AI物流機(jī)器人結(jié)合實(shí)際應(yīng)用解決“最后三公里”配送難題

據(jù)《國(guó)家郵政局公布2020年上半年郵政行業(yè)運(yùn)行情況》報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2020年上半年全國(guó)快遞服務(wù)企業(yè)業(yè)務(wù)量已累計(jì)完成338.8億件，較2019年同比增長(zhǎng)22.1%?？爝f物流行業(yè)的蓬勃發(fā)展，為我國(guó)物流效率的提升提出了更高要求，也為當(dāng)前物流體系中效費(fèi)比最低的“最后三公里”末端物流配送改革吹響了“沖鋒令”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“最后三公里”配送的每公斤成本是干線物流的8倍、同城10km物流的5倍。誰(shuí)能更好地解決“最后三公里”，誰(shuí)就能把握未來(lái)物流體系地話語(yǔ)權(quán)。那么，面對(duì)“最后三公里”這一末端配送難題，目前又有哪些好的解決方案呢？

01 現(xiàn)有解決方案分析

傳統(tǒng)的辦法是，以人沖量。即由快遞人員一件一件的上門(mén)送達(dá)，或者讓快遞人員用小車(chē)?yán)旒谄瑓^(qū)的每個(gè)小區(qū)門(mén)口，定時(shí)定點(diǎn)擺放快遞。但倘若遇到客戶不在家的情況，只能電話協(xié)商一個(gè)臨時(shí)解決辦法。在面對(duì)急速增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求的時(shí)候只能大幅增加人員，而這在人工成本日益高企、客戶需求場(chǎng)景日益復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)下，越來(lái)越難堪大任。于是產(chǎn)生了升級(jí)版本——智能快遞柜。將流動(dòng)性的配送變成了小區(qū)內(nèi)的定點(diǎn)配送。智能快遞柜能夠較好地解決客戶的寄取件時(shí)間個(gè)性化問(wèn)題，并節(jié)省物流末端配送人力成本。然而這種以逸待勞的存柜方法并不是萬(wàn)能的：因存儲(chǔ)費(fèi)用問(wèn)題，在今年疫情陰影籠罩全國(guó)期間，杭州業(yè)主率先爆發(fā)了對(duì)智能快遞柜的抗議，并拆除了小區(qū)的智能快遞柜。其實(shí)，業(yè)主們所抗?fàn)幍牟⒉恢皇谴鎯?chǔ)的費(fèi)用問(wèn)題，更多的是對(duì)物流配送公司惰性物流的擔(dān)憂。

此外，亞馬遜也推出了末端無(wú)人機(jī)配送方案。無(wú)人機(jī)能較好滿足靈活配送的要求，替代人類(lèi)從事低效益工作。但末端無(wú)人機(jī)配送同樣存在著幾個(gè)巨大的問(wèn)題：續(xù)航短、載重低注定只能堪任協(xié)助配送這一角色，低空飛行的安全問(wèn)題也更加引發(fā)人們的擔(dān)憂。與無(wú)人機(jī)相對(duì)的另外一種方案便是，AI物流配送機(jī)器人，一種面向于“最后三公里”環(huán)節(jié)的物流機(jī)器人，而不是用在物流倉(cāng)庫(kù)中的管理分類(lèi)機(jī)器人。相比于無(wú)人機(jī)配送，AI物流機(jī)器人不僅能很好地解決續(xù)航短、載重低等問(wèn)題。更巧妙的是，在安全性上這一問(wèn)題上，公眾的安全擔(dān)憂恐怕遠(yuǎn)不及物流機(jī)器人對(duì)自己的安全擔(dān)憂大。如果說(shuō)無(wú)人機(jī)避重就輕，選擇了一條道路情況較為簡(jiǎn)單的空中線路，那么AI物流機(jī)器人則是攻堅(jiān)克難，先去啃這塊“硬骨頭”。

02 AI物流機(jī)器人如何結(jié)合實(shí)際生活應(yīng)用

作為為解決物流末端配送“最后三公里”問(wèn)題誕生的物流機(jī)器人，它將怎樣切入我們的實(shí)際生活使用呢？

客戶在電商平臺(tái)或者物流平臺(tái)上自由選擇配送方式，比如末端配送方式選擇物流機(jī)器人配送。當(dāng)這件快件被干線物流網(wǎng)絡(luò)送達(dá)到客戶鄰近的配送站，配送站人員根據(jù)客戶的選擇將快件放入對(duì)應(yīng)的物流機(jī)器人存儲(chǔ)箱中。

