2020年10月20日 | 浅谈机器人面对的最主要的技术难题

可做生意的就怕，人家赚的比你多，成本还比你低。

海底捞店中，一位正吃饭的客人抬头和一台滑行过来的机器人对视上，看起来像货架的结构上，摆放着一盘蛋糕。「生日快乐！」几名潜伏在附近的员工同时欢呼，这是深圳海底捞方大城店的新把戏。店里，机器人平稳地穿行，准确避开行人将盘装的肉类和蔬菜送到桌子前，不时还有顾客凑过来搭讪或是拍照，大堂经理莫静静说，引进机器人后，常有顾客特意要求机器人来送餐，尤其吸引住了好奇心旺盛的小朋友们。

虽然在繁忙时段，机器人还不足以替代人工，但非繁忙时段还是替代了不少传菜的工作，而在夜班，更是可以完整的替代一个传菜员——这款机器人不止在深圳，在北京、新加坡等地也都开始上线。

拐点：当人比机器还贵时

「十几年前的送餐机器人，投资回报期可能在 10 年以上，那个时候的机器人要卖到将近 20 万，而一个服务员一年的工资可能才 1 万。」另一方面，当时机器人基本是靠磁条导航，在工厂仓库还好，在餐厅就不好用了。但当技术的进步将这两个问题都解决了之后，这个市场看起来就诱人了许多。普渡机器人 CEO 张涛曾是媒体雷锋网的联合创始人，进入餐饮机器人行业，是他兼顾了技术和商业趋势后的决定。

普渡机器人创始人 张涛 | 图片来源：普渡机器人

2016 年，普渡机器人研发了收款传菜机器人「欢乐送」，目前已经在上百个城市售出数千台。多年的市场经验，让张涛对餐饮业服务机器人市场有了自己的判断——这会是一个有着互联网式增长可能，又不至于陷入互联网式血腥厮杀的增量市场。

张涛算过一笔账，中国大概有 800 万家餐饮饭店，即使是一小部分适合使用机器人，也足以达到千亿级别的市场规模；其次，中国餐饮市场不存在寡头垄断而较为分散，对创业来说发展环境比较友好，「（餐饮业）有很强的城市、品牌和门店的三重隔离，如果有很强的竞争对手进来，也无法迅速拿下市场。」，而机器人除了属性外，还具备招徕顾客和表演宣传的传播属性，再加上餐厅老板的决策周期也相对较短，市场可以快速增长。

最初普渡选择以传菜机器人为切入点，是因为在餐厅门店的迎宾、领位、传菜、烹饪等诸多场景中，传菜是从技术角度实现完全人力替代最容易的一个场景。但在实际落地的时候，才发现没那么简单，「门槛比工业机器人还高。」张涛这样评价，第一代「欢乐送」历时一年才生产出来，之后又花了一年的时间进行迭代更新，这个过程，也从技术上构建起了壁垒。

通行：最大的难题

传菜的本质是什么？是让菜品在空间上转移，是实现一个微缩的交通系统，而传菜机器人，本质上就是一台小型的货运车。就像还没有取代人类司机，在人员稠密又通道狭窄的餐厅，让机器人像人类传菜员一样灵活通行，是普渡成立以来面对的最主要的技术难题。

「餐厅的过道是比较窄的，而且有越来越窄的趋势，现在很多餐厅的过道宽度可能不到 70 厘米，过道里还要走人，所以对机器人通过性要求越来越高。」在普渡机器人开拓顾市场时，有两个重要的指标，就是餐厅面积和过道的宽度。如果面积太小，节省不了多少人力，就没有必要去做，而如果过道窄于机器人能通行的最小范围，则是没办法去做。这个最小范围受多个因素影响，包括机器本身的尺寸、性能、定位导航还有运行能力等，最初普渡机器人对餐厅过道宽度的要求是 1.2 米，后来压缩到 1 米，再后来压缩到 80 厘米，而现在，即使只有 60 厘米的宽度也可以了。「总之，通过技术进步不断降低对产品的宽度要求。」张涛说。

