拿下“世纪接力棒”扫地机器人争做清洁“排头兵”
- 来源：机器人圈
- 编辑：二不休
- 2016/11/30 13:45:43
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拿下“世纪接力棒” 扫地机器人争做清洁“排头兵”
今天，扫地机器人对于大众来讲已不是新面孔，但却也不是老面孔，因为它在近几年仍处于快速发展的成长期：从一开始的技术形象的“洋概念”，到产品初入国内市场的“品”，到性能不断优化的“干中学”，再到价格比较亲民的“接地气”，目前又在向“炫酷拽”与“有内涵”兼顾的方向发展。可以说，扫地机器人饱经锻炼，已经成长为家庭服务机器人行列中的排头兵。从吸尘器手中递过来的“世纪接力棒”
洗衣服、做饭、打扫卫生，这三项成为现代人们不喜欢做的事情。好在人类足够聪明，从“懒”中找到了机会。20世纪初发明的吸尘器，给扫除卫生减轻了不少工作量。1901年，英国土木工程师布斯观察到，美国车箱除尘器用压缩空气把尘埃吹入容器内的除尘方式并不高明。他反其道而行之，尝试用强力电泵把空气吸入软管，通过布袋将灰尘过滤。后来，他用这种吸尘法制成了吸尘器，成立了公司并申请了。
此后，欧美的胡佛、伊莱克斯、戴森等电器大亨用了近百年的时间，从吸尘器的吸嘴开始，到真空泵，再到电机、储灰箱、过滤网等每一部件入手，轮番对吸尘器进行研发升级。直至1996年，在英国BBC的一档名为《明日世界》的栏目，主持人畅想了未来家庭主妇如何利用科技应对各种家务时，智能扫地机器人雏形初现。
20世纪80年代SANYO公司就已经开始进行自主吸尘机器人的研发。其作为清洁机器人的研究，对清洁机器人的发展起着不可替代的促进作用。2001年，家电巨头伊莱克斯（Electrolux）重磅推出的三叶虫（Trilobite）智能扫地机器人，是世界上款量产的智能扫地机器人，它的命名取自一种在全世界每一寸土地都曾经留下足迹的古老节肢动物，设计者希望它的三叶虫智能扫地机器人，也能像三叶虫一样在世界的每一块地板上驶过。
智能扫地机器人三叶虫的机身采用圆饼形设计，塑料外壳。依靠单片机控制底部车轮自主行动，清洁方面有一个可拆卸滚桶刷和轻型真空泵，采用滚扫为主抽、吸为辅的清扫方式。机体装置的反射式超声波传感器为机器人提供了避障能力。当其完成了清扫任务或内置镍氢电池电量低时，会自动返回电源处充电。三叶虫的储尘箱满后，会自动发出报警音，提醒用户清空。该机器人还配有磁条，用来限制其活动范围，避免进入卫生间或者从楼梯上跌下。
尽管起初用户们对这款革命性的产品十分追捧，但很快，挑剔的用户就列举了三叶虫的种种不足。在它靠近有尖角的障碍物时，还是会发生碰撞。究其原因，是在这种情况下，超声波反射的能量较少，难以检测。在漂亮的房间里放置磁条也很不美观（在三叶虫二代里磁条被红外线发射器替代）。但是无论如何，圆饼式机体、充电基地加阻挡器，已经成为智能扫地机器人的标准配置。
日本松下电器公司于2002年3月展示了一种吸尘机器人，该吸尘机器人可自动为房屋进行真空吸尘。它的体积略大于一只篮球，前后部都带有酷似眼睛的小灯，能发出声波、红外线等50种传感信号，这些传感信号可让机器人在撞上障碍物之前自动转身。吸尘机器人充电后，工作时间可达55分钟。工作时，它先绕房间行走，计算出房间的大小，然后再做水平及垂直运动进行清扫工作。其缺点是机器人在距离障碍物前6英寸处就停止，无法清扫墙壁死角处的灰尘，导致无法把房间彻底清理干净。
美国马萨诸塞州iRobot机器人公司和麻省理工学院人工智能实验室联合开发的全自动智能吸尘器Roomba，在2002年9月面市，被美国《时代》杂志评选为2002年酷的发明之一。其运转模式是以数学运算理念设计的，当它启动后会循螺旋状运转，工作过程中清扫范围逐渐扩大，终涵盖整个空间，当碰到墙壁或其他大型障碍物时，其机身上装载的障碍物感应调节器可以保护机器不受损害，同时沿着墙壁继续清洁。当吸尘器清洁一部分区域后，会转90°以同样方式清扫房间的另一部分，通过重复螺旋运转的路线清扫。此外，该机器人能够探测地面的污垢，可根据房间地面的具体情况进行有重点的清洁。
这个荣获多项大奖的机器人吸尘器彻底改变了人们清扫地板的方式。2004年，iRobot推出了有污垢探测和自动充电功能的产品。2005年，iRobot发布了清洗地板的机器人Scooba，它能清洗硬地板、瓷砖、油布地板等。2008年，iRobot发布了宠物系列。目前，iRobot的扫地机器人产品可以做到主动对清扫环境进行监测，每秒钟思考次数超过60次，并且能够以40种不同的动作进行反应。
清洁机器人作为服务于人类的特种机器人，它是服务机器人不可或缺的一部分。其实，从吸尘器、机器人吸尘器、扫地机、扫地机器人、清洁机器人、家庭服务机器人等名称的出现和变化，我们也可以看出，扫地机器人的成长经历了一个从简单到复杂、从低端到的过程。一开始，扫地机器人是手动、半自动吸尘器的升级版，自行移动、全自动的吸尘功能意味着将人的双手解放出来，代表了劳动方式的升级。而后，随着研发的投入和相关技术的进步，能够吸尘仅仅是基本的功能。
从iRobot产品系列的功能介绍，我们可以了解到：机器人的“视力”越来越好——能适应不同房间格局、探测到污垢；“腿脚”越来越适应环境——清洁沙发底部、床底等不在话下；“手段”实力越来越强大——除了吸尘，还可以对污垢进行局部的反复清理，角落、墙边和家具边缘也不放过；“头脑”越来越聪明——可轻松摆脱电线、流苏等障碍物，不会被缠住。随着感知、决策、执行，三项功能的一一具备和逐步完善，扫地机也就发展成了机器人。
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