AI技术在空气净化机器人中的高能应用

本文转载自公众号夕小瑶的卖萌屋,专业带逛互联网算法圈的神操作

-----》我是传送门

关注后,回复以下口令:

回复【789】 :领取深度学习全栈手册(含NLP、CV海量综述、必刷论文解读)

回复【入群】:加入卖萌屋深度学习/NLP/CV/搜广推等方向的技术交流与内推社群(大V、顶会审稿人云集)

回复【0511】:领取算法岗面试手册(刷offer神器)

回复【0424】:领取刷论文神器(挖掘每日、每月必刷重磅论文)

人工智能最近几年越来越融入到我们的生活方方面面,例如自动驾驶,智能音响,刷脸支付等等,感觉没有人工智能,我们生活便利性会大打折扣。随着生活品质提高,很多人家里都用上了扫地机器人,利用AI技术自动巡航清洁房间。现在,机器人还可以净化空气了。

有的人会说,空气净化器还不够吗?用过空气净化器的同学大概有体会,客厅开着空气净化器能享受到好空气,但你走到卧室时,卧室的空气似乎没有被净化到。当然,多放几台空气净化器也可以解决这个问题,但有必要吗?

何同学有个视频里面设计了一个移动的无线充,可以根据你手机的位置来把充电器定位到你手机后面。空气净化器是否也可以根据需要,自动移动到需要净化的位置呢?答案是可以的,例如例如科沃斯最近推出了空气净化机器人Z1就能做到。

对于人工智能爱好者,又忍不住研究这类产品的工作原理了。这里以科沃斯的空气净化机器人Z1为例,讲讲其技术架构,以及相关的AI技术以及工作原理。

技术解析

科沃斯的空气净化机器人Z1可以在手机监测与控制机器人,通过云端,实现手机和机器人的通信,使得手机可以监测空气情况,操作机器人。大致技术架构如图。

AI技术在空气净化机器人中的高能应用_第1张图片

科沃斯的空气净化机器人Z1可以实现语音交互,当你叫“OK,YIKO”时,机器人就会回应并等待你的指令,例如你让它全屋空气净化一次,或者叫它开香氛、加湿等功能,那么它会根据指令,执行相应任务。当然机器人并不像人一样思考,机器人要通过摄像头扫描周围环境,然后用算法建立起一个3D地图,才能不到处磕碰,且不重复净化。然而这么简单的一个过程,会用到很多复杂的AI技术,包括:

自然语言处理。由于机器人需要和你对话,这里就包含了语音识别(ASR)、自然语言理解(NLU)、对话管理(DM)、自然语言生成(NLG)和语音生成(TTS)模块。

AI技术在空气净化机器人中的高能应用_第2张图片

可以看到,语音识别是第一步。为了保证准确率,除了算法,也要在硬件上堆料,空气净化机器人Z1的方案是用了6个mic多方向采音。

AI芯片。芯片是智能硬件的核心,负责机器学习,数据处理,讲讲芯片的作用。科沃斯Z1采用的是地平线旭日3芯片,算力可达5TOPS。

AI技术在空气净化机器人中的高能应用_第3张图片

室内巡航。这里分为几部分:

1. 防跌落。有的家庭是复式,有阶梯,没有防跌落的话,机器人就看不到阶梯。这个问题解决的思路是使用下视传感器。

2. 避障技术。被扫地机器人应用过或是正在使用的避障技术包括3D结构光避障、单目视觉避障、双目视觉避障、激光雷达避障、3D TOF避障等。一般来说,算法层面越简单,硬件方面就越需要堆料;如果硬件方面简单,就要在算法层面下狠功夫。多数产品采用的方案是激光雷达或者双目相机等,算法为SLAM(Simultaneous Localization and Mapping) ,包括双目相机的VI-SLAM,激光雷达的2D Lidar SLAM等等。科沃斯采用的是叫AIVI 3D的精准避障技术。这个技术没有公开的资料,不过前面介绍,大家理解AIVI3D精准避障大概原理。3D重构(3Dreconstruction)需要深度信息,才能对相机中的信息进行重构。一般来说,利用激光雷达可以轻松获得深度信息。不过对于摄像头来说,深度信息哪里来呢?

3. 深度估计。前面讲到,我们重构场景需要深度信息,深度估计对于摄像头来说并非易事。尤其科沃斯空气净化机器人Z1采用的是单目摄像头,就更有难度了。不过这都难不倒科沃斯的算法工程师们。他们发表在IROS上的论文《Deep Unsupervised Learning Based Visual Odometry with Multi-scale Matching and Latent Feature Constraint》提出了名为SAEVO的深度估计算法。

AI技术在空气净化机器人中的高能应用_第4张图片

SAEVO算法表现如何?可以从论文看到,无论是误差还是准确率,都表现得比同类算法要好。

AI技术在空气净化机器人中的高能应用_第5张图片

AI技术在空气净化机器人中的高能应用_第6张图片

当然,空气净化机器人最重要的,还是净化空气。通过自研的算法和优秀的硬件,空气净化机器人可以实现移动净化空气,实现了单台空气净化器难以做到的全屋空气净化功能。科沃斯的空气净化机器人Z1拥有四重空气焕活系统和智能空气检测仪等等功能,这些都是高端空气净化机器人的必备配置了,还有更多的功能,例如移动视频管家,实时视频加双向语音等等,这些更是普通空气净化器无法做到的。鉴于篇幅原因,这里就不展开讲了,因为本文章主要分析其AI技术,毕竟我还是个技术博主(害羞)。如果对这款机器人功能本身感兴趣,可以到其京东页面去看看详细介绍,

科沃斯(Ecovacs)沁宝Z1空气净化器 家用除甲醛 除菌 除过敏原 除雾霾可移动母婴空气净化机器人 无雾加湿

总结

一个高端的智能家居电器,其实背后的AI系统还是很复杂的。但好的产品总能把复杂的细节隐藏起来,把最简单的一面留给用户。让机器人服务全球家庭是科沃斯的使命,科沃斯研究更好的技术,做更好的产品来让更多的家庭体会到家用机器人的魅力,为全球家庭的美好生活贡献价值。

这就是科技产品的魅力。

本文转载自公众号夕小瑶的卖萌屋,专业带逛互联网算法圈的神操作

-----》我是传送门

关注后,回复以下口令:

回复【789】 :领取深度学习全栈手册(含NLP、CV海量综述、必刷论文解读)

回复【入群】:加入卖萌屋深度学习/NLP/CV/搜广推等方向的技术交流与内推社群(大V、顶会审稿人云集)

回复【0511】:领取算法岗面试手册(刷offer神器)

回复【0424】:领取刷论文神器(挖掘每日、每月必刷重磅论文)

你可能感兴趣的:(算法,人工智能,python,java,深度学习)