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各种家电为什么只有扫地机被称为机器人?

作者:卡卷网发布时间:2025-03-05 22:03浏览数量:42次评论数量:0次

当你的电饭煲还在用"煮饭-保温"二段式思维混日子,当你的吹风机还在用"热风-冷风"的二进制逻辑摸鱼时,扫地机器人已经悄悄完成了从工具到智能体的进化论飞跃。

这场跨越式的蜕变,源自它对动物世界的"完美抄袭"——用仿生科技解构了自主导航、动态越障和认知进化。

1、蜜蜂导航术

蜜蜂堪称自然界的老司机,具有能在千米之外精准返航的绝活。它们能够在复杂的环境中精准飞行,绕过障碍物并迅速返回家。

这引发了科学家们的好奇:它们是如何做到的?

最初,科学家假设蜜蜂依赖太阳的位置来导航,因为太阳在天际的轨迹变化相对固定。蜜蜂可能通过这个线索判断方向。然而,研究表明这一假设并不完全成立,尤其在阴天或者太阳被云层遮挡时,蜜蜂依然能够准确飞行。

为了验证蜜蜂是否依赖太阳来导航,科学家设计了实验,在蜜蜂的飞行路径中设置了人工光源。结果表明,蜜蜂的飞行路径并非仅由太阳位置决定。它们能够利用周围的环境地标来调整路线,显示出依赖视觉地标的能力。

这一发现推动了“地标导航”理论的提出,科学家们认为,蜜蜂不仅通过太阳来判断方向,还依赖物体和地标来辅助导航。这让科学家进一步思考蜜蜂是否还能利用其他线索导航。

各种家电为什么只有扫地机被称为机器人?  第1张

研究者们发现,蜜蜂的复眼能够感知偏振光,即太阳光在大气中散射后形成的光线振动方向。简单来说,太阳光本身是混乱的,电场在不同方向上振动,但当阳光遇到大气中的微小粒子(如水滴、空气分子等)时,光的电场振动会偏向某一个方向,这就是偏振光

而偏振光哪怕阴天都会有,这是因为即使阳光被云层遮挡,云层仍然允许一部分阳光透过。当阳光穿过云层并照射到大气中的小水滴或冰晶时,这些微小的水滴或冰晶会散射光线。散射光线中的电场方向会发生改变,从而形成偏振光。

在这个实验中,蜜蜂被放在一个隧道里,隧道顶部有偏振光。这些光线模拟了蜜蜂在自然环境中飞行时。

各种家电为什么只有扫地机被称为机器人?  第2张

这一发现证实了蜜蜂不仅依赖视觉地标,还能利用大气中的偏振光作为“自然罗盘”。

下图展示了蜜蜂飞行时所感知到的偏振光模式,假设太阳位于蜜蜂的右侧。这些光线向蜜蜂传递方向信息,帮助它们找到食物或者返回蜂巢。

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进一步研究发现,蜜蜂并非仅依赖单一的视觉线索或偏振光,而是将这些信息结合起来进行导航。
追觅S50 Pro扫地机器人显然偷师了蜂群的黑科技。

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装备6m DTOF高精度雷达和160°双线激光,像蜜蜂复眼般扫描定位。

它通过发射激光束并测量激光从物体表面反射回来的时间,从而计算出物体的距离。

激光雷达提供精确的距离信息,而视觉系统则补充了丰富的环境细节,通过两者的协同作用,扫地机器人能够在复杂环境中高效工作(下图中正在深入桌椅复杂地形的扫地机)。

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传感器融合技术的使用使得机器人能够实时获取环境信息,进行高效的路径规划和障碍物避让。
最离谱的是,它比蜜蜂的暗光寻路更胜一筹:即便当全屋陷入黑暗,连偏振光都没有,藏在机身里的Projector面阵散斑投射器立即启动,用激光编织出肉眼不可见的导航网格。

这些散斑图案可以是点状、条状或其他几何形状,通常设计成具有很高的空间分辨率,以便为机器人在夜间也能提供足够的定位精度。

不管是蜜蜂还是追觅S50 Pro,它们均能通过不断感知和适应环境的变化,自主调整行为,最终达到高效的目标导向性任务。

2、尺蠖(huo)跨栏高手

当两厘米长的尺蠖轻松跨过三倍身高的门槛,人类工程师终于领悟到:真正的高手从不需要履带和蛮力。

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尺蠖(也叫“尺虫”)是一种软体、形态奇特的鳞翅目尺蛾科昆虫幼虫,爬行时会将身体做出类似拱桥的形态。

