以前,家用清潔機器人的特點是它們會隨意在地板上碰撞,這是因為當時的技術還無法讓它們準確定位和繪製地圖。但在2010年,家用機器人開始使用激光雷達 (lidar) 等技術來追蹤它們的位置,並優化清潔方式。
消費者用的泳池清潔機器人落後於室內機器人約15年,原因有幾個。首先,大多數泳池機器人與自動泳池清潔器不同,自動泳池清潔器是完全依賴水壓的機械系統,泳池機器人通常需要插電,這使得它們在效率上不太需要考慮。其次,水下的三維定位比室內的二維定位要困難得多。但泳池機器人正在追趕上來,本週在消費電子展 (CES) 上,Wybot 推出了一款無線的機器人,利用超聲波生成三維地圖,實現快速高效的泳池清潔。它還是太陽能供電的,並且可以自動排空。
水下定位和導航對任何機器人來說都不是一個簡單的問題。私人泳池的環境相對有結構和可預測性,但光線始終是一個挑戰,因為明亮的陽光、深邃的陰影、波浪的反射,以及如果泳池化學物質不平衡時偶爾出現的混濁水。這使得依賴任何基於光的定位系統變得不太可靠,因此 Wybot 回歸了舊技術,使用超聲波。
Wybot 將超聲波帶回機器人
超聲波曾經是移動機器人導航的一種非常常見的方法。你可能還記得像 Pioneer 3 這樣的老牌機器人,它的前面有大型的超聲波傳感器。隨著相機和激光雷達變得便宜且可靠,超聲波傳感器的雜亂逐漸被淘汰,但聲音在水下應用中仍然是理想的,因為任何依賴光的技術可能會遇到困難。
Wybot S3 使用12個超聲波傳感器,加上馬達編碼器和慣性測量單元來繪製住宅泳池的三維地圖。Wybot 的首席技術官 (CTO) 馮華 (Felix (Huo) Feng) 解釋說:「我們必須非常小心地選擇超聲波傳感器。實際上,我們使用多種不同的傳感器,並計算聲納脈衝的飛行時間來計算距離。」生成的地圖的定位精度約為10厘米,這對於機器人完成工作來說完全足夠,儘管馮表示他們正在積極努力提高地圖的解析度。為了規劃路徑,三維地圖會被分解成一系列二維地圖,因為機器人需要清潔泳池底部、樓梯和邊緣,還有泳池的側面。
S3 的效率特別重要,因為它的充電座上有足夠的太陽能板,可以在陽光充足的日子提供約90分鐘的運行時間。如果你的泳池不太大,這意味著機器人可以每天清潔,而不需要連接電源。充電座還可以將機器人本身的收集箱中的垃圾吸出,Wybot 建議 S3 可以在不讓充電座溢出的情況下進行長達一個月的清潔。
S3 的前面有一個相機,主要用於識別和優先清潔較髒的區域(當然是通過人工智慧 (AI))。未來,Wybot 可能還能利用視覺進行導航,但我猜對於可靠的24/7導航,超聲波仍然是必要的。
另一個有趣的細節是通信系統。充電座可以與你的 Wi-Fi 連接,然後在充電時與機器人通訊。然而,當機器人開始清潔時,傳統的無線信號將無法使用,但充電座有自己的聲納,可以以每秒幾個字節的速度與機器人通訊。這不會讓你從機器人的相機中流式傳輸視頻,但足以讓你控制機器人,或者要求它回到充電座,獲取電池狀態更新等。
Wybot S3 將於今年第二季度上市,售價高達2999美元,但這是新技術首次進入消費市場的常態。給它一些時間,我猜測導航和自動排空的能力將成為泳池機器人的標準功能。但就我所知,Wybot 是第一個做到這一點的。
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