物流機(jī)器人攜帶著大量快件，根據(jù)不同客戶的時(shí)間需求，設(shè)計(jì)自己的最佳路徑。并且能夠自行應(yīng)付一定復(fù)雜程度的道路路況，比如避障、會(huì)車(chē)等。當(dāng)物流機(jī)器人按照客戶約定時(shí)間段即將到達(dá)客戶收貨地點(diǎn)時(shí)，自行提前電話通知客戶下樓或者出門(mén)取件，從而完成整個(gè)完全基于客戶個(gè)性化設(shè)定的配送服務(wù)。

在這樣一個(gè)AI物流機(jī)器人配送方案中，不僅可以節(jié)省大量人力成本、提高“最后三公里”的末端配送效率，還可以給客戶提供豐富多樣的配送選擇。然而，以上全是對(duì)AI物流配送機(jī)器人的美好想象。要想這種機(jī)器人能夠?qū)嶋H落地，我們又要解決哪些問(wèn)題？

03 AI物流機(jī)器人的技能樹(shù)

“最后三公里”場(chǎng)景下的道路是非結(jié)構(gòu)化的，物流機(jī)器人雖是低速行駛，卻要處理極為復(fù)雜的博弈需求。包括在凌亂的社區(qū)道路避讓人群、車(chē)輛、貓狗及各類(lèi)障礙物，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎、急停、會(huì)車(chē)、倒車(chē)等操作。機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)安全和效率的平衡，或者說(shuō)解決freezing robot problem（機(jī)器人凍結(jié)問(wèn)題，指一旦環(huán)境超過(guò)某種復(fù)雜度，機(jī)器人會(huì)認(rèn)為所有向前的路徑都不安全，于是會(huì)在原地“凍結(jié)”以避免碰撞等）。更復(fù)雜的是，當(dāng)障礙物自身?yè)碛幸鈭D并且不斷快速變化時(shí)，對(duì)物流機(jī)器人的意圖識(shí)別、決策規(guī)劃和整車(chē)制動(dòng)能力要求也就極高。比如在僅容一車(chē)通行的道路上發(fā)生匯車(chē)，物流機(jī)器人要判斷對(duì)方意圖，是減速靠邊還是優(yōu)先通行，并據(jù)此作出行駛決策，但對(duì)方車(chē)輛意圖實(shí)時(shí)變化，可能第一瞬間決定減速，下一瞬間又改變主意、加速通過(guò)，物流機(jī)器人必須根據(jù)對(duì)方意圖實(shí)時(shí)調(diào)整自己的判斷。而這些數(shù)據(jù)處理和意圖識(shí)別等能力可以總結(jié)為物流機(jī)器人自身的AI智能“大腦”。智能“大腦”越強(qiáng)大，我們就越放心它在道路上行駛。

除此之外，我們還希望物流機(jī)器人能夠有足夠的安全冗余設(shè)計(jì)。比如，當(dāng)路況復(fù)雜度超出機(jī)器人所能處理的情況時(shí)怎么辦？機(jī)器人的測(cè)距傳感器壞了導(dǎo)致產(chǎn)生了碰撞怎么辦？如果機(jī)器人實(shí)在不小心撞到人又怎么辦？等等這些意外情況，都是需要機(jī)器人在做系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到的。

最后功耗續(xù)航還有成本控制也是重中之重。如果機(jī)器人功耗控制不住，不僅會(huì)大大降低載荷量以及使用效能，甚至可能還會(huì)衍生出新的散熱功耗需求。而成本方面，如果制造成本以及使用維護(hù)成本過(guò)高，與實(shí)際的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展脫鉤，也會(huì)導(dǎo)致物流機(jī)器人被研發(fā)機(jī)構(gòu)束之高閣。

既然物流機(jī)器人的技術(shù)要求如此之多，現(xiàn)在市面上有沒(méi)有可以滿足以上技能要求的物流機(jī)器人產(chǎn)品呢？實(shí)際上，已經(jīng)有不少自動(dòng)駕駛和人工智能初創(chuàng)公司試圖切入這條賽道，試水物流機(jī)器人業(yè)務(wù)以便盡早建立自己的行業(yè)地位和技術(shù)壁壘，下面就來(lái)為大家盤(pán)點(diǎn)一下。

