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9 月 17 日，阿里巴巴達摩院（下稱 “達摩院”）發布首款物流機器人小蠻驢，和它一起發布的還有阿里機器人平臺，這標志著阿里正式進軍機器人賽道。圖 | 小蠻驢（來源：達摩院）一直以來，機器人被稱為 “制造業皇冠上的明珠”。據國際機器人聯合會（IFR）預測，機器人革命將創造數萬億美元的市場。在國務院《關于組織做好 2020 年度國家重點研發計劃相關重點專項項目申報工作的通知》中，也把“智能機器人” 作為重點專項。 2017 年，中國信息通信研究院聯合 IDC 發布白皮書《人工智能時代的機器人 3.0 新生態》，按照該白皮書的劃分，機器人 3.0 時代始于 2015 年，此階段的機器人可實現從感知到認知、推理、決策的智能化進階。而大數據、云計算、5G 和物聯網等技術的發展，也在推進機器人的快速演進。中國作為全球最大的機器人市場之一，有著廣泛且巨大的應用需求。攻克“末端三公里”物流頑疾近年來，電商和物流的發展，極大方便了人類生活。但“末端三公里”的難題，一直未能攻克。盡管快遞業已探索出快遞柜和物流驛站等方法，但由于用戶習慣和布局不便等原因，“末端三公里”仍是困擾多方的痛點。一貫追求用技術解決社會問題的達摩院，交出了小蠻驢這一解決方案。達摩院自動駕駛實驗室，一直專注于環境感知、高精定位、決策規劃等六個領域，其中多個研究領域的成果指標：如行人 / 車輛檢測、無 GPS 信號下的高精定位、大規模仿真等能力，已達到世界領先水平。小蠻驢的名字，來源于中國人非常熟悉的動物——驢，驢具有結實粗放、性情溫馴、刻苦耐勞等優點。在浙江方言中，“蠻”有著“很、非常”的意思，起這樣的名字也寓意著小蠻驢是一個擁有使命必達的“蠻勁”的機器人。除了能干，它還具備智能、安全、可量產等特性。小蠻驢的定位是面向小區、高校園區和辦公園區等末端物流場景，提供快遞包裹、新零售和本地生活的最后三公里配送服務的智能機器人。它具有類人認知智能，大腦應急反應速度達到人類的 7 倍。圖 | 小蠻驢的特性（來源：達摩院）在尺寸上，小蠻驢的尺寸為 2.1*0.9*1.2m，加上激光雷達高 1.445 m，總高度相當于十歲孩子的正常身高。在設計上，它的車廂格口可以自由定制，外觀采用銀灰色調，圓潤的線條，讓其萌感十足。在工作能力上，以每車最多滿載 50 件常規尺寸的快遞 / 包裹 / 外賣、每天送貨 10 次計算，小蠻驢的峰值運力可達一天 500 單。在車速上，考慮到末端場景的安全需要，小蠻驢的平均速度為 15km/h。在續航上，其采用抽拉式充電電池，每充電 4 度，就可續航 102 公里，行駛 100 公里所耗費的電量，低于家用電磁爐吃兩小時火鍋的耗電量。在功耗上，機器人功率僅有 615w，不到戴森吹風機的一半（1600w），不到常規家用電磁爐的三分之一（約 2000w）。此外，它還采用 L4 級自動駕駛技術，可在復雜場景中自如行駛，并能穩妥避障。不過它的誕生，并非要取代快遞員，而是要成為他們的幫手。數據顯示，中國在過去 10 年，基本每過兩年快遞包裹數量就會翻一番，中國目前每天大約有 2 億筆快遞包裹。在不遠的將來，很可能達到每天 10 億筆快遞包裹的規模。然而快遞從業者的數量提升較小，且一直維持在兩三百萬左右的規模。隨著中國人口老齡化的到來，物流行業必將出現勞動力短缺。屆時就需要用技術手段，來協助快遞從業者。小蠻驢背后的技術：達摩院最新人工智能和自動駕駛技術小蠻驢主要使用達摩院的 AI 和自動駕駛等技術，如算法能力、軟硬一體化設計能力等，這些能力最終打造出具備類人能力的小蠻驢。在算法架構層面，達摩院提出“小前臺、大中臺”算法架構。