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扫地机器人遇到屎会怎么办?当然是“发粪涂墙”啦

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果壳 2021-10-15 22:28

上完一天班,当你回到家,打算开门面对扫地机器人定时清理干净的屋子和可爱的“毛孩子”时……

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发粪涂地丨jacksonkeirmclean/reddit

啊!为什么!扫地机器人你好好扫地就行了,我可没让你去铲屎,更没让你去糊屎啊!

当你打开家里的监控摄像,倒回“案发现场”……在日常巡逻中,扫地机发现一处地面有许多污物,它非常尽责,努力地转啊转试图清洁这一坨污物,直到电量低时才回去充电……

圈圈圆圆圈圈丨RM Videos/Youtube

这种“发粪涂地”的事情真不是少数,到网上随便一搜“便便+扫地机器人”,你就能看到各类悲惨地面,以及铲屎官的“哀嚎”。

上周抱怨了扫地机器人很蠢,这周它就来“报复”我了丨Boot Muffin/Twitter

扫地机器人碾过了狗屎,然后开始“清扫”其他地方丨screamicide/Reddit

比如下面这位扫地机器人更是“精准冲锋”、“反复碾压”……

机屎大战,一触即发丨Michael Baturin/Youtube

铲屎官回到家,感动得都哭了:“为什么?为什么墙壁和桌腿你不碰,便便却给我涂得这么匀?”

这个问题也一直困扰着扫地机器人生产厂商。早在2016年,就有扫地机器人团队就指出“经常见到这种情况”[1]。直到今年9月,该公司才推出了第一款可以识别宠物便便的扫地机器人。

宠物便便和扫地机器人到底有多大仇啊!这么重要的功能,怎么花了5年才加上?

识别便便?也得能看到才行啊

讲道理,扫地机身上的传感器也不少。头顶上有激光测距雷达,正前方有碰撞传感器,体内有粉尘感应器,还能通过红外线或超声波判断前方地面的材质。有了这么多双“眼睛“加持,碾压便便这种事听起来怎么也不可能发生啊……

具有多种传感器的扫地机器人丨某品牌扫地机器人产品说明

然而便便这种东西一般并不会堆得很高,顶部的激光雷达扫不到它;便便又太软,难以触发依靠形变来测量的碰撞传感器;红外线和超声波能识别地面材质(是木地板、地砖还是地毯),却难以分辨地上的小东西——你乱丢的手机线、硬币、纸巾什么的不是也会被卷入主刷里面嘛。

所以早期的扫地机器人即使拥有了这么多“眼睛”,却没有一个可以“看到”到便便……

“勇往直前”是因为看不到丨Mike Flores/Twitter

后来,为了让扫地机器人可以真正“看清”地面上的东西,厂商们给它装上了摄像头。同时通过算法对拍摄到的图像进行检测识别,以躲开不必要的接触。

人类丢在地上的东西实在是千奇百怪,便便这种东西又没有固定形态,按布里斯托大便分类法,从坚硬的圆球(1型)到完全的水状(7型)都有,指望算法都一一认出,似乎也太难了一点吧。

万能的AI这时候又派上了用场。基于深度学习技术,工程师们准备了各种真实便便(以及不是便便的杂物)照片,加上形状各异的人造假屎,组成了一个巨大的粪便识别数据集[2]。AI通过这些数据,学习从人类丢在地上的各种杂物中分辨出可能是便便的东西。目前对于成型的便便识别度还是挺高的——啥,别跟我提拉稀,我不想面对。

便便模型丨techcrunch

甚至有科技爱好者对机器进行“魔改”,加上了气体传感器,通过检测便便散发出的甲烷、甲硫醇、硫化氢等化学物质[4]判断周边地面是否有粪便。但检测成本太高,准确率也难以满足要求

不管是通过照片或是气味识别到了便便,想对其进行定位更是难上加难,很多扫地机器人能做的也只是停下脚步,通知人类前来核实清理。想要做到自动避让,厂商还得再加把劲。

躲开便便?只是看到还远远不够

识别到便便之后,扫地机器人还得知道它跟自己之间的距离,才能及时准确地定位“危险区”的位置。

过去的单摄像头测距避障,主要建立在之前的深度学习物体识别上,通过已识别物体的轮廓大小、位置进行判断,估算物体的距离——近大远小嘛。这种方式的好处是硬件成本低,软件开发难度也不太难,在现有的物体识别结果上就能完成判断。缺点自然是精度较低,也只能对已识别的物体进行避障。为了更好地测量与障碍物之间的距离,许多能自动避障的扫地机器人已经用上了“双目技术”

两个摄像头能通过双眼图像特征匹配,获得视觉范围内的障碍物深度信息,对于未能识别的可疑物体也能进行避障,同时根据单目目标识别的结果,还能定制具体的操作策略。缺点除了多一个摄像头增加的成本外,软件算法开发起来也更有难度,搭载此类技术的机器人身价自然也水涨船高啦

最后,要想避开“地雷”,还需要让扫地机器人知道怎么“绕开”它。这需要合理地判断“危险区”的范围,动态规划局部路线,实时追踪自身和便便之间的距离,还得有效控制两个驱动轮调整自身的方向和姿态。不然就算识别、检测出来,绕行的时候还有可能不小心“擦”到——甚至为了避免踩到一小块,却碾了一大坨。

前方有便便,已为您重新规划路线丨iRobot

也有公司在专利中[3]提到了更直接的方法:在碾过去之前喷射速冻剂“冻住”便便,并将凝固的便便吸入垃圾腔里。——不知道铲屎官在面对装满粪便的扫地机器人时,会有什么感想。

一些建议

2016年《卫报》(The Guardian)采访了几名受害铲屎官,其中一名倒霉孩子在两年内就遇上5到10次这样的“粪灾”[1]。所以要是你家也有宠物的话,买扫地机器人时可要好好想想如何避免“发粪涂墙”。

在此建议铲屎官们:

尽量选择带有便便检测功能的机器人,或者至少是有摄像头避障的设备;

尽量不要选择定时清扫,或是在开启清扫前仔细检查一下地面——毕竟就算有便便检测功能的机器人,也没法检测一滩稀屎;

最好能把主子们的活动区域与要扫地机器人清扫的区域做个分隔,猫砂盆周边就别让它们经常去啦——这也能避免狗子们故意在机器人的行驶路线上“扔炸弹”。

参考文献

[1] Roomba creator responds to reports of ‘poopocalypse’: ‘We see this a lot’.

https://www.theguardian.com/technology/2016/aug/15/roomba-robot-vacuum-poopocalypse-facebook-post

[2] ROOMBA VS POOP: TEACHING ROBOTS TO DETECT PET MESS.

https://hackaday.com/2016/08/24/roomba-vs-poop-teaching-robots-to-detect-pet-mess/

[3] 家用清洁机器人辨识及处理宠物粪便的方法. CN107713913B.

[4] Local doggie daycare learned a valuable lesson about leaving a Roomba in the reception area.

https://www.reddit.com/r/funny/comments/5fs3wb/local_doggie_daycare_learned_a_valuable_lesson/

[5] iRobot’s poop problem.

https://techcrunch.com/2021/09/09/actuator-4/

作者:欧剃

编辑:窗敲雨、Owl

一个AI

如果拉稀了,那……就摊煎饼吧

本文来自果壳,未经授权不得转载.

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