作為服務(wù)機(jī)器人市場的首發(fā)單品,掃地機(jī)器人如今已滲透千家萬戶,并隨著技術(shù)及市場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,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已是不爭的事實(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì),經(jīng)過2014年市場銷售額的一波爆發(fā)式增長后,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)競爭的加劇以及市場對低價(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)一步帶動了掃地機(jī)銷量的增長及滲透率的提升,而2017年這種演變趨勢也在不斷深化。

科沃斯國際事業(yè)部總裁錢程
科沃斯國際事業(yè)部總裁錢程告訴記者:“據(jù)我們長期的市場調(diào)研來看,目前國內(nèi)消費(fèi)者對掃地機(jī)器人的接受程度已經(jīng)很高了,因?yàn)檫@個(gè)市場在國內(nèi)已經(jīng)培養(yǎng)了很多年。而當(dāng)前的國內(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),在美國的‘黑五’購物節(jié)上,我們在亞馬遜平臺上相比去年更是取得了超過400%增長的成績,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)造更多的利潤增長。”
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)不斷的升級迭代,加上人工智能概念的越發(fā)火熱,用戶如今對后者的要求越來越嚴(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。”因此今年以來,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)市場份額正逐步降低,未來也將逐漸淡出市場。
正如錢程所言,自去年小米入局以來,這種趨勢就已在醞釀之中。而隨著2017年12月18日安全巨頭360公司的強(qiáng)勢殺入,編者預(yù)計(jì)2018年該趨勢將會得到進(jìn)一步的深化,屆時(shí)市場也將迎來新一輪的洗牌,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,共同分食殘余的掃地機(jī)市場。
對此,有業(yè)內(nèi)人士對上述觀點(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,掀起價(jià)格戰(zhàn),旨在掌控整個(gè)市場的主導(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)來進(jìn)行同步定位與地圖構(gòu)建SLAM(SLAM即Simultaneous localization and mapping),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。

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:“對于消費(fèi)級的產(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’來滿足廣大普通用戶‘拿來即用’的需求。而目前,就家庭應(yīng)用場景而言,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題。對此,我們做過很多努力,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米半徑的測距,而測量平距今年則能夠做到8K,并且不會在體積和外觀尺寸上有任何變化。”

上海思嵐科技有限公司CEO陳士凱
除了成本問題以外,功耗也是當(dāng)前的一大突出問題。陳士凱強(qiáng)調(diào):“目前,無論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)候就會遇到問題。比如我們給出的是上百瓦的級別,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)不到就沒有電了,這是完全不被接受的。”
“我們的解決方式是通過高度算法優(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。”陳士凱進(jìn)一步補(bǔ)充到,現(xiàn)在在硬幣大的SLAM WARE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,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。前面功耗的問題就可以得到很大的解決,實(shí)際產(chǎn)品中,現(xiàn)在不會讓用戶使用干電池,很多用戶會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)際使用場景下,對導(dǎo)航定位問題來說,機(jī)器人開機(jī)以后對家里的環(huán)境構(gòu)造是完全不清楚的,這就對路徑規(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。對此,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,我們在現(xiàn)有的SLAM WARE系統(tǒng)里加載了新的路徑規(guī)劃系統(tǒng),就像玩《星際爭霸》一樣,可以給一個(gè)初級的路徑規(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。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τ谖粗h(huán)境,必須先對環(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)都會帶來成本上升,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產(chǎn)生很大的障礙,他會覺得這個(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,也會關(guān)注另外一件事情,這件事情機(jī)器人不會考慮,但是對于人來說比較注重,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。”

作為國內(nèi)掃地機(jī)市場的頭羊,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。而對于傳統(tǒng)掃地機(jī)這種本身不具備視覺能力的產(chǎn)品,我們則從人工智能的角度賦予其探測、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。”
針對具體的產(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)來說,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)測距傳感器,并配合SLAM算法,可智能識別家居環(huán)境,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速建立家居地圖、智能分區(qū)。簡單來說,Smart Navi 2.0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)注無需清掃的區(qū)域,哪里不掃也由用戶說了算。”
多傳感器融合大勢所趨深度學(xué)習(xí)助力掃地機(jī)“更智能”
誠如上述,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“LiDar SLAM+軟件算法”的方案。不過,針對掃地機(jī)的應(yīng)用而言,激光雷達(dá)方案也存在動態(tài)環(huán)境難以定位、重定位能力差、缺乏回環(huán)檢測能力等問題,而視覺方案雖然也有自身的問題,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。對于以家庭應(yīng)用場景為核心的掃地機(jī)而言,這種應(yīng)用趨勢也開始嶄露頭角。
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:“毫無疑問,激光SLAM對于計(jì)算性能的需求大大低于視覺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SLAM基本都需要較為強(qiáng)勁的準(zhǔn)桌面級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,為視覺處理定制的ASIC市場已經(jīng)蠢蠢欲動,一個(gè)很好的例子是Intel旗下的Movidius,他們設(shè)計(jì)了一種特殊的架構(gòu)來進(jìn)行圖像、視頻與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理,在瓦級的超低功耗下達(dá)到桌面級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計(jì)算,為無人機(jī)避障和近地面場景導(dǎo)航提供根據(jù)。”
不過,針對未來技術(shù)方案的演變,龍建睿則更看好V SLAM和LIDAR SLAM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;而對環(huán)境光影的變化或者室內(nèi)比較昏暗的場景,V SLAM技術(shù)也都沒辦法使用。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)用中的很多問題。而當(dāng)前,業(yè)內(nèi)有不少廠商都在進(jìn)行這方面的探索,相信這種融合式的SLAM方式會是未來幾年比較重要的演變趨勢。”
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)的是完全通過深度學(xué)習(xí),直接通過攝像頭數(shù)據(jù)作為信號輸入,再通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接產(chǎn)生出機(jī)器人的控制信號。其中像SLAM的過程、路徑規(guī)劃的過程,完全通過學(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)也會成為未來的一種潮流。”

陳士凱對此也頗為認(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,我們在掃地機(jī)導(dǎo)航定位這個(gè)領(lǐng)域也會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,相信未來幾年會有一個(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在線升級技術(shù),能夠基于對用戶使用數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析,并通過客戶端快捷升級產(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)。”