机器人自由？厂商跨界合作，智能机器人时代真的要来了

　　近日，在特斯拉推出Tesla Bot双足机器人不久后，小鹏汽车也紧随其后发布了其四足机器马产品。无论是特斯拉的双足机器人还是小鹏汽车的四足机器马，它们似乎都释放着这样一个信号：智能汽车企业开始进军智能机器人领域。知名智能汽车企业跨行做和主业毫不相干的智能机器人这一迷惑行为激发了网友的好奇心，为什么智能汽车企业都开始做智能机器人也成为了缠绕在一众网友心头的一大疑惑。
　　昨日，科沃斯2021机器人新品发布会宣布其全新一代扫拖机器人地宝X1全系产品搭载地平线芯片又激发了网友新一轮热议。
　　其实，对于智能汽车企业的跨界造机器人和地平线＂跨界＂合作扫地机器人，网友好奇的背后都和对机器人认知的偏差有些关联。其实机器人并无统一的外形，无论是汽车还是扫地机器人都是机器人的一种，都可以看作是智能终端。机器人的应用早已不知不觉中走进人们的生活，工业机器人、协作机器人、AGV、医疗机器人、服务机器人等各类机器人早已在各自的应用领域开辟了许多应用场景。
　　1.各类机器人
　　以工业机器人为例，常见于工厂或冰淇淋、咖啡无人售货区的机械臂其实就是工业机器人的一种，尽管其外形和＂人＂毫无瓜葛。
　　我国空间站上的机械臂集机械、视觉、动力学、电子和控制等学科为一体，在太空中帮助人类做了许多人不能做的事情。
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　　在3C行业装配手机的协作机器人提升了装配的精度与准确率，帮助小微企业解决了用工难的问题。
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　　机器人做奶茶、做咖啡、做冰淇淋为无人售货场景提供了新思路。
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　　而下图这些虽然在外形是和工业机器人的机械臂长相无异，但因其应用领域和性能，通常称其为手术机器人。
　　达芬奇手术机器人 图源自网络
　　珞石机器人置换膝关节演示 图源自网络
　　总结而言，外观并不是衡量机器人的唯一依据。＂机器人＂这三个字的刻板印象使大众对机器人的外形产生了太多误解。其实机器人早已在工业、医疗行业、建筑行业等各个领域应用并发挥着重要作用，甚至我们的生活也早已被机器人所包围！
　　学校里给你送快递、寄快递的无人小车
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　　当你找不到手机时，帮你找手机的机器人助手
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　　甚至是扫地机器人
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　　机器人早已与人们的日常生活密切结合，早已在不知不觉中走进千家万户。
　　而在众多常见机器人中，扫地机器人无疑是覆盖面最广的王者。
　　2.不够智能的扫地机器人
　　奥维云网数据显示，2020 年仅中国扫地机行业销量达到了 654 万台。这意味着什么？
　　根据 2021 年第七次人口普查数据及国家统计局中国城镇化率等数据计算，中国共有家庭户 4.94 亿户，扫地机器人已经约占中国家庭的13/100！
　　中国宠物的渗透率也仅为17/100，也就是说中国养宠物的家庭与拥有扫地机器人的家庭数量相差无几。而这还是在中国扫地机器人市场尚处早期培养用户阶段的情况下，未来扫地机器人的市场无疑更值得期待！
　　但许多用过扫地机器人的人都知道，现在市面上大多数的扫地机器人并算不聪明，它不会说话，不会听人指令，工作时也不能分辨环境到处东奔西撞，随时可能卡住翻车，根本离不开人的监督， 以至于许多人都会怀疑，这个已经走进千家万户的产品，到底算不算机器人。
　　其实如何让扫地机器人等室内机器人更加智能这个难题由来已久， 室内环境的复杂性决定了室内机器人工作的高难度。 室内空间及场景的多样性、椅子等家具的动态性、光照的不稳定性和宠物的干扰等诸多因素给室内机器人的工作增加了难度。
　　如果把室内机器人看作是具有自动驾驶功能的汽车，则可以把家居环境看作是路况复杂的交通环境。室内机器人在工作过程中躲避椅子腿、桌子甚至台阶，在遇到宠物或人等动态事物时及时制停，在电量不足时自动回到充电仓精准识别仓位实现自主充电与汽车判断车速、车距实现自动巡航，汽车在行驶过程中判断外部行人并及时进行制动，汽车一键操作垂直入库有着异曲同工之妙。
　　简单来说，室内机器人智能问题的解决需要类似汽车自动驾驶系统的加持。但硬件的处理能力和存储容量往往对软件的规模和功能有着很大的限制，因此 室内机器人智能化的首要前提是硬件提升。
