米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評

2021年08月11日09:17

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus三款熱銷掃地機器人橫評

最近刷了一遍神劇《愛,死亡和機器人》,劇集以獨立單元故事短片的形式呈現,每個故事都混合各種機甲、怪獸、科幻、賽博朋克的元素簡直是Geek們最愛,一場十足的視覺盛宴。

其中有兩個故事給我留下了非常深刻的印象,甚至讓我在屏幕前邊看邊喊666的同時開始思考起了人類和機器人的關係。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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兩個故事分別為講述機人類消失後世界的《三個機器人》。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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和講述從一個泳池清掃機器人迭代進化變成人類追捧的藝術大師的《齊馬的作品》。

《三個機器人》給我的感覺這三個鬥嘴的機器人實質是擁有了人類的靈魂,人類的終極進化是變成機器人,脫離血肉之軀的生死循環,變成永恒的存在。而《齊馬的作品》則是機器人的終極進化目標是變成“人類”,像人類一樣思考和創作,與人類高度一致,機器獲得了真正意義上的生命。

或許最終人和機器人真的會是不分你我合二為一的存在嗎?

劇集雖然是想像產物,但這樣的時代其實說遠也不算遠,目前AI人工智能已經悄然走進了我們生活中的每個角落,從手機到智能音箱,再到各種大數據與自動化系統,不知不覺我們已經是處於一個人類和機器人密切相處的時代了。

如果過三五十年回頭看,我們今天隨隨便便可以見到的掃地機器人可以算是這個“前機器人”時代的代表產品了吧。

掃地機器人的進化之路

每台機器人都是在不斷的優化迭代中變得更強大更智能,掃地機器人行業尤其明顯。

從最開始的碰撞式到後來的LDS,SLAM算法和視覺導航 vSLAM算法,到了今年統一進入了3D TOF+AI的時代,短短幾年就解決了曾經被各種詬病避障問題。

代碼從幾萬行到百萬行再到現在的旗艦級產品的上千萬行,處理器在提升,硬件也在不斷的升級。

長遠來看,完美的搞定掃拖需求並非終點,如果把掃地機器人當做是個萬能的底盤,在這個底盤上增加各種不同設備來實現不同的功能,比如加個機械臂實現洗碗炒菜疊衣服搞定各種家務的萬能產品,那麼一個具備完美的導航規劃避障的掃地機器人就是一個完美的起點。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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雖然就目前來說,大多數所謂的機器人都屬於只能完成一些簡單機械工作的“人工智障”範疇,但掃地機器人卻是少數已經達到了完全自動化水平的機器人。在今年進一步升級到了3D+TOF 物體識別和AI識別避障後,通過3D TOF鏡頭的物體識別,可以精準快速的發現地面障礙物,掃地機器人的戰場正式從二維平面上升到了三維的更高維度。

換句話說,掃地機器人從今年開始,真正開始擁有了“靈魂”,它真的能“看見”了,是可以識別物體並自主判斷的存在了。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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所以掃地機器人行業成為競爭激烈的焦點也不足為奇,它代表了未來我們家中的家務服務型機器人的發展方向,所以本次找來了三款配備了3D+TOF物體識別避障的掃地機器人,價格都在同一價位,這裏對比測試一下看看誰的進化程度更高,或者說是誰擁有更接近人類的行為和思考方式。

掃地機器人的哲學三問:我在哪?要到哪去?怎麼去?

這是掃地機器人工作時需要思考的問題,是一個用各種傳感器和算法來探測實現覆蓋面積最大化的探測和計算。

我對於掃地機器人的主要興趣也集中在這個部分,因為這關係到未來家用機器人的發展方向,掃拖其實只是個附加功能,體驗過很多掃地機器人,單純的論掃拖其實各家都差不多,導航方面才更有含金量,是體現各家技術的地方。

細化來說就是評價的這三個方面:

我在哪:導航&定位要到哪去:智能規劃怎麼去:物體識別&AI避障

我在哪:導航&定位

定位的精準性直接關係到掃地機器人的“智商”,讓它可以知道自己所處的位置,從哪來和到哪去。如果離開充電座之後不能順利返回,甚至迷路,顯然這並不智能。

目前市售大部分掃地機器人都有著不錯的表現,只要是LDS激光導航都可以輕鬆搞定導航和定位的問題,但也有著不同的進化階段。

米家掃地機器人Pro

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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米家掃地機器人Pro使用的是LDS激光導航,老朋友了,從第一代開始就是LDS激光導航,我也是首批用戶,表現比較穩定,但凸出於機身的LDS激光頭確實存在激光頭易損以及增加了高度的問題。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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建圖速度還不錯,從掃瞄與戶型圖疊加對比來看,建圖基本準確,精度方面稍有差別。從對比圖可以看出,整個地圖的比例和實際戶型的相對比例和位置略有偏差,在PS里操作的時候發現如果只貼合一個輪廓,其他地方的位置會對不上。