04 阿里“小蠻驢”技能大盤(pán)點(diǎn)

目前,市面上已經(jīng)有不少比較成熟的末端無(wú)人物流機(jī)器人產(chǎn)品。既有來(lái)自初創(chuàng)科技公司的產(chǎn)品比如北京智行者科技的“蝸必達(dá)”無(wú)人配送車(chē)、新石器無(wú)人駕駛物流車(chē)、深蘭科技“小螞哥”物流機(jī)器人，也有來(lái)自電商和物流平臺(tái)的蘇寧“臥龍一號(hào)”無(wú)人物流車(chē)、京東無(wú)人車(chē)、菜鳥(niǎo)的小G物流機(jī)器人。過(guò)去的數(shù)年里，不斷有新聞資訊和發(fā)布會(huì)對(duì)這些物流機(jī)器人進(jìn)行了細(xì)節(jié)披露，相信大家也已經(jīng)有了不少的了解。近日，在云棲大會(huì)上阿里又發(fā)布了一款阿里達(dá)摩院版本的“小蠻驢”物流機(jī)器人。下面就讓我們一起來(lái)詳細(xì)解讀一下“小蠻驢”技術(shù)參數(shù)吧。

“小蠻驢”機(jī)器人的尺寸為2100*900*1200mm，算上激光雷達(dá)則高1445mm。對(duì)于物流機(jī)器人派送而言，機(jī)器人的體積決定著一次性能夠攜帶快件的容量與物流效率?！靶⌒U驢”車(chē)廂格口可以自由根據(jù)實(shí)際情況定制與搭配，每車(chē)最多可以裝載50件常規(guī)尺寸的快遞/包裹/外賣(mài)。按照每天送貨10次計(jì)算，“小蠻驢”峰值運(yùn)力可達(dá)一天500單。

車(chē)身外觀采用銀灰色調(diào)，線條圓潤(rùn)的同時(shí)自帶萌萌的喜感，可以比較有效地增進(jìn)客戶的獵奇感。出于對(duì)末端場(chǎng)景的安全需要考慮，“小蠻驢”的最高速度設(shè)定為20km/h。這些外觀參數(shù)并不能幫助“小蠻驢”脫穎而出，“小蠻驢”真正的核心競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)源于以下五個(gè)方面：

優(yōu)秀的“大腦”配置。能夠獨(dú)立在人車(chē)混雜、路況復(fù)雜的末端場(chǎng)景中自如行駛、穩(wěn)妥避障，順滑處理轉(zhuǎn)彎、急停、會(huì)車(chē)、倒車(chē)等情況。而構(gòu)成這一優(yōu)秀“大腦”核心的，正是阿里達(dá)摩院的核心算法能力。

在給定環(huán)境信息和障礙物信息（包括運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、交互關(guān)系）的情況下，達(dá)摩院的物流機(jī)器人核心算法能夠預(yù)測(cè)對(duì)方意圖、進(jìn)行整體決策。意圖識(shí)別能力是機(jī)器人認(rèn)知智能水平的重要體現(xiàn)，尤其在末端物流這種具有低速、強(qiáng)博弈性質(zhì)的場(chǎng)景，強(qiáng)大的意圖識(shí)別能力能夠更好的為行駛安全保駕護(hù)航。

憑借達(dá)摩院的核心算法加持，“小蠻驢”識(shí)別數(shù)量上百的行人、車(chē)輛的意圖只需0.01秒；遇到危險(xiǎn)需要急停時(shí)，它的大腦在0.1s內(nèi)就能完成決策、規(guī)劃并下發(fā)控制指令。

靈敏的環(huán)境感知能力。路況的復(fù)雜性要求物流機(jī)器人能夠有一個(gè)靈敏的環(huán)境感知與定位能力?！靶⌒U驢”除了配置激光雷達(dá)與眾多用于環(huán)境感知的傳感器外，更是搭載了達(dá)摩院自研的高精度定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了多傳感器融合緊耦合算法，使得“小蠻驢”能夠在無(wú)GPS或弱GPS環(huán)境下實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)高精度定位。借助達(dá)摩院自研的3D點(diǎn)云語(yǔ)義分割算法，“小蠻驢”能夠識(shí)別“厘米級(jí)”的障礙物，進(jìn)一步掌握了對(duì)環(huán)境的精細(xì)化理解能力。