　　然而局限于成本等因素，大多扫地机器人厂商并没有太过于重视机器人智能化，核心技术基本上都聚焦在激光导航和路径规划上。 在芯片上，市面上面常见的扫地机器人大多使用的都是ARM架构的Cortex-M3微控制芯片作为路径规划控制芯片。 ARM架构是一个32位元精简指令集处理器架构，是RISC精简指令集的代表，专为低功耗而设计，因成本少、体积小、功耗低等特点，被广泛应用于移动通讯领域，我们所熟知的知名手机大厂华为、苹果等其芯片都是用的ARM架构。但同时 因ARM架构采用的是RSIC流水线指令集，所以只适用于在一些任务相对固定的应用场合使用，并不能满足需进行综合性工作的扫地机器人的需求。
　　3.智能化——室内机器人的更高追求
　　近两年，随着技术的发展和人们观念的转变，大众对室内机器人智能化的要求越来越高也越来越迫切， 智能化也就成了室内机器人厂商抢占市场先机的关键因素， 室内机器人厂商纷纷开始了为机器人赋智的机器人智能化之路。小米今年推出的新款扫地机器人2Pro就搭载了逻辑主控的主芯片和AI主控的AI深度学习芯片两颗芯片。而 室内机器人领军品牌科沃斯更是另辟蹊径，与在智能驾驶领域颇有建树的地平线＂跨界＂合作， 为其最新发布的新品地宝X1搭载了地平线AIoT边缘AI芯片旭日3，并邀请了地平线创始人兼CEO余凯博士为其发布会站台。
　　地平线创始人兼CEO余凯
　　据了解， 旭日3采用的是地平线自主设计研发的高效的人工智能处理器架构 BPU 2.0 。 地平线在旭日3的二代BPU架构伯努利中，增加了图像识别的细粒度，并加入了建模的能力使其能够在像素级别进行感知，更精确地分辨出路面、人体、汽车、建筑、树木等物体进行图像分割，进而实现快速高效的环境的建模。
　　搭载旭日3芯片的科沃斯扫拖机器人地宝X1
　　在算力和运行速度方面， 地平线的旭日3芯片采用的是16nm 先进工艺，应用SoC 处理器，使用的 BPU 架构极大提升了对先进 CNN 网络架构的支持效果，极大降低了 AI 运算对 DDR 带宽的占用率，能够达到等效 5TOPS 的标准算力，且只需 2.5W 的超低功耗，在精度有保障范围内的平均处理速度（MAPS）也高达416 FPS，感知速度提升400%，同时旭日3的视觉感知结构化输出延迟也小于60毫秒是业界内最低的延迟输出。
　　值得一提的是 旭日3的AI性能也极其出色，显著高于大部分AIoT芯片。 旭日3从AIoT场景需求出发，在设计过程中采取算法、计算架构、编译器联合设计，使得在功耗不变的情况下，AI性能提高数倍。伯努利II架构兼具灵活与高效，能灵活适应AI算法的快速演进，高效支持最先进的网络结构。同时，旭日3配合地平线天工开物  AI工具链，适配主流的训练框架 Caffe、 MXNet、 TensorFlow 和PyTorch ，支持 ONNX ，并提供 Model Zoo，可加速客户开发和部署自有算法，提高客户产品应用开发效率。
　　超强的AI性能为也为其带来了 强大的视频处理能力。 旭日3 可同时处理不同分辨率 4 - 8 个Camera Sensor 的输入，并支持多种图像后处理：如畸变矫正、拼接、金字塔等。同时支持 H.264 /H.265 编解码，性能达到 4K@60fps 。而先进的ISP算法在为其在宽动态、低照度场景下得到高质量图像提供了保证，其最大处理分辨率可达到1200w pixel。
　　拥有满足L2+辅助驾驶AI计算需求的同等性能表现的旭日3芯片，为室内机器人带来了包含高度识别、光流速度、景深测距等感知高度、速度、维度的全面升级。
　　光流速度能很好判断两幅图像之间的相对运动，相较而言，更高的光流速度感知意味着图像计算速度更快，通过视觉算法可以用来计算光流速度，能实现对运动物体的位置预判，最终在家庭环境中不断进化，完成更大场景的切入共融。
　　景深测距则能使室内机器人实现更大范围的位置感知，实现及时的位置判断，在例如判断动态物体位置和方向等突发情况时，有更高的容错率。这也让室内机器人的可行驶区域大大提升，一些常规情况下室内机器人难以进入的死角或者是特殊环境，加入更高规格芯片后都能顺利切入。
　　4.AIoT——室内机器人智能化的下一个方向
　　为什么要用更好的芯片，室内机器人龙头科沃斯曾在一次采访中提到：布局AIoT。
　　随着AI、IoT、云计算、大数据等技术的发展，物-物、人-物、物-人、人-物-服务之间的连接和数据的互通，以及人工智能技术对物联网赋能进而实现技术、服务、组织、文化、科技等万物之间的相互融合将成为未来的发展趋势。如何融入万物互联时代， 如何为用户带来安全、简单、便捷、舒适的使用方法和更加个性化的使用体验将成为各大机器人厂商必须要解决的问题。
　　芯片无疑将在其中扮演重要角色。 当性能强大、属性对口的芯片应用于机器人，送快递的无人小车物体识别能力将大幅提升，不会再对着两个石墩喊让一让；做冰淇淋的机器人精度和速度将有明显提升，不再做三个扔三个；拖动示教的手术机器人复刻人动作的代替医生做手术也将成为可能。
　　科沃斯与地平线跨界合作能带来怎样的效果我们还暂未可知，但不得不说的是，这次的跨界合作为机器人和芯片行业的发展带来了新的思路。当芯片厂商开始打开思维，从多角度、多领域挖掘客户，机器人厂商不再局限于常规芯片开始找寻有擅长领域的芯片厂商，无论是机器人的性能还是芯片厂商的市场均将迎来更大的机遇。