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机器人鼻祖iRobot演变之路: 从登陆火星到寻常人家

2020-03-26 00:42:21 来源:胶州晚报

“我当时担忧地看着这个小东西——它正在不断调整角度,试图翻过面前被它冲力推得拱起的地毯。”作为扫地机器人 Roomba 960 的新用户,王女士向 21 世纪经济报道记者这样描述自己首次使用的体验,“它试了三四次,我以为它肯定不行了,然而最后一次,它铆足了劲、哐当一声就爬了上去,继续开始欢脱地扫地。”

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在看到 Roomba 爬上地毯的那一刻,王女士用“就像看到孩子学会了走路”来形容自己的心情,亦对扫地机器人这个新兴事物重拾了一丝信心。过去,她曾抱着试试看的想法尝试了一款不同品牌的扫地机器人,然而——“遇到地毯就上不去,经常原地打转,不久后便闲置在家。”

Roomba 系列扫地机器人,来自实用机器人公司 iRobot。对于普通用户而言,在看到 Roomba 的同时,很难将这样一个家用机器人与登陆火星、参与“9·11 事件”援救、驰骋伊拉克战场、检测日本福岛核电站泄漏等重大历史节点相关联,然而,这些正是 iRobot 众多回忆中的几个片段。或许,iRobot 在大事件中怒刷存在感,也从侧面印证了 Roomba 的能力:“我的机器人前辈们连火星都探测过,让我爬个地毯算什么。”

事实上,从技术萌芽到在特种机器人、工业机器人等领域试水,再到 2002 年进军家用机器人,iRobot 的成长经历,见证了整个机器人产业的崛起。这个 1990 年孵化于麻省理工学院计算机与人工智能实验室(CSAIL)的机器人鼻祖企业,2017 年出货预计达到 8.8 亿美元体量。在家用机器人汹涌大潮下,iRobot 正在迅速进入寻常百姓家。

这一切,源自于 iRobot 创始人、董事长兼首席执行官 Colin Angel 幼年时的朴素愿望。

酷玩机器

iRobot 公司的全球总部所在地,位于美国马赛诸塞州贝德福德市(Bedford)。自波士顿市中心向西北驱车大约 30 分钟,即可抵达这座头顶两侧写有绿色“iRobot”字样、拥有巨大落地玻璃窗的双层楼建筑。

21 世纪经济报道记者抵达时,适逢贝德福德市下雨。在细雨中,iRobot 显得冷峻清冽。进入 iRobot 之后,这份冷峻又由酷炫感所代替。无论是一层大厅的磨砂玻璃墙上,还是员工区域内门上,都能发现“COOL STUFF”(新奇事物)的标语。

科技的酷炫感在 iRobot 历史回廊中达到极致。这里陈列着自 1990 年以来,iRobot 公司自主研发的数十个机器人:有拥有六条腿、可自主行走的太空探测机器人 Genghis,有类似于微型小坦克的战术移动机器人 PackBot,有能承载高达 68 公斤有效载荷的负重机器人 Warrior,有类似鱼雷状的水下无人控制车 Seaglider……

这些机器人背后的故事更令人咋舌。Genghis 的诞生,转变了 NASA 研发太空探索机器人的思路,最终成就了“Sojourner Rover”(火星漫游者)。刻有 Colin Angle 名字及其他重要贡献者的后者,于 1997 年完成人类对火星的首次探索。PackBot 在“911 事件”发生后进入世贸大厦搜寻幸存者,此后还现身伊拉克战争、阿富汗战争等,并于 2011 年进入日本福岛核电厂检测核辐射,被称为世界上最成功的久经沙场的机器人。

同样是在福岛核电站泄漏事件中,Warrior 曾作为机械“消防员”,与 PackBot 共同派往出事地点,它将水龙带拉入核电站内部的高温区域,帮助引导冷却水的流向。Seaglider 则曾于 2010 年“墨西哥湾漏油事件”发生后,深入墨西哥湾探测漏油点。

“我一直以来的梦想与动力就是研究与创造实用机器人。”Colin 告诉 21 世纪经济报道记者,“我认为真正的机器人不在乎它是否是像人一样,它的真正使命在于给我们提供帮助。”

Colin 将自己对机器人的热爱归因于他幼年时风靡的《星球大战》。在电影中,无论是机器人 C3PO 还是 R2D2,都发挥着各自难以被替代的作用。“当我看到这些镜头时,我在想,机器人实在太棒了,我们也可以创造一个类似的机器人。”Colin 描述道。

创业之路

直到 1985 年,幼年的梦想开始走向现实。那一年,Colin 入学麻省理工学院(MIT)。

“在我还是 MIT 本科生的时候,我就加入了 CSAIL 实验室。”Colin 告诉 21 世纪经济报道记者,“最初进入 CSAIL 实验室时,我手头有许多不同项目,包括电子机械类和电子工程类。我曾用手边素材做了一个吊车式的小型起重机、无线电控制车,还使用木材搭建了小型皮划艇,等等。”