尺蠖的身体由多个体节组成,每个体节由软组织和肌肉构成,且各个体节之间有较好的独立性。

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它在运动时通过弯曲整个身体来产生“波浪”式的运动,这种波浪运动既能增加对地面的接触面积,也能让它在面对垂直障碍时灵活调整自己的姿势。

当尺蠖爬行时,它通过交替弯曲身体的不同部位,使得每个部位的接触力变化,从而推动自己向前或向上。

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在越过较高障碍时,它将通过支撑力与摩擦力的结合,平衡与地面的阻力,并创造出足够的推力,使得身体得以逐渐越过障碍。

特别是在越过高度不均的障碍时,尺蠖能够通过微小的肌肉调整来动态地适应不同的接触点和摩擦力,从而确保顺利翻越。

下图显示了该生物如何跨越复杂地形:

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说这么多,其实就是想让大家更深刻地了解——智能扫地机器人的越障原理。

要知道,市面上大多数智能扫地机器人,采用的都是这种小型橡胶轮胎进行越障,其实就是很普通的小车轮,越障高度有限,因为要控制车轮的直径大小,要不然衣柜/沙发下这种低矮角落就进不去。正常来说,几毫米的地毯、1-2cm左右的低矮门槛还能勉强通过,一旦遇到稍微高点或者多级门槛,就容易卡在那里不动弹了,需要人手动搬运,这对于扫地机器人来说是很致命的。

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而追觅S50 Pro其实就是仿照了尺蠖的爬行方式,先利用双机械足旋转“撑地”,将扫地机底盘抬升至一定高度后,再利用橡胶主轮紧抓地面,达到轻松跨越障碍的目的。

这款宣称是可以越过双层6cm的障碍(家里的门槛基本都是双层的),但实测下来,我感觉是要更强的。
为了让大家更好地看清越障能力,我特意在它面前放了一个很高的障碍物。(正常门槛最高也就是这个高度了)可以清晰地看到整个抬升、通过的全过程。先是利用双机械足撑地,让机身抬起来得更高,主轮丝滑转动瞬间通过!!这种“尺蠖的爬行方式”,支起-翻越-收起,简直不要太好用了!!

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3、学习与适应——像灵长类动物一样进化

从黑猩猩使用工具到ChatGPT诞生,智能进化总是从模仿开始。
黑猩猩作为与人类基因最接近的动物之一,其使用工具的行为可以追溯到上世纪60年代。

在这之前,人们认为只有人类才会制造和使用工具。

然而,科学家Jane Goodall在1960年通过对野生黑猩猩的观察,首次记录到黑猩猩使用树枝或树叶来提取食物。

下图中黑猩猩正在使用树枝挖洞:

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这一发现打破了传统观念,证明了黑猩猩不仅能使用自然资源,还能够根据经验和环境条件改造工具以提高效率。

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黑猩猩会观察其他同类如何使用工具,并通过模仿学习来加以应用,这一过程和人类的文化传递有着相似的特点。这种模仿学习的机制为后来的人工智能研究提供了重要启示——人类智能的许多方面,实际上源自于观察、模仿与适应。

随着科技的发展,模仿学习成为了人工智能领域的核心概念之一。

AI的构建从最初的简单算法,到如今的深度学习和神经网络,逐步模仿人类的神经系统和大脑结构。现代深度学习技术借鉴了大脑神经元之间的连接方式,旨在模仿大脑的学习和决策过程。

同样,追觅S50 Pro也能够通过不断的清扫学习,逐步提高自己的工作效率。
现代扫地机器人通常采用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技术——即同时定位与建图。

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SLAM技术帮助机器人在清扫的同时,不仅能知道自己的位置,还能实时构建周围环境的地图。

首次清扫即建立3D立体地图,自动标注高频清洁区(如厨房、玄关),后续清扫智能分配双倍吸力与拖地频次。

当检测到家具位置变动(如沙发移位),24小时内自动更新路径规划。更厉害的是其持续进化能力——通过用户反馈的障碍物数据,识别库能从初始的60种扩展至“无限”可能,持续更新这张地图,并根据地图的变化调整自己的清扫策略,活脱脱一个行走的机器学习终端。

针对顽固污渍,追觅S50 Pro采用相变储能材料拖布。热水拖地可深度溶解地面顽固污渍、油污。
当机器人感知到抹布脏污时,它会通过基站清洗底盘安装加热器组件,最高可达到100℃,对即热模组输出的热水进行二次加热,实现高温煮洗拖布。这就能够有效地去除细菌、油脂和污渍,使抹布保持较长时间的清洁。

这些特质,正是“机器人”的精髓所在。

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当追觅S50 Pro第N次绕过你的体重秤时,请保持敬畏,请收起人类可笑的优越感——毕竟在硅基生物眼中,我们可能只是会制造垃圾的蛋白质载体。


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