比如對齊了老人房和陽台之後,廚房和主衛的位置就對不上了,偏差還是比較大的,目測大概在10cm左右,未達到毫米級建圖。

360 X100 MAX

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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360 X100 MAX使用的是三目激光雷達,從描述來看,可以實現前方與側邊的激光掃瞄識別,且掃瞄激光頭採用了隱藏式設計,在不增加厚度的情況下實現了掃瞄建圖功能。

從設計上來看,360 X100 MAX的高度更低,可以掃瞄到的物體高度也更低更接近地面的實際水平。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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精度同樣比較高,建圖速度快,掃瞄精度確實不錯,細緻地觀察了一下邊緣貼合度,每個房間的邊沿牆體貼合度都非常高,可以說是毫米級建圖了。

半圈的激光掃瞄範圍已經可以有足夠高的精度了,360X100 MAX在這方面有了不錯的進步,降低了機身厚度增加了覆蓋面積,但性能不變,相對而言設計更好,段位更高。實際上建圖所用的Lidar-SLAM LDS激光不僅參與了建圖,還會參與三目激光雷達矩陣進行避障作業,這也是把LDS激光設計在前部的優勢,下文會進行專項評測。

石頭T7S Plus

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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石頭T7S Plus也是典型的LDS激光導航,從頂部的激光頭就可以看出來,與米家的一致。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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建圖速度不錯,基本準確,不過細節方面也有一定的偏差,和米家Pro類似,建圖精度在10cm左右。

小結:

從建圖精度上可以看出來各家不同的調校水平,雖然CM級精度對於掃地機器人來說是完全夠用的,但機器人之所以稱之為機器,其特質就是能做到絲毫不差。從實際建圖效果來看,360確實做到了毫米級,且是200平米大戶型下的毫米級精度,即使一米內誤差僅有1%這也是很難實現的。應該與掃地機器人廠家不同的發展道路有關,360掃地機器人一直以來採用的是室內無人駕駛導航OS,脫胎於汽車無人駕駛導航,有較高的成熟度,從實測表現上來看,360也確實略勝一籌,既減少了機身高度,也有更好的精度,技術層面更高。

米家掃地機器人Pro與石頭T7S Plus則是同一水平,表現基本一致,也是最常見的導航方案,這樣的方案可以直接買到,技術上不算非常突出。

要到哪去:智能規劃

規劃方面,實際一眼就能看出都是SLAM規劃,也是業內常見的解決方案,核心就是覆蓋遍曆整個家庭地面空間,控制指導機器人的行為,不過各家會在細節上進行打磨,具體的清掃行進動作會有不同,讓它表現得更智能,更像人類。

清掃規劃的評價主要是清潔面積以及清掃效率。

這裏使用同一天,同一戶型的場地來做測試,分別讓三台掃地機器人開啟掃拖模式完成全房清掃的任務。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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米家掃地機器人Pro:掃地時間89min,掃地面積98㎡。

360X100 MAX:掃地時間104min,掃地面積101㎡。

石頭T7S Plus:掃地時間107min,掃地面積101㎡。

清掃時間上,米家掃地機器人Pro是最短的,不過面積少了3㎡,可能與前面講到的導航定位稍有偏差有關,這裏統計數據上少了3平米也是印證。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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但也有另一種可能,米家掃地機器人Pro的規劃水平更高更合理,所以少走了重複的路。

清掃路徑細看下差別不大,主要是餐桌這樣的位置三台掃地機器人繞桌腿的行為模式不同,所花費的時間也不同。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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米家掃地機器人Pro的表現不錯,遇到桌腿林立的環境十分流暢地開始了繞腿,不過會有碰撞,側邊沒有眼睛沒能及時發現桌腿這樣細小的障礙物。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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360掃地機器人 X100 MAX在這種環境下非常謹慎,可以看到策略是儘量避免碰撞,確實像汽車自動駕駛技術一樣在駕駛著掃地機器人,還有停轉邊刷這樣的細節,避免邊刷卡進椅子腿底,這意味著規劃更加複雜一些,速度也更慢一點,但表現是最穩的。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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石頭T7S Plus則對椅子腿有更多的疑問,需要實際碰撞上去之後才能判斷出障礙,繞柱過程也略顯遲鈍,這3分鐘的差距主要也是浪費在這個位置了。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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另外還有個細節,360掃地機器人 X100 MAX APP推薦玄關這樣的位置進行兩次井字形覆蓋,我也開啟了這項功能,可以看到機器人在玄關處的行走路徑是網格狀的兩次不同方向的覆蓋。

