上完一天班，當你回到家，打算開門面對掃地機器人定時清理干凈的屋子和可愛的“毛孩子”時……
發(fā)糞涂地丨jacksonkeirmclean/reddit
啊！為什么！掃地機器人你好好掃地就行了，我可沒讓你去鏟屎，更沒讓你去糊屎�。�
當你打開家里的監(jiān)控攝像，倒回“案發(fā)現(xiàn)場”……在日常巡邏中，掃地機發(fā)現(xiàn)一處地面有許多污物，它非常盡責，努力地轉啊轉試圖清潔這一坨污物，直到電量低時才回去充電……
圈圈圓圓圈圈丨RM Videos/Youtube
這種“發(fā)糞涂地”的事情真不是少數(shù)，到網(wǎng)上隨便一搜“便便+掃地機器人”，你就能看到各類悲慘地面，以及鏟屎官的“哀嚎”。
上周抱怨了掃地機器人很蠢，這周它就來“報復”我了丨Boot Muffin/Twitter
掃地機器人碾過了狗屎，然后開始“清掃”其他地方丨screamicide/Reddit
比如下面這位掃地機器人更是“精準沖鋒”、“反復碾壓”……
機屎大戰(zhàn)，一觸即發(fā)丨Michael Baturin/Youtube
鏟屎官回到家，感動得都哭了：“為什么？為什么墻壁和桌腿你不碰，便便卻給我涂得這么勻？”
這個問題也一直困擾著掃地機器人生產(chǎn)廠商。早在2016年，就有掃地機器人團隊就指出“經(jīng)常見到這種情況”[1]。直到2021年9月，該公司才推出了第一款可以識別寵物便便的掃地機器人。
寵物便便和掃地機器人到底有多大仇��！這么重要的功能，怎么花了5年才加上？
識別便便？也得能看到才行啊
講道理，掃地機身上的傳感器也不少。頭頂上有激光測距雷達，正前方有碰撞傳感器，體內(nèi)有粉塵感應器，還能通過紅外線或超聲波判斷前方地面的材質。有了這么多雙“眼睛“加持，碾壓便便這種事聽起來怎么也不可能發(fā)生啊……
具有多種傳感器的掃地機器人丨某品牌掃地機器人產(chǎn)品說明
然而便便這種東西一般并不會堆得很高，頂部的激光雷達掃不到它；便便又太軟，難以觸發(fā)依靠形變來測量的碰撞傳感器；紅外線和超聲波能識別地面材質（是木地板、地磚還是地毯），卻難以分辨地上的小東西你亂丟的手機線、硬幣、紙巾什么的不是也會被卷入主刷里面嘛。
所以早期的掃地機器人即使擁有了這么多“眼睛”，卻沒有一個可以“看到”到便便……
“勇往直前”是因為看不到丨Mike Flores/Twitter
后來，為了讓掃地機器人可以真正“看清”地面上的東西，廠商們給它裝上了攝像頭。同時通過算法對拍攝到的圖像進行檢測識別，以躲開不必要的接觸。
但人類丟在地上的東西實在是千奇百怪，便便這種東西又沒有固定形態(tài)，按布里斯托大便分類法，從堅硬的圓球（1型）到完全的水狀（7型）都有，指望算法都一一認出，似乎也太難了一點吧。
萬能的AI這時候又派上了用�；谏疃葘W習技術，工程師們準備了各種真實便便（以及不是便便的雜物）照片，加上形狀各異的人造假屎，組成了一個巨大的糞便識別數(shù)據(jù)集[2]。AI通過這些數(shù)據(jù)，學習從人類丟在地上的各種雜物中分辨出可能是便便的東西。目前對于成型的便便識別度還是挺高的啥，別跟我提拉稀，我不想面對。
便便模型丨techcrunch
甚至有科技愛好者對機器進行“魔改”，加上了氣體傳感器，通過檢測便便散發(fā)出的甲烷、甲硫醇、硫化氫等化學物質[4]判斷周邊地面是否有糞便。但檢測成本太高，準確率也難以滿足要求。
不管是通過照片或是氣味識別到了便便，想對其進行定位更是難上加難，很多掃地機器人能做的也只是停下腳步，通知人類前來核實清理。想要做到自動避讓，廠商還得再加把勁。
躲開便便？只是看到還遠遠不夠
識別到便便之后，掃地機器人還得知道它跟自己之間的距離，才能及時準確地定位“危險區(qū)”的位置。
過去的單攝像頭測距避障，主要建立在之前的深度學習物體識別上，通過已識別物體的輪廓大孝位置進行判斷，估算物體的距離近大遠小嘛。這種方式的好處是硬件成本低，軟件開發(fā)難度也不太難，在現(xiàn)有的物體識別結果上就能完成判斷。缺點自然是精度較低，也只能對已識別的物體進行避障。為了更好地測量與障礙物之間的距離，許多能自動避障的掃地機器人已經(jīng)用上了“雙目技術”。
兩個攝像頭能通過雙眼圖像特征匹配，獲得視覺范圍內(nèi)的障礙物深度信息，對于未能識別的可疑物體也能進行避障，同時根據(jù)單目目標識別的結果，還能定制具體的操作策略。缺點除了多一個攝像頭增加的成本外，軟件算法開發(fā)起來也更有難度，搭載此類技術的機器人身價自然也水漲船高啦。
最后，要想避開“地雷”，還需要讓掃地機器人知道怎么“繞開”它。這需要合理地判斷“危險區(qū)”的范圍，動態(tài)規(guī)劃局部路線，實時追蹤自身和便便之間的距離，還得有效控制兩個驅動輪調(diào)整自身的方向和姿態(tài)。不然就算識別、檢測出來，繞行的時候還有可能不小心“擦”到甚至為了避免踩到一小塊，卻碾了一大坨。
前方有便便，已為您重新規(guī)劃路線丨iRobot
也有公司在專利中[3]提到了更直接的方法：在碾過去之前噴射速凍劑“凍住”便便，并將凝固的便便吸入垃圾腔里。不知道鏟屎官在面對裝滿糞便的掃地機器人時，會有什么感想。
一些建議
2016年《衛(wèi)報》（The Guardian）采訪了幾名受害鏟屎官，其中一名倒霉孩子在兩年內(nèi)就遇上5到10次這樣的“糞災”[1]。所以要是你家也有寵物的話，買掃地機器人時可要好好想想如何避免“發(fā)糞涂墻”。
在此建議鏟屎官們：
盡量選擇帶有便便檢測功能的機器人，或者至少是有攝像頭避障的設備；
盡量不要選擇定時清掃，或是在開啟清掃前仔細檢查一下地面畢竟就算有便便檢測功能的機器人，也沒法檢測一灘稀屎；
最好能把主子們的活動區(qū)域與要掃地機器人清掃的區(qū)域做個分隔，貓砂盆周邊就別讓它們經(jīng)常去啦這也能避免狗子們故意在機器人的行駛路線上“扔炸彈”。
參考文獻
[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] 家用清潔機器人辨識及處理寵物糞便的方法. 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：歐剃
編輯：窗敲雨、Owl
一個AI
如果拉稀了，那……就攤煎餅吧