对于热爱机器的 Colin 而言,这样的实验室“简直是天堂”。而他导师、被业内誉为现代机器人之父的 Rodney Brooks,则成为他迈向机器人行业的引路者。据 iRobot 技术副总裁 Chris Jones 介绍,当时传统的机器人理念是使用超级电脑赋予机器人基础智能,通过对周边环境进行扫描后作出相应反馈。然而,由于计算能力、硬件能力无法匹配,传统理念中的机器人不仅体型笨重,且反应速度奇慢无比——经过 10-15 分钟的环境扫描,才能迈出一小步。

“Rodney 教授非常支持我们尝试仿昆虫类、仿生类机器人。事实上,蚂蚁的大脑并不强大,但它可以翻越诸多障碍物,并在复杂地形中进行路径选择。”Colin 表示,“Rodney 教授希望突破传统理念,利用简单的思维逻辑让很小体积的机器人完成许多复杂动作。”

正是在教授的启发下,Colin 运用 8 字节处理器、256 字节计算能力的组合,模仿蚂蚁做成了本科毕业作品 Genghis,该作品也让他赢得当年 MIT 最佳本科毕业设计奖。随后,在完成研究生毕业设计作品——一个六腿机器人——并同样获得成功之后,Colin 开始考虑机器人技术在实用性上的突破,这亦与 Rodney 教授的想法不谋而合。

“我到现在还记忆犹新,有一天我走进 Rodney 教授的办公室,教授对我说,‘Colin,我在想,我们要不要根据这种行为控制机器人的智能架构,成立一个公司’。”Colin 向 21 世纪经济报道记者回忆道,“他话音未落,我立刻回答,‘可以啊,我来做这个公司’。”于是,原本计划继续在 MIT 攻读博士的 Colin,硕士毕业后最终选择与 Rodney Brooks、Helen Greiner 联合创立了 iRobot。

在当前机器人浪潮席卷世界的环境下,很难想象 1990 年 iRobot 初创时的艰难。尽管手握实用机器人前沿技术,但由于整个机器人领域在实际生活中太过超前,其商业化探索仍是一个漫长的过程。“iRobot 创立前六年半的时间内,很多个月在开工时,账面上的现金都难以发放本月工资。”Colin 向 21 世纪经济报道记者坦言,“甚至,以 MIT 研究生身份赚的钱比头几年创业时赚的钱还要多。”

但令人吃惊的是,即便是在这样的背景下,iRobot 员工仍然觉得工作稳定,对公司的前景亦毫不担心。据 Colin 介绍,在当时严峻的创业条件下,iRobot 创业前 10 年几乎没有一位员工主动离职。“只有一个人因为丈夫工作变动,需要搬到加利福利亚,只得选择离开,除此之外,没有人离开 iRobot。”

商业化探索

在技术商业化的漫长过程中,iRobot 做出了各种尝试,包括特种机器人、油井机器人、清洁机器人等,甚至将机器人技术植入玩具娃娃,实现与孩子的交互。但从结果来看,这些都不能称之为真正意义上成功的商业化路径。

“起初我们没有投资人,也没有特别成型、特别清晰的商业投资计划来吸引资方的关注,所以只能一路摸索。”Colin 告诉 21 世纪经济报道记者,“我们花费了很长时间,才弄清楚具体要做什么。”

据 21 世纪经济报道记者了解,iRobot 在创立最初的 8 年内利润微薄,直到 1998 年获得第一笔投资,这笔投资维持到 2002 年。在那一年,iRobot 正式推出首款扫地机器人 Roomba,进军消费级市场,并开始赢得风投关注。此后,企业开始步入发展快车道,于 2005 年在纳斯达克上市。

Chris Jones 正好在 2005 年加入 iRobot。在他看来,iRobot 在探索过程中的部分项目积累了操作消费级产品并进行量化生产的经验,而所有积累最终转化为 Roomba 扫地机器人的产品概念。“自 2002 年推出了第一代 Roomba 扫地机器人后,现在 Roomba 已经有 15 年的历史,在全球卖出了 2000 万台。这完全是 iRobot 一路走来、厚积薄发的成果。”

如今,从第一代 Roomba 到现在的 9 系产品,Roomba 已经经过了数次迭代。“在全球范围内,我们拥有超过 1000 多项专利,在 2016 年 IEEE Spectrum 电子类行业中专利数量排名前五。”Chris Jones 指出,“包括机械、机器人移动性能、传感器及搭配人工智能导航系统等方面,都是我们的核心专利领域。”