這樣的清掃行為模式我僅在iRobot上看到過(上圖),顯然清潔更為細緻,尤其是木地板這樣帶有方向性紋路縫隙的地面,可以更好的清潔縫隙處的灰塵與汙漬,可以根據地面乾淨程度選擇,玄關這樣的進門位置也確實是全屋最容易髒的地方,也是更高階的行為模式。

小結:

規劃方面,米家效率最高,速度最快,360 X100 MAX折中,石頭T7S Plus最慢。

其實可以看出來在規劃方面米家和石頭是一類的,都有碰撞後停頓的動作,機身也更貼近桌腿,這樣的好處是覆蓋面積更到位,桌腿縫隙里的灰塵也可以掃出來。360 X100 MAX有井字覆蓋這樣的深度清潔模式,總體表現上要更好一些。

怎麼去:結構光識別避障+AI識別

這是今年旗艦級掃地機器人的重點了,涉及避障和物體識別,此前大部分機器人可以說都是“瞎子”,LDS激光僅能解決大範圍的導航和定位,並不能輔助識別實際清掃時的地面障礙。這就像我們開車的時候只看地圖導航且不看車窗外,發生事故(被困)那是分分鐘的事情,此前的掃地機器人還都只能靠碰撞來識別物體。

但同樣應用在自動駕駛技術上的激光和視覺識別也是如此,視覺是更高階更有發展前途的方向。

米家掃地機器人Pro:3D+TOF 避障AI識別

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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米家掃地機器人Pro採用的是X-CrossAI多維立體識別避障系統,主要靠前部的兩隻眼睛來完成,從結構上來看,這是個TOF紅外鏡頭加上RGB鏡頭的組合,TOF用於3D識別。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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原理其實很簡單,TOF模組照射出紅外光射線,在捕捉紅外光的鏡頭反射光,可以精確的識別出物體的和相對距離輪廓,在我們手機上已經很常見了,很多手機的面部識別解鎖用的就是這個技術,可以說是一隻眼睛完成的3D建模識別。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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而AI功能則是由右邊這枚鏡頭來實現的,就像我們手機上常用的拍照識別功能一樣,可以在識別一些常見的物體和材質,比如線、鞋子等容易造成掃地機器人纏繞故障的障礙物,並且主動避障。

360 X100 MAX:AI POWERED 3D VISION

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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360 X100 MAX採用的是3D dToF方案,dTOF比TOF技術更優秀,TOF是間接測量的方案,dTOF中的d既是direct的意思,直接測量光的飛行時間,需要更高的精度和元器件才能實現,速度更快精度更高,且精度不隨距離的增加而下降,由於不涉及數模轉換,功耗也更低。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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清掃過程中也不止是dTOF鏡頭起作用,前部以及雙側的“三目雷達”也在採集數據參與計算,共同完成高精度的避障。

石頭T7S plus:Reactive3D

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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石頭T7S plus則更像擁有了人類的眼睛,中間是接收器,兩側發出激光,雙側的激光以交替的形式輪流“閃光”,而中間鏡頭捕捉到的畫面也分成了左右兩種不同的畫面。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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這就與我們人類雙眼看到的畫面一樣了,通過計算兩幅畫面的差異形成3D視覺,從而“看”到物體輪廓和距離,AI識別物體輪廓判斷物體類型,從而實現避障行為。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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這樣的設計我在幾年前的伊萊克斯Pure i9上見過,零碰撞還是非常大的賣點,當時很少有機器人能做到零碰撞。不過這台掃地機器人的設計還是有欠缺的,大範圍誤差很大,僅靠這枚3D眼睛很難精準的遠距離定位。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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這裏在石頭T7S Plus上再次看到了同樣的設計,加上LDS激光導航的輔助後有了更好的表現。

三種方式都能實現3D識別,AI避障,且技術都比較成熟。

小結:

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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對比來看,具備TOF鏡頭會有更高的識別能力,配備了dTOF鏡頭的360 X100 MAX表現更好,識別精度和識別率更高,可以有效的識別障礙物並進行規避,還可以智能識別標記地毯之類的物品。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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米家掃地機器人Pro的常規AI識別鏡頭在AI識別方面有較好的表現, 可以識別並標記常見的諸如電線、鞋子等物品,AI識別率更高也更詳盡。

