未来序曲之扫地机器人丨编辑视点

公元2351年，人类爆发大规模战争，各种高科技武器、核能武器、机器人、人工智能先后投入战场。

然而，就在战争的关键时刻机器人突然反戈，有了思想的机器人认为，人类才是这个地球上的劣等生物，在人工智能的控制下，机器人开启了清扫人类计划。

此时的机器人已经普及到人类社会的各个方面，迫于生存压力，从此人类与机器人拉开的无休止的战争。

以上这些只是科幻片看多了的小编YY的，请不要介意，更不用担心，那是我们孙孙孙字辈该担心的事。机器人近年来确实发展迅猛，在一些方面已经开始进入人类生活，下面请跟小编一起来看看这款颇具规模的扫地机器人吧。

您一般每周打扫几次卫生?

每天、3次、1次?

那您又是如何打扫的呢?

扫扫地、拖拖地?

您了解或使用过扫地机器人吗?

其实。在欧美智能家居市场上，扫地机器人已经基本普及了，随着国内生活水平的提高，扫地机器人正逐步进入中国。

何谓扫地机器人

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。

说白了就是搭载寻路导航系统的智能小车加上吸尘器。对于智能小车我们非常熟悉，单片机MCU加上激光测距等等，当然扫地机器人并不是简单的两者相加，其中搭配了很多传感器以及各种算法程序。那么扫地机器人一般是如何工作的呢?

扫地机器人如何认路?

扫地机器人想要实现自动化清扫寻路导航系统是关键。目前主流的寻路系统有两种，一种是随机碰撞寻路系统，顾名思义就是边撞边找路;另一种则是比较高端的路径规划寻路系统，即先扫描整个房间然后根据扫描地图来制定清扫路径。

这两者当中，随机碰撞的寻路系统属于比较传统的那种，目前市场上的大部分扫地机器人用的就是这种系统，像科沃斯的CEN360(￥999)、iRobot 527E(￥2599)。

这种机器人的特点是按照机器对外界的感知和反应来行动，这类机器上搭配了各类传感器，例如悬崖传感器、防撞缓冲窗口，红外探头，黑白分段万向轮等等，这些传感器通过感知环境变化，收集数据，再通过机器算法来做出反应。

第二种，路径规划寻路系统，在机制上面更为先进一些，以Neato D80(￥5999)。

它采用的是激光测距方式，通过顶部的激光雷达，进行360度扫描， 然后通过算法来绘制房间的地图，根据房间的情况划分清扫区域，最后按照规划的路线进行清扫。

以下是这三款机器人清扫路线模拟图。

我们可以看到路径规划的寻路系统的清扫路径很稳定而且很规律，总体花费时间更少，覆盖更全面。而随机碰撞寻路系统，相对比较混乱，而且存在清扫面积覆盖不均匀的情况，不仅会漏扫，而且有些地方会反复扫。

我们既然将扫地机器人叫机器人，那肯定要生活自理才行嘛。

机器人如何自动充电?

在日常的生活中，扫地机器人自动充电系统是非常重要的功能，我们总不希望给机器人当保姆吧。那扫地机器人是如何自动充电的呢?

第一种方法，通过感知充电底座发射红外信号来实现自动返冲，例如CEN360、iRobot 527E。

在清扫完成或者机器快没电的情况下，机器就会自动寻找充电底座发出的信号，一旦进入信号范围，它就能够靠定位自动返回进行充电。

第二种方法，适用于激光测距式扫地机器人，例如Neato D80。

它在充电底座安装了特殊反光带，可以反射机器人发出的激光，这样机器人在更新地图的同时，也能够自动地获取充电底座的位置，但是充电底座需要放置到开阔的地方，这样才能保证自动反冲的成功率。

目前来说，这两种自动返冲的成功率都是挺高的，偶尔也会出现“摇屁股”摇不上充电底座的情况。

无论我们是从原理上，还是从效果上面来说，路径规划式寻路系统很明显更加准确和智能，它们比较适用于比较复杂的大面积房型，但这类产品价格也相对更高一些。随军碰撞系统的机器人虽然效率相对比较低，清理相同房型的时候耗时也会久一点，但因为它会进行重复地清扫，所以从理论上来说，它的区域清扫效果也会相对好一点。

扫地机器人扫地的原理

机器人扫地原理其实都大致形同，都是先用毛刷将地面上的脏东西向中间聚拢，然后靠滚刷或者吸力把垃圾吸到它们的集尘盒里面。

从原理上分析，我们可以知道扫地机器人对于固体垃圾清扫能力还是不错的，大多数情况下，基本上和人扫差不多了。而且，扫地机器人由于和吸尘器一样，它是依靠吸力的，因此对于扫把拖把难以处理的头发，碎屑这些，扫地机器人则可以非常轻松清扫。

但是，对于大块固体扫地机器人就很容易卡住，没办法处理，所以扫地机器人对于纸巾包装袋这种垃圾它们表示无能无力。另外，扫地机器人对于液体也是没辙。看来扫地机器人也不是万能的，甚至会遇到“危险”。

扫地机器人的缺陷

在家庭环境当中，扫地机器人很有可能遭遇的“危险”，有以下几种:缠绕、跌落、没电。

缠绕是一个比较大的问题，因为家庭地面上难免会有插排、电线、充电线这些。所以，很可能会出现，比较细的电线被吸进去的情况，吸进去基本就吐不出来，这时候扫地机器人要么直接罢工，要么就拖着小尾巴继续扫。所以，使用扫地机器人前，基本还是需要用户先整理一下家里的电线。

在一些有楼梯的家庭里面，可能有用户比较担心扫地机器人会扫着扫着从楼梯上滚下去，其实这并不用担心，现在的扫地机器人一般在底部都搭配了红外悬崖感应器，通过感应器能够很好的识别高度落差从而能及时悬崖勒马，防止跌落。

也许用些用户还会担心扫地机器人，扫着扫着没电了。除了上面说到的自动返冲功能外，使用激光测距方式的扫地机器人还可以记录没电的地点，充电后返回继续清扫。

其实对于，上面这几种“危险”厂商们也想到了一个不错的方法：“虚拟墙”。一种是通过机器底部的传感器感应磁条虚拟墙来限制机器人的活动范围。另一种则是，红外感应式。像厕所、厨房这些很容易让机器人事故高发的地方可以用虚拟墙来限制机器人的进入。

对于机器人来说，越少人为干预那就越先进。所以，扫地机器人一般都加入了预约清扫的功能。每周什么时候打扫，扫几次，基本都可以定时清扫了。

科技改变生活

回顾过去100年，可以说人类已经实现了当初科幻小说中的生活。扫地机器人目前的功能还比较粗糙和简陋，但它还在不停的迭代和进化升级之中，也许用不了几年等sensor技术和人工智能有了更大的进步，它可能真的就变成真正的的人类生活起居管家。