“大中臺”，指的是達摩院在業界獨創的自動駕駛機器學習平臺 AutoDrive，它不僅能代替人工進行算法調參、模型優化，還可將算法迭代效率提高 1 到 2 倍。“小前臺”，指的是感知、定位、決策、控制等方面的算法迭代。“大中臺”AutoDrive 能基于復雜的多模態自動駕駛數據進行自我學習，進而服務于 “小前臺” 的算法迭代。以達摩院自研的軟硬一體高精定位系統為例，其搭載的多傳感器融合緊耦合算法，通過軟硬件一體化設計，能以 10% 的成本達到業界領先水平，這使得小蠻驢能在無 GPS 或弱 GPS 環境下實現厘米級高精定位。在算法感知方面，小蠻驢借助達摩院自研的 3D 點云語義分割算法，能識別 “厘米級” 障礙物，且具備精細化理解環境的能力。2020 年 5 月，該算法在自動駕駛權威數據集 Semantic KITTI 的 “單幀 3D 點云語義分割” 排行榜位居第一，并在今年的 CVPR 上獲得檢測跟蹤算法比賽第一名。圖 |達摩院自研的 3D 點云語義分割算法（來源：達摩院）關于小蠻驢的算法感知能力，達摩院自動駕駛實驗室資深算法專家陳俊波舉例稱，以磚頭這樣的障礙物為例，如果機器人在行駛速度較高的情況下沒能識別它，可能就會引起側翻，而小蠻驢則能感知到磚頭、并進行繞開，該能力正是基于 3D 點云語義分割算法。圖 |小蠻驢急停測試畫面（來源：云棲大會）在算力層面，達摩院憑借背靠阿里云的天然優勢，獲得了云端計算資源、計算集群工程運維和云端數據存儲等資源支持。基于此，達摩院在 AutoDrive 平臺搭建了專屬自動駕駛云平臺，并將場景數據庫、自動駕駛車數據等數據搬上阿里云，通過打通數據收集、數據標注、仿真、模型訓練、評價等整套路徑，該自動駕駛云平臺可開展數據管理、仿真測試和算法模型訓練，從而讓自動駕駛算法研發更高效。基于自動駕駛云平臺，達摩院還推出全球首個自動駕駛 “混合式仿真測試平臺”，該平臺采用虛擬與現實結合的仿真技術，引進真實路測場景和云端訓練師，模擬一次極端場景只需 30 秒，系統每日虛擬測試里程可超過 800 萬公里，自動駕駛的 AI 模型訓練效率得以大幅提升。圖 |小蠻驢過石墩測試畫面（來源：云棲大會）在軟硬協同設計層面，小蠻驢身上的嵌入式計算平臺、傳感器、定位單元等硬件，均采用軟硬一體化設計，這種協同方式最終把小蠻驢的計算單元功耗降低 72%、成本降低 50%、體積壓縮 62%。在軟件方面，為提高軟件的計算效能，達摩院分別從算法層面和計算層面著手：在算法層面，對算法模型做小型化和輕量化處理后，不僅計算需求得以減少，檢測、分割等算法模型也得到精簡；在計算層面，通過提高并行度和資源利用率，計算效率得以提升。在硬件方面，最新升級的 AutoDrive 2.0，可將最優部署信息建模到神經網絡搜索優化方案中。這種基于軟硬件協同優化的神經網絡搜索方案，讓小蠻驢的深度學習算法，得以在嵌入式計算單元上實現，最終提升了它的工作時延和工作準確率。在傳感器方面，達摩院提出多層級多傳感器融合的技術解決方案，將激光雷達、攝像頭、毫米波雷達、慣導等傳感器結合在一起，生成了多傳感器融合系統。該感知系統結合前融合和后融合的技術模塊，能更精確地輸出周圍障礙物的位置、運動狀態和姿態等信息。圖 |小蠻驢漂移測試畫面（來源：云棲大會）小蠻驢三大優勢：智能、安全、可量產以上技術的加持，讓小蠻驢擁有智能、安全、可量產等三大競爭力。在智能方面，小蠻驢具備類人認知的決策能力。在順滑處理轉彎、急停、倒車等復雜的末端場景中，其自動駕駛率可達 99.9999%。據陳俊波表示，在末端場景測試中，他們會設置一些路樁，路樁上帶有寬度不到三厘米的連接帶。99.9999% 的自動駕駛率，相當于小蠻驢在行駛過程中，遇見上述細小連接帶時，依然能把它識別出來、并進行繞行。