出色的功耗控制能力。達(dá)摩院自研軟硬件結(jié)合的嵌入式異構(gòu)計(jì)算單元，深度定制。軟件方面，主要通過(guò)兩個(gè)方法提高計(jì)算效能，一是算法層面，通過(guò)算法模型的小型化、輕量化，壓縮計(jì)算需求，比如感知算法中的檢測(cè)、分割等模型都有所精簡(jiǎn)；二是計(jì)算層面，通過(guò)提高并行度和資源利用率，提高計(jì)算效率。實(shí)現(xiàn)了僅以1/3的算力便能達(dá)到同等智能水平，并降低72%的功耗與縮小62%的體積。硬件方面，最新升級(jí)的AutoDrive 2.0實(shí)現(xiàn)了將硬件最優(yōu)部署信息建模到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搜索優(yōu)化方案中，即基于軟硬件協(xié)同優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搜索方案，使得深度學(xué)習(xí)算法能在嵌入式計(jì)算單元上實(shí)現(xiàn)，并在時(shí)延和準(zhǔn)確率上達(dá)到最優(yōu)。

“小蠻驢”機(jī)器人整體功率僅有615w，不到常規(guī)家用電磁爐的三分之一（約2000w）。采用抽拉式充電電池的設(shè)計(jì)，充4度電便可續(xù)航里程102公里。行駛100公里所耗費(fèi)的電量，還不到吃兩小時(shí)火鍋用的電。

足夠的安全冗余設(shè)計(jì)。在軟件系統(tǒng)上總計(jì)五層安全冗余設(shè)計(jì)，包括大腦決策、異常檢測(cè)剎車(chē)、冗余小腦、接觸保護(hù)剎車(chē)與遠(yuǎn)程防護(hù)。其中遠(yuǎn)程防護(hù)設(shè)計(jì)，讓“小蠻驢”能夠通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)等，將車(chē)輛實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)傳遞給后方控制中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程人機(jī)共駕。

在外形設(shè)計(jì)上也最大程度考慮安全因素，采用ABS/發(fā)泡材料，將碰撞傷害降低43.6%。整體造型圓潤(rùn)，貨箱骨架、底盤(pán)骨架輕量化。同時(shí)借鑒了乘用車(chē)的被動(dòng)行人保護(hù)理念，加大碰撞潰縮區(qū)長(zhǎng)，還針對(duì)小朋友進(jìn)行了最高加權(quán)設(shè)計(jì)，綜合各種手段將碰撞傷害降到最低。

可以快速部署的量產(chǎn)能力。技術(shù)再好，如果因無(wú)法達(dá)到量產(chǎn)要求而不能投入現(xiàn)實(shí)社會(huì)使用，也只能是“菜刀”?！靶⌒U驢”除了已經(jīng)擁有了一系列相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)與核心算法以外，更是通過(guò)軟硬件深度定制，使得自身的制造成本降低到可量產(chǎn)水平。在制造成本可以為量產(chǎn)所接受、使用成本也可以被用戶所接受的情況下，大規(guī)模量產(chǎn)能力的部署指日可待。

總結(jié)

經(jīng)過(guò)對(duì)“最后三公里”問(wèn)題難點(diǎn)的剖析以及列舉當(dāng)前現(xiàn)行解決辦法的利弊后，不難發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)急需找到一種新的技術(shù)方法和產(chǎn)品來(lái)提高配送效率和客戶體驗(yàn)。在詳細(xì)分析了物流機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景和“技能樹(shù)”要求以及比對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)后也不難得出，物流機(jī)器人對(duì)解決“最后三公里”問(wèn)題有著十分好的可擴(kuò)展性和實(shí)用性，給末端配送這一難題提供了一個(gè)全新的解決思路。

最后，在市場(chǎng)前景廣闊，產(chǎn)品供應(yīng)稀缺的大環(huán)境下，如何正確引導(dǎo)物流機(jī)器人進(jìn)入我們未來(lái)的日常生活使用，除了需要物流機(jī)器人研發(fā)公司去講好一個(gè)故事，也更需要越來(lái)越多像“小蠻驢”這樣能夠考慮實(shí)際量產(chǎn)要求，并爭(zhēng)做物流末端“最后三公里”技術(shù)革命、大膽吃螃蟹的優(yōu)秀產(chǎn)品。

編輯：hfy