日本向來熱衷于機(jī)器人研究，其中東京大學(xué)作為日本大學(xué)中的絕對(duì)王牌，在國內(nèi)外都享有很高的聲譽(yù)。

 

　　最近，東京大學(xué)有兩項(xiàng)發(fā)明吸引了人們的注意，一個(gè)是無人機(jī)和機(jī)械臂配合取貨，一個(gè)是可充氣的電動(dòng)自行車。

 

　　難道東大是要正式進(jìn)軍外賣界了嗎？
 

 

 

　　要讓無人機(jī)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(fèi)時(shí)最大的地方，這時(shí)無人機(jī)往往是在盤旋而非移動(dòng)，因?yàn)楹芏鄷r(shí)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(jìn)行遞送。

 

　　現(xiàn)在，閉上眼睛，想象一下理想的無人機(jī)送貨系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，無人機(jī)應(yīng)該可以一直保持全速飛行，不需要減速，同時(shí)又能夠安全地取貨和送貨。

 

　　不過其中還有一個(gè)問題，要在無人機(jī)上實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)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(gè)高速視覺系統(tǒng)和一個(gè)機(jī)械臂在無人機(jī)飛過時(shí)將包裹遞給它呢？

 

　　是不是完美？！

 

　　這個(gè)構(gòu)想，已經(jīng)被東京大學(xué)石川實(shí)驗(yàn)室變成了現(xiàn)實(shí)。
 

 

　　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(jī)，一個(gè)供應(yīng)站自動(dòng)將包裹放到無人機(jī)上，并且進(jìn)行交接調(diào)整這一概念，已經(jīng)通過控制供應(yīng)站實(shí)現(xiàn)了，供應(yīng)站通過一個(gè)高速的視覺系統(tǒng)來定位無人機(jī)”。

 

　　在石川教授領(lǐng)導(dǎo)下，石川實(shí)驗(yàn)室在過去10年一直從事高速視覺和操作系統(tǒng)的研究，實(shí)驗(yàn)室的研究視頻經(jīng)常登上Youtube的推薦榜。這次的實(shí)驗(yàn)也是利用到了實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)配水準(zhǔn)：兩臺(tái)高速攝像機(jī)（每秒1000幀）架設(shè)在可以精確捕捉物體并同時(shí)計(jì)算他們的空間位置的轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)上，另一臺(tái)攝像機(jī)用來在無人機(jī)離基站還比較遠(yuǎn)時(shí)追蹤它，機(jī)械臂是兩個(gè)線性制動(dòng)器，帶有一個(gè)平臺(tái)來固定有效負(fù)載。

 

　　無人機(jī)本身沒有什么特別的，唯一為了使它能夠取貨而進(jìn)行的改動(dòng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的掛鉤，這一掛鉤可以放在任何種類的無人機(jī)上，包括固定翼無人機(jī)和混合動(dòng)力無人機(jī)，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(jī)的最大承受重量和空氣動(dòng)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(dòng)，實(shí)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(jī)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(jìn)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(zhǎng)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(gè)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(huì)將用于傳遞的兩軸機(jī)械臂升級(jí)為六軸機(jī)械臂，它可以重新加載自己，并且能夠進(jìn)行速度匹配來減少取貨的影響。

 

　　使用六軸機(jī)械臂的高速視覺控制系統(tǒng)進(jìn)行無需停止的包裹傳遞的概念圖

 

　　事實(shí)上，短期來看，系統(tǒng)收益可能并不顯著，因?yàn)楝F(xiàn)存的無人機(jī)送貨服務(wù)還沒有達(dá)到臨界點(diǎn)，到臨界點(diǎn)之后，每一秒鐘都會(huì)變得重要。電池續(xù)航能力也是競(jìng)爭(zhēng)要點(diǎn)之一，只能維持幾十分鐘使得常常需要停止無人機(jī)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(huì)再是問題。

 

　　可以想見，在未來，無人機(jī)會(huì)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(jī)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(shí)的角度上看，無人機(jī)還有很大的發(fā)展前景。

 

 

　　如果對(duì)于無人機(jī)還心存戚戚，那讓外賣小哥來送貨的話，不升級(jí)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(jìn)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(duì)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)的這款電動(dòng)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(jìn)背包，在到達(dá)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(yàn)了其他形狀，例如移動(dòng)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(qiáng)只需要一分鐘多的時(shí)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(jī)、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(gè)原型，他們預(yù)計(jì)重量可以減輕。
 

 

　　就乘坐體驗(yàn)來說，靈活性、便攜性和內(nèi)在安全性使這款個(gè)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(jī)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(duì)于與行人共享空間的個(gè)人出行系統(tǒng)非常重要。

 

　　在2020CHI大會(huì)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(duì)Poimo做了一些測(cè)試，人們說它比預(yù)想的更堅(jiān)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(jì)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(huì)可行性和價(jià)格。

 

　　這兩項(xiàng)發(fā)明，不管是從速度還是從安全上都有所突破，東大這進(jìn)軍外賣行業(yè)之心簡(jiǎn)直昭然若揭。