陳俊波介紹稱，為實現該駕駛率，達摩院花費兩年左右的時間，在真實的末端場景中，做了不間斷的小批量試運行。在安全方面，小蠻驢擁有五重安全設計：即人工智能大腦、冗余小腦、異常檢測剎車、接觸保護剎車、遠程防護。其中，最重要的是人工智能大腦，它能做整體的定位、感知、預測、決策規劃、控制，以保證小蠻驢的安全性。冗余小腦，是為了保障在人工智能大腦出現問題時，冗余小腦可以去負責兜底。在量產方面，通過使用算法自研+深度定制的策略，小蠻驢已具備規模化量產能力。這背后主要有三大原因：第一，小蠻驢的外觀，由達摩院自主設計，并擁有設計專利；第二，小蠻驢的底盤及激光雷達等核心主傳感器，屬于內部深度定制；第三，小蠻驢擁有高性能、低成本和低功耗的計算單元。一款產品，只有具備量產能力，才能走出實驗室、進入尋常用戶中。談及這一過程，陳俊波表示：“機器人或自動駕駛車輛的主要成本，一是傳感器設備，其占據著成本大頭；二是計算設備和計算平臺，在這方面達摩院有一個深度化定制的嵌入式異構計算平臺；三是運動底盤和整個上裝。達摩院結合三大成本和自身算法，對大規模硬件做了深入定制，再加上軟硬件一體化的設計，讓小蠻驢的成本得以大幅下降。” 將最先用于菜鳥驛站目前，菜鳥驛站是達摩院物流機器人最大的客戶。菜鳥驛站率先大批量地使用小蠻驢機器人，預計明年小蠻驢就將出現在人們身邊。屆時，用戶可在手機上預約好配送時間和配送地址，并指定由小蠻驢來做配送。發出的請求進入云端調度系統后，菜鳥驛站工作人員會把訂單商品，從驛站中揀出來、并放到小蠻驢上。小蠻驢到達指定位置后，會電話通知用戶，讓用戶到預約地點取包裹。概括來說，小蠻驢取代的是快遞員的跑腿服務，它并不能取代驛站工作人員的雙手。此外，菜鳥驛站在使用時，還要給小蠻驢配備停車充電場地和網絡基礎設施。小蠻驢回到停車場時，一是可以充電，二是可以上傳數據，它會把所有運行數據都上傳到云端。云端收到數據后，可對整個算法進行訓練、優化、迭代和驗證。使用5G通信技術，小蠻驢還能做到實時數據上傳。達摩院的機器人宏愿和機器人通用技術事實上，阿里從 2015 年就已開始探索機器人賽道。自 2017 年起，達摩院更加關注末端物流賽道，并進行了線下運營場景的前期探索和實踐，以及圍繞多維度自動駕駛場景來做數據沉淀。小蠻驢發布后，達摩院將從中提煉出機器人通用能力，機器人通用能力在車端，主要有定位、感知、預測、決策規劃、控制等算法，在云端則有整體的鏈路。對于機器人通用技術，陳俊波表示：“在這方面，達摩院有著多年積累。本次發布的，不僅僅是一款機器人，同時還有一個機器人平臺。達摩院希望把機器人的通用化能力抽象出來，并沉淀成機器人平臺來賦能整個行業。達摩院的自動駕駛實驗室，還將依托阿里云和整個阿里集團，打造出云端一體化的產品鏈路。一家機器人初創公司可能沒有能力去打造完整的系統化能力。因此達摩院希望把自己的能力沉淀出來，并開放給整個機器人行業。” 由于不同末端場景，面臨著多樣需求，比如消殺機器人、機場巡檢機器人等。而在不同末端場景，大家對場景需求的理解程度各有高低。從淘寶誕生開始，阿里就開始做物流，因此其對物流的理解，相對來說更深刻。同時，得益于菜鳥驛站的賦能，達摩院也有能力深耕不同場景的機器人服務。達摩院表示，盡管菜鳥驛站是小蠻驢的最大客戶，但他們也非常歡迎外部客戶。鑒于社會上還有很多其他需求，他們希望能和外界一起合作研發不同場景的機器人。 -End- 原文標題：阿里進軍機器人賽道，達摩院發布首款物流機器人“小蠻驢” 文章出處：【微信公眾號：DeepTech深科技】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。責任編輯：haq

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