扫地机器人遇到屎会怎么办？当然是“发粪涂墙”啦

admin

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……


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2021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。
但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

来源：https://view.inews.qq.com/k/20230824A08VZA00
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