日本向來熱衷于機器人研究，其中東京大學(xué)作為日本大學(xué)中的絕對王牌，在國內(nèi)外都享有很高的聲譽。
最近，東京大學(xué)有兩項發(fā)明吸引到了文摘菌的注意，一個是無人機和機械臂配合取貨，一個是可充氣的電動自行車。
這…難道東大是要正式進軍外賣界了嗎？
無人機取貨！節(jié)能省時，送貨交付量提高顯著
要讓無人機執(zhí)行送貨服務(wù)，首先得讓它們先取貨，偏偏就是這取貨的過程，是耗能和費時最大的地方，這時無人機往往是在盤旋而非移動，因為很多時候貨物包括了一些需要始終向上放置的食品或飲料，這些可不能通過降落傘或者其他方式進行遞送。
現(xiàn)在，閉上眼睛，想象一下理想的無人機送貨系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，無人機應(yīng)該可以一直保持全速飛行，不需要減速，同時又能夠安全地取貨和送貨。
不過其中還有一個問題，要在無人機上實現(xiàn)精準定位可能還有一定的難度，如果把這些事兒都放到地面上，用一個高速視覺系統(tǒng)和一個機械臂在無人機飛過時將包裹遞給它呢？
是不是完美？！
這個構(gòu)想，已經(jīng)被東京大學(xué)石川實驗室變成了現(xiàn)實。
在一篇最近的論文中，研究人員寫道，“包裹無停止傳遞給無人機，一個供應(yīng)站自動將包裹放到無人機上，并且進行交接調(diào)整這一概念，已經(jīng)通過控制供應(yīng)站實現(xiàn)了，供應(yīng)站通過一個高速的視覺系統(tǒng)來定位無人機”。
在石川教授領(lǐng)導(dǎo)下，石川實驗室在過去10年一直從事高速視覺和操作系統(tǒng)的研究，實驗室的研究視頻經(jīng)常登上Youtube的推薦榜。這次的實驗也是利用到了實驗室的標配水準：兩臺高速攝像機（每秒1000幀）架設(shè)在可以精確捕捉物體并同時計算他們的空間位置的轉(zhuǎn)動云臺上，另一臺攝像機用來在無人機離基站還比較遠時追蹤它，機械臂是兩個線性制動器，帶有一個平臺來固定有效負載。
無人機本身沒有什么特別的，唯一為了使它能夠取貨而進行的改動是一個簡單的掛鉤，這一掛鉤可以放在任何種類的無人機上，包括固定翼無人機和混合動力無人機，這一掛鉤還為放上去的貨物提供了靈活性。沒有了內(nèi)部載貨托架，你也無需將貨物塞入內(nèi)部。只要貨物能夠掛上掛鉤，并且在無人機的最大承受重量和空氣動力學(xué)容忍度以內(nèi)，你就可以使用它。
根據(jù)日前公布的demo視頻，無人飛以每秒1米的速度移動，實際的包裹傳遞發(fā)生在約0.3秒內(nèi)，這顯然比其他任何把貨物放到無人機上的方法更快。
研究人員表示送貨模擬在短途派送中還有巨大的進步，在1公里的距離內(nèi)，每天的交付量最多可提高65％，但在更長路程的配送中，使用該系統(tǒng)的收益下降明顯，畢竟取貨只占整個派送過程的很小一部分。但即使在4公里范圍內(nèi)，模擬顯示使用該系統(tǒng)最多提高18%。
未來，研究人員會將用于傳遞的兩軸機械臂升級為六軸機械臂，它可以重新加載自己，并且能夠進行速度匹配來減少取貨的影響。
使用六軸機械臂的高速視覺控制系統(tǒng)進行無需停止的包裹傳遞的概念圖
事實上，短期來看，系統(tǒng)收益可能并不顯著，因為現(xiàn)存的無人機送貨服務(wù)還沒有達到臨界點，到臨界點之后，每一秒鐘都會變得重要。電池續(xù)航能力也是競爭要點之一，只能維持幾十分鐘使得常常需要停止無人機更換電池，而隨著續(xù)航能力的提升，以及新技術(shù)的發(fā)展，這些都不會再是問題。
可以想見，在未來，無人機會有它們生而適合的送貨工作，不過就目前來看，還無法確定無人機的配送業(yè)務(wù)流程最終是否行得通，但不管怎樣，從節(jié)能省時的角度上看，無人機還有很大的發(fā)展前景。
充氣電動自行車：便利可攜帶，還能保障快遞小哥安全
如果對于無人機還心存戚戚，那讓外賣小哥來送貨的話，不升級一下裝備也說不過去了。
目前，很多外賣小哥都是騎著自己的小摩托進行送貨，但是隨著共享單車的發(fā)展，道路也隨之變得越來越擁擠和混亂，騎手和行人受傷的新聞已經(jīng)屢見不鮮。對于最后一公里問題，是否有更好的解決辦法呢？
答案自然是肯定的，比如東京大學(xué)的這款充氣電動自行車原型Poimo（POrtable and Inflatable MObility）。
制作Poimo的材料是一種可折疊布料，可以通過向小氣泵快速充氣，也就是說，出行工具現(xiàn)在不僅可以放進背包，在到達目的地之后還能打包帶走，也不用擔(dān)心車遭損壞和偷竊了。
Poimo的主體由熱塑性聚氨酯(TPU)制成，它易于定制，研究人員還試驗了其他形狀，例如移動沙發(fā)，聽說這種沙發(fā)非常適合在“海濱度假勝地”放松身心。
而且，將Poimo充氣到40或50kPa（6或7psi）的最佳操作壓強只需要一分鐘多的時間。
然后，你只需要再把剛性部件連接起來，包括車輪、無刷電機、電池和集成在車把中的無線控制器。所有這些總重5.5公斤（充氣結(jié)構(gòu)只有2.3公斤），但研究人員表示，這只是一個原型，他們預(yù)計重量可以減輕。
就乘坐體驗來說，靈活性、便攜性和內(nèi)在安全性使這款個人出行系統(tǒng)比死板的自行車和摩托車還要好。
Poimo的誕生源于一種愿望，即利用軟機器人技術(shù)創(chuàng)造一種本質(zhì)上安全的車輛，最大限度地減少事故中受傷或損壞的可能性，這對于與行人共享空間的個人出行系統(tǒng)非常重要。
在2020CHI大會上發(fā)表最新論文的作者之一Ryuma Niiyama說道：“我們相信充氣式交通工具與現(xiàn)有的出行系統(tǒng)不同，可以與人建立新的關(guān)系，在未來為城市提供一公里內(nèi)的出行工具。”
研究人員在日本對Poimo做了一些測試，人們說它比預(yù)想的更堅固，騎起來很有趣，他們想和孩子一起使用。Niiyama相信，一旦過了原型階段，即使維持模塊化和定制化，Poimo的成本效益也比現(xiàn)有車輛高得多。從這里開始，該計劃將繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)，以減輕重量、提高便攜性、舒適性和安全性，并通過用戶研究確定社會可行性和價格。
這兩項發(fā)明，不管是從速度還是從安全上都有所突破，東大這進軍外賣行業(yè)之心簡直昭然若揭。文摘菌只想說，不愧是你，東大！
