空等領(lǐng)域的同類型Cortex-A9處理器，相比常規(guī)芯片的低效處理單任務(wù)來(lái)說(shuō)，Cortex-A9能夠處理多任務(wù)執(zhí)行，并且處理速度也有了大幅度的提升，這塊芯片讓‘全局規(guī)劃’更加高效。此外，我們也配置了現(xiàn)在業(yè)內(nèi)使用較多的LDS激光雷達(dá)測(cè)距傳感器，并配合SLAM算法，可智能識(shí)別家居環(huán)境，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速建立家居地圖、智能分區(qū)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，SmartNavi2.0意味著掃地機(jī)器人DG3在快速建立家居地圖的同時(shí)，通過(guò)我們的APP端即可實(shí)現(xiàn)指定區(qū)域清掃，想掃哪間點(diǎn)哪間，并可精確到指定點(diǎn)，想掃哪里點(diǎn)哪里，同時(shí)可隨心設(shè)置虛擬墻或虛擬區(qū)、標(biāo)注無(wú)需清掃的區(qū)域，哪里不掃也由用戶說(shuō)了算?！?/p>

多傳感器融合大勢(shì)所趨深度學(xué)習(xí)助力掃地機(jī)“更智能”

誠(chéng)如上述，為實(shí)現(xiàn)更好的SLAM建圖、定位以及規(guī)劃效果，業(yè)內(nèi)主流廠商正紛紛轉(zhuǎn)向“LiDarSLAM+軟件算法”的方案。不過(guò)，針對(duì)掃地機(jī)的應(yīng)用而言，激光雷達(dá)方案也存在動(dòng)態(tài)環(huán)境難以定位、重定位能力差、缺乏回環(huán)檢測(cè)能力等問(wèn)題，而視覺(jué)方案雖然也有自身的問(wèn)題，但可以很好的彌補(bǔ)LiDar存在的這些缺陷，這點(diǎn)在火熱的智能駕駛領(lǐng)域就得到了廣泛驗(yàn)證。對(duì)于以家庭應(yīng)用場(chǎng)景為核心的掃地機(jī)而言，這種應(yīng)用趨勢(shì)也開始嶄露頭角。

深圳市大道智創(chuàng)科技有限公司研發(fā)總監(jiān)龍建睿認(rèn)為:“毫無(wú)疑問(wèn)，激光SLAM對(duì)于計(jì)算性能的需求大大低于視覺(jué)SLAM，比如主流的激光SLAM可以在普通ARMCPU上實(shí)時(shí)運(yùn)行，而視覺(jué)SLAM基本都需要較為強(qiáng)勁的準(zhǔn)桌面級(jí)CPU或者GPU支持。因此，業(yè)界也看到了這其中蘊(yùn)藏的巨大機(jī)會(huì)，為視覺(jué)處理定制的ASIC市場(chǎng)已經(jīng)蠢蠢欲動(dòng)，一個(gè)很好的例子是Intel旗下的Movidius，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種特殊的架構(gòu)來(lái)進(jìn)行圖像、視頻與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理，在瓦級(jí)的超低功耗下達(dá)到桌面級(jí)GPU才擁有的吞吐量，DJI的精靈4系列產(chǎn)品就是使用這類專用芯片，實(shí)現(xiàn)了高速低功耗的視覺(jué)計(jì)算，為無(wú)人機(jī)避障和近地面場(chǎng)景導(dǎo)航提供根據(jù)。”

不過(guò)，針對(duì)未來(lái)技術(shù)方案的演變，龍建睿則更看好VSLAM和LIDARSLAM的多傳感器融合的方式。他表示:“雖然這兩種技術(shù)都有優(yōu)缺點(diǎn)，激光的缺點(diǎn)毋庸置疑，傳統(tǒng)激光雷達(dá)很貴而且很多方面不大靈活，目前為止技術(shù)的發(fā)展也不成熟;而對(duì)環(huán)境光影的變化或者室內(nèi)比較昏暗的場(chǎng)景，VSLAM技術(shù)也都沒(méi)辦法使用。但如果把這兩種SLAM技術(shù)融合在一起，并且配以目前低成本的傳感器，就可以解決掃地機(jī)應(yīng)用中的很多問(wèn)題。而當(dāng)前，業(yè)內(nèi)有不少?gòu)S商都在進(jìn)行這方面的探索，相信這種融合式的SLAM方式會(huì)是未來(lái)幾年比較重要的演變趨勢(shì)?！?/p>

除此，隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)產(chǎn)品化的飛速演進(jìn)，AI加持下的智能掃地機(jī)也正向產(chǎn)業(yè)持續(xù)注入新的生機(jī)。龍建睿表示:“這一兩年，深度學(xué)習(xí)成為人工智能的代名詞。而在這個(gè)行業(yè)，前幾年還是以比較傳統(tǒng)的概率學(xué)，或者控制論的方式進(jìn)行機(jī)器人自主定位導(dǎo)航。但這里展現(xiàn)的是完全通過(guò)深度學(xué)習(xí)，直接通過(guò)攝像頭數(shù)據(jù)作為信號(hào)輸入，再通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接產(chǎn)生出機(jī)器人的控制信號(hào)。其中像SLAM的過(guò)程、路徑規(guī)劃的過(guò)程，完全通過(guò)學(xué)習(xí)的方式就可以進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，因此我認(rèn)為這種技術(shù)也會(huì)成為未來(lái)的一種潮流?！?/p>

陳士凱對(duì)此也頗為認(rèn)同，并強(qiáng)調(diào):“在這一兩年我們看到很多巨頭都在做神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，尤其英特爾在芯片這一塊的性能是非常給力的，在功耗和性能上都讓我們非常吃驚，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，我們?cè)趻叩貦C(jī)導(dǎo)航定位這個(gè)領(lǐng)域也會(huì)非常廣泛的使用深度學(xué)習(xí)，包括SLAM，以及像路徑規(guī)劃這方面的應(yīng)用。另外是行業(yè)中的情況，比如基于深度學(xué)習(xí)的路徑規(guī)劃也都在不斷萌芽之中，相信未來(lái)幾年會(huì)有一個(gè)比較明顯的突破。”

而在這方面，科沃斯則先發(fā)制人實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)技術(shù)的產(chǎn)品化，將AI算法下沉到硬件當(dāng)中，為掃地機(jī)全方位賦能，錢程表示:“目前，我們的DG3掃地機(jī)產(chǎn)品已成功被賦予了自主學(xué)習(xí)的能力，首次搭載了OTA在線升級(jí)技術(shù)，能夠基于對(duì)用戶使用數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，并通過(guò)客戶端快捷升級(jí)產(chǎn)品功能，從而使DG3伴隨用戶的實(shí)際使用而進(jìn)行自主深度學(xué)習(xí)，不斷更新擴(kuò)充自身的功能，從而更好的適應(yīng)家庭環(huán)境，打造更為優(yōu)質(zhì)的智能體驗(yàn)?！?/p>