石頭T7S Plus上的3D結構光配置從原理上更像人眼,採集的圖像是真正3D圖像,有更好的識別率和AI識別能力,實際表現也不錯。

清掃使用體驗

清掃方面幾款產品差別不大,但也有自己的特色。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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列個表格,可以直觀地從參數方面來做評價,在使用過程中也看到了不少設計上的差別和亮點,下面一起來看看。

塵盒設計

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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塵盒方面,米家Pro為水箱塵盒二合一(也可替換為獨立550ml大塵盒),360 X100 MAX與石頭T7為塵盒水箱分體式的獨立塵盒。

我個人時比較喜歡分體式設計,好處是方便拆卸,容量也更有保障。米家雖然也有550ml的超大塵盒,但需要手動更換。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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機身厚度控制

厚度方面實測了一下。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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米家Pro:91.07mm

360 X100 MAX :85.65mm

石頭T7:97.06mm

厚度也是個不小的改善點,前文里說到360把激光頭放進了機身,巧妙的設計讓機身擁有了最小的厚度,一般來說常規的沙發、床腳和櫃腳預留高度都在10cm左右,從數據來看三台都是沒什麼壓力的。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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但偶爾也會有卡出的情況,比如我櫥櫃的高度正好是10cm,但由於一些外力因素高度會產生變化,當厚度最大的石頭T7S Plus 在運行時就出現被卡在了裡面無法脫身的情況,所以厚度控制還是有一定的優勢的。

從這方面來看,360不但控制了厚度還擁有容量最大的水箱和塵盒,機身設計確實下了很大功夫,最大化的利用了空間。

滾刷設計

滾刷的設計各有各的優勢。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
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米家Pro和360 X100 MAX使用的是膠刷&毛刷復合的方式,帶V字聚攏排列結構,常見的滾刷形式了簡單有效,毛刷的優勢是對細小的粉塵有比較好的清潔效果,缺點是容易纏繞頭髮等軟質長線類的物品。

石頭T7S Plus採用的膠刷,對地面有較好的刮取效果,粘粘在地面的汙垢也有較好的清除效果,且毛髮類不易纏繞便於清潔。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測

從實際清掃中的塵盒灰塵來看,360 X100 MAX有更多更細小的粉塵,石頭T7S Plus則是毛絮偏多,掃起來了更多灰塵。

選擇上我更偏向於膠刷,膠刷的優勢是不會纏繞過多的頭髮,家裡有長髮女性成員比的情況下體驗更好。

另外360 X100 MAX也有個單手一按就可以打開塵盒傾倒的細節,避免手掌沾染灰塵,使用起來比較方便。

噪音測試

吸力最大的是米家Pro,不過工作時基於噪音、續航和清潔程度考慮,並不會一直以最大吸力工作,這裏均設置為標準吸力下進行測試。

米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測
米家Pro、360X100MAX 、石頭T7SPlus橫評_新浪眾測

米家Pro:67.5dB

360 X100 MAX:62.5dB

石頭 T7S Plus:66.1dB

360 X100 MAX噪音控制更好。

總結

總的來說,在掃地機器人這種我們目前最熟悉的機器人上可以看到未來的發展方向。

3D結構光從今年起已經是機器人的標配,加上AI識別避障之後初步擁有了思考的能力,雖然這種思考比較初級比較簡單,但確實有效,從此掃地機器人不再會被各種地面雜物纏繞了,每次都能完美的完成掃拖工作。

實際體驗方面,三款還是有不同的表現:

米家Pro的RGB鏡頭AI識別可以識別出更多特徵值,並且標記在地圖上,但在弱光條件下AI識別會失效。360 X100 MAX的3D+TOF下的AI識別更加精準,且不受外界光線條件影響,各種工況下都可以保持較好的識別率。石頭T7S Plus的雙激光識別配置更高,但可能受限於識別精度,表現並不十分完美。

作為科技愛好者,目前我更看好360 X100 MAX,因為它與眾不同,有360團隊開發了十多年的自動駕駛技術,自動駕駛技術的核心是避免碰撞,從掃地機器人的實際清掃行為邏輯上看也是如此,外加dTOF的高精度高水準的3D識別,做到了零纏繞零卡死的清潔體驗,設計方面也將RDS激光頭放進了機身,減少了機身厚度,三個激光頭與dTOF鏡頭相結合,整體設計表現更為穩定成熟。

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