【泡泡机器人新闻前线】采用视觉SLAM技术跟随你到任何地方的Piaggio机器人

选文| 胡琪   翻译| 张一 许峰 胡琪   校对| 胡琪

素材来源：IEEE SPECTRUM 

泡泡机器人编译作品，转载具体要求见文末

图片来自：PFF

人们花费大量的时间在携带东西上，但我们其实并不喜欢这样。意大利一家名叫Piaggio的公司希望通过一个移动机器人来为你解决这个负重问题。

制造一个完全自主的运送机器人（无论是否可以飞行）是一件非常困难的事情。因为机器人必须准备好在非结构化环境中独立操作，并且同时保证可靠和高效。意大利车辆制造商Piaggio的一个部门Piaggio Fast Forward（简称“PFF”）本周推出的新机器人正在进行自主的移动，但是他们采取的方法略有不同。

不是试图从头开发一个完全自主的送货机器人，而是从更简单的方面开始，PFF是一个名为Gita（“gee-tah”）的令人愉快的机器人，它将跟随着你，携带着19公斤的工具、杂货或任何你想要携带的东西。

Gita可以携带19公斤货物，时速可达35公里，可以跟随一个人步行、慢跑或骑自行车。

在很多情况下，拥有这样的搬运机器人会很方便。举个例子：像大多数喜欢吃东西的人一样，我不得不买一大堆的零食。杂货店离我家大约一英里左右，来回选择步行对我的健康和环境都有好处。但是步行的方式又限制了我买东西的数量，因为我买完还得把它们拿回家。要知道在一个袋子里装一箱牛奶是非常烦人的，所以最终我只能选择开车了。这就是Gita将要出现的场景。机器人可以帮你拿所有的东西，而你可以自由选择步行、慢跑，或骑自行车回家。

Gita跟随人们的自主权是受限的，最简单的事情就是让Gita跟随用户携带的信标（手机或某种专用的可穿戴式）。但是PFF希望即使用户不在附近，Gita也能够实现完全自主导航（即机器人自主运输的能力，如由伦敦创业公司Starhip Technologies开发的自主机器人传送服务）。因此，PFF工程师们提出了一个不错的解决方案：Gita的主要导航系统由安装在机器人前后的一对立体相机作为环境感知传感器，它一直进行同时定位和地图构建（visual SLAM）。得益于用户腰带上的立体相机，它不是进行person-tracking，而是将它的SLAM建图与用户的SLAM进行比较：

图片来自：PFF

机器人可以通过比较自己的点云地图和用户佩戴的特殊相机生成的另一张地图来跟踪你。机器人和用户的腰带通过专用的Wi-Fi网络进行通信。这种方法使得即使在转弯时，你消失在机器人的视线外也能够同样完成跟踪。

PFF的CEO Jeffrey Schnapp告诉我们告诉：“机器人正在做的是将人类操作员产生的点云图与其本身所看到的相比较。 这意味着机器人正在借用人类在复杂环境下导航的能力。 先让人类操作者教导机器人导航世界，然后将来再给他们指定一些相对自主的任务，这是开创人和机器人分享人行道空间文化的一个不错的初始方式。”

PFF对于Gita的“以人为本”的理念，对于行业来说是一种令人耳目一新的做法，可以尽快地推动完全自主控制。 Schnapp表示：“我们对增强和扩展人类的能力的机器人模型的设计非常感兴趣，而不是从替代人们所做的事情开始。”

Gita通过使用立体相机来生成点云图。在跟随一个人的路线上行驶一次之后，机器人尽可能的收集足够的点云数据，以便自己再次行驶相同的路线。不同的Gitas还可以彼此分享点云数据，即使你的机器人没有走过这条路线，只要另一个Gita已经走过，它仍然能够自主移动。

PFF仅仅选择立体相机来作为非结构化环境下的室外定位是非常有趣的一种做法。因为有许多户外的情况相机的表现并不好，比如夜晚的场景，或者太阳角低的情况。我问过Sasha  Hoffman，PFF的首席运营官，为什么他们不想用激光雷达呢？它可是现今非常可靠的SLAM传感器。她说：“随着价格下降，固态激光雷达可能是我们未来会考虑的东西，”她说。“如果我们现在使用激光雷达，那么Gita的起始价格将会高得多，而且我们希望这个产品能被更多的行业所用，这也是使用激光雷达所不能达到的。”

Gita可以每小时移动35公里，这已经足够跟上一辆正常速度的运动自行车了。满载代表着具有相当多的动能。“我们的机器人从步行的速度开始运行，再从慢速行走提升到跑步，”Schnapp告诉我们。“在我们着手应对跟随自行车的挑战之前，我们要确保我们的核心使用场景——跟随步行者和运动者的任务能够做到坚如磐石。当然我们已经做了一些测试，并且知道Gitas能完成这项任务，只不过还没有完全放开。”

图片来自：PFF

机器人具有障碍物检测和躲避功能（使用视觉和超声波传感器），如果它被卡住了，它会向您发送信号以获得帮助。

在接下来的几个月里，PFF将以各种方式对机器人进行真实世界的测试，包括跟随任务和自主操作。有些场景是协助那些需要携带重物在半结构化的环境中呆一整天的人。比如托管人、园丁，以及在学校或其他零售区工作的服务人员。虽然PFF还没有对价格进行评估，但如果在这些地方一切都顺利，Gitas将在明年得到更广泛的应用。他们告诉我们，Gitas的目标是使用户能够消费得起，并且还值得一提的是Piaggio已经致力于研究复杂机械轮几十年了，所以在成本上Gita是具有基础设施和经验的支持的。

不管Gita在日常使用中的表现如何，或者价值多少，说它是一个商业上的成功还为时过早。但我依然欣赏PFF。就个人而言，我觉得有一个动态的机器人能跟着我、替我拿东西这个想法是非常吸引人的。而如果你想更多了解腰带上的相机，公司告诉我的是：目前设计的是阿尔法版本，而且他们预计在未来的一年里，它会变得更小，更时尚。