这些技术上的积累，主要由三部分构成：最底层的是机器人底盘，是机电一体化的子模块，再往上是业务系统和云平台。不同于许多外部通用底盘的解决方案的配送机器人公司，为了更好地实现软硬算法的结合，普渡选择自研机器人底盘，底盘中又包含了普渡的定位导航算法，这也是普渡技术构成的核心，而定位导航算法又包括五部分：餐厅建图、机器人定位、路径规划和导航、运动控制、环境感知。

普渡机器人技术构成 | 图片来源：极客公园

在餐厅进行机器人的部署，全程只需要 2 小时到半天左右。首先是构建餐厅的地图，标注出餐桌、出餐口等位置，然后将标注好的餐厅布局图传给机器人。本的欢乐送机器人，基于顶部和底盘的、摄像头、深度相机（RGBD）、惯性单元（IMU）等多种传感器融合的 SLAM 方案，可以实现 2cm 的定位精度和 50Hz 的定位频率，然后通过内置算法进行路径规划和导航。而普渡自研的伺服驱动及控制算法，让机器能流畅地行走和避障，并通过传感器感知外界环境变化来改变行动。

欢乐送构成介绍 | 图片来源：普渡机器人

除了机器本身基本的功能外，上层的业务系统，会有与送餐相关各种的交互和集合；而普渡的云平台，兼具销售和管理的双重用途，每一台机器人的每一个传感器都会联网，将技术数据记录在云平台上，还可以给餐厅管理层用于业务监督和效率管理。从展示的后台数据来看，每台欢乐送机器每天可以传菜约 300 次以上，相当于 1~2 名传菜员每天的工作量。

张涛总结：「现在，我们在海底捞的餐厅能够做到至少一比一节省人工，再加上机器人可以用很多年，价格比一个人一年的工资便宜，这个账是蛮好算的。而且用机器，比餐饮企业招人管人要简单，机器人这种新奇酷的东西还是蛮招人喜欢的。」

增长：当市场来敲窗

快速发展的窗口期似乎已经到了。

95 后的小孩不好管，而且也不好招，这是许多企业主的感慨。我国出生率下降和制造业的大发展，几乎是同一时间开始，而在数十年后达到一个交汇点——人力成本上升到和原本昂贵的机器成本持平，这个现象在工业领域许多年前就已实现，而在服务业的复演，显然也不会停止，甚至会更有潜力——服务机器人对核心零部件性能的要求较工业机器人低，实际的议价能力要更强。「比如说做雷达的，国内你可以找到一百家以上，服务机器人领域的零部件获取性比较高。」而机器人相关的整条产业链，在珠三角几乎都可以找到，仅深圳一地就汇集了 649 家机器人相关企业，工业总产值达到 1178 亿元（2018 年数据）。

但比起相对通用的工业机器人，服务机器人对场景的依赖性要更大，每个细分的场景都像是一条独立的产业链，这意味着，机器人本体要承担最复杂的机电一体化产品的设计和制造环节，以及对应场景和硬件的算法的研发。「目前通过产业链的进步和我们的设计，让机器人的投资回报期已经降到了一年以内，一线城市中甚至降到了半年。」张涛告诉极客公园，价格降低对行业是很大的一个推动因素，目前普渡机器人在海底捞、巴奴毛肚火锅、西贝莜面村等连锁品牌都有落地，拿下头部客户后再进一步去拉动腰部和底部的客户。

先技术实现，后商业拓展，先头部后腰部，这就是普渡机器人的基本打法。在张涛看来，普渡是一家技术驱动的公司，无论是增加市场份额还是拓展商业边界，都要靠不断推出技术更进步，功能也更丰富的机器人来实现。未来他希望继续丰富餐饮机器人的工种，从送餐拓展到收餐、排号、迎宾、领位、餐中服务等。有趣的是，在机器人满足基本的功能后，他们得到许多反馈，并不是追求功能性上的提升，而是希望机器人变得更有趣，增加交互能力——服务业最需要的，还是能将科技与人文结合在一起的有温情的产品。据了解，在 12 月 19 日即将召开的发布会上，下一代的普渡机器人就会从之前的极简风格转向更卡通化的设计，交互技术也从语音播报提升到双向的语音交互，探索更好的餐饮机器人形态——也许有一天，我们也会感触到机器人的温柔。

编辑：hfy