技术上的领先,意味着 Roomba 机器人在使用细节处理上更加到位。据 iRobot 产品管理资深总监 Hooman Shahidi 介绍,所有 Roomba 产品均配备多重模式自动智能切换技术,可令机器每秒做出超过 60 次决策,不断调整行为模式以适应不断变化的家居环境。

另一个例子是 Roomba 8 系和 9 系产品主刷采用耐磨胶棒材质,拥有锯齿胎面设计,使其能在任何材质地板上拾取灰尘的同时防止毛发缠绕。“目前 Roomba 是所有消费类清洁机器人中,唯一使用免缠绕清洁双主刷技术的产品。”Hooman Shahidi 表示。

此外,Roomba 9 系产品还运用了创新的规划式导航系统。通过在前端设置摄像头,使它在清扫过程中能够同时创建可视化地标,从而掌握已清扫和未清扫的区域。Hooman Shahidi 告诉 21 世纪经济报道记者,构建地图能够让机器人了解清扫区域,并通过手机端 APP 呈现给用户,帮助用户了解家庭内的日常卫生情况。

聚焦家用

通过涉足家用服务机器人市场以扩大公司产品的应用面,这一举动并不难理解。但令人费解的是,作为在特种机器人、工业机器人和服务机器人领域均曾涉足,尤其前者为其带来巨大声誉的机器人企业,iRobot 最终却选择了聚焦家用市场。

2016 年 2 月,iRobot 以 4500 万美元向阿灵顿资本合伙公司(Arlington Capital Partners)出售其国防业务,新的独立公司将完全专注于国防、公共安全和安保的需求。iRobot 自身则将更专注于家用清洁机器人领域。

“在机器人行业内,我们很难看到一家公司能够兼顾特种、工业或家用中的任何两类。”Colin 向 21 世纪经济报道记者解释这个决定的原因,“在三种品类都尝试过后,经过这么多年的发展,我们清楚自己更愿意在哪一品类中投入更多的精力。”

为使业务更加聚焦、投入百分之百的精力,这也是 21 世纪经济报道记者就此问题问询 iRobot 多位管理层所得到的答案。然而,至少从当前的数据来看,家用服务机器人远不及其它两类机器人的市场规模。根据国际机器人联盟(IFR)数据显示,预计 2017 年全球机器人市场规模将达到 232 亿美元,其中工业机器人 147 亿美元,特种机器人 56 亿美元,而服务机器人为 29 亿美元,占比仅 12.5%。

“与政府合作具有挑战性,且盈利模式并不稳定;工业机器人规模确实很大,但家用机器人市场也正在迎头赶上。”Colin 这样来解释出售国防业务、聚焦家用服务机器人的原因,“无论从技术积累的成熟角度,还是我们的愿景与激情所在,都令我们做出了这样的决定:我们就是想做实用型机器人,去切实影响、改善人们每天的生活。”

而改变人类生活的梦想,不仅属于 Colin 一个人。在 iRobot 公司机器人测试实验室内,一个 Roomba 扫地机器人正在客厅、厨房、卧室等房间内穿梭,几十台 iRobot 监测仪密切关注着它的行踪和数据。在新产品推出之前,它将进行持续数月、多达几千次的测试,单次测试时间约 5 至 8 小时。每次测试结束后,技术人员需要根据检测报告参数不断调试设备。

实验室最里侧的小屋中,一位测试人员正在通过仪器对地毯进行除尘及喷尘处理,以确保地毯上的灰尘为 700 毫米颗粒大小。在这个严格控制在 24 摄氏度、50% 湿度的房间内,测试人员将对 Roomba 进行更精准的吸力测试:头发、碎屑、芝麻粒般大小的颗粒、模拟坚果都将是它的“考题”。

与此同时,随着“滴滴”声响,身处历史长廊尽头、名为 Ava 的会议机器人自动启动,进行新一轮测试。它缓慢地向前移动,绕过阻碍在它前进路线上的行人,“头部”屏幕中传出兴奋的人脸画面与说话声——它们来自一位在后台远程控制 Ava 的 iRobot 技术工程师。

这些机器人背后的 iRobot 员工,所做的一切都在试图改变人类生活,他们的乐趣亦建构于此。事实上,在 iRobot 一层大厅的磨砂玻璃墙上,不仅写着 Build Cool stuff(创造新奇事物)的字样,还写有 Deliver Great Products(提供伟大产品)、Make Money(赢得利润)、Have Fun(获取快乐)和 Change the World(改变世界)。其中,Have Fun 因其字号最大,显得最为突出。

“iRobot 是我任职过最有趣、最有意义的一家公司。”iRobot 首席运营官 Christian Cerda 坦言。拥有多年管理经验的他,5 年前从跨国公司 BCG 离开,选择来到 iRobot,“我们的产品不仅有实用的价值,还令人觉得好玩,而消费者对这样产品的热爱,给予了我们无限动力。”


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