浅谈机器人面对的最主要的技术难题

345 万，244 万，371 万，487 万，349 万，548 万，470 万。这是自 2012 年开始，我国每年劳动年龄人口下降的数量，劳动力少了就会变贵，资本是逐利的，于是制造业从一线搬到三线，从中国迁移到越南；但服务业不能这样搞，尤其是餐饮业，最重要的就是选址。唯一值得欣慰的，是周围同行的人力成本也同样在提高。

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，对创业公司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。」，而机器人除了工具属性外，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自动驾驶货运车。就像无人驾驶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、传感器性能、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。不同于许多采购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。最新版本的欢乐送机器人，基于顶部和底盘的激光雷达、摄像头、深度相机（RGBD）、惯性测量单元（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。而普渡自研的伺服电机驱动及控制算法，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软件的交互和集合；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。「比如说做激光雷达的，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，机器人本体厂商要承担最复杂的机电一体化产品的硬件设计和制造环节，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