掃地機器人的創世記|極客群星閃耀時

掃地機器人的創世記|極客群星閃耀時

當你已經習慣家裡那個跑來跑去的掃地機器人,你需要了解下19年前,它是被誰創造出來,送入家庭的。

2008 年《機器人總動員》上映。

主人公瓦力是一臺被遺留在地球上,經過程序設定,只會日復一日做著垃圾清理工作的機器人。然而它手捧綠植,滿眼愛惜的一瞬間不知道擊中了多少觀眾的內心。不過不少抹著眼淚的觀眾心中所想或許是,如果自己擁有一臺能做家務的機器人就好了。

時隔 12 年,曾經對於大多數人來說的「奢望」已經變成現實。人們逐漸接受了一臺掃地機器人在家裡轉來轉去,將我們從繁重枯燥的家務活中解放出來。據德邦證券調研數據顯示,2018 年全球掃地機器人市場規模約 27 億美元。機器人相關技術的成熟和日漸完善的供應鏈體系,大大壓低了硬件成本,人們花上大幾百人民幣甚至就能抱一臺回家。

2002 年,比皮克斯賦予我們的想象和感動還早,iRobot 就已經將家用掃地機器人產品規模化落地。想想看,沒有什麼先驅經驗可借鑑的二十年前,想要生產一款全新的機器人產品並且被市場認可並不容易。iRobot 必須解決兩個主要難題,一、實用性。它不能是一個擺在實驗室裡被反覆欣賞的「科研品」;二、成本控制,新鮮事物被市場接受的前提是消費者買得起才行。

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iRobot 聯合創始人兼CEO Colin Angle|iRobot

每一個領域都需要自己的開荒者,它打破技術的藩籬,將創新的點子落地成觸手可及的產品。在機器人領域,iRobot 真正意義上開創了一個產品品類,並且改變了機器人在人們心中的固有印象。

機器人不是僅存於科幻電影和小說中,它已經真真切切地改變了人們的日常生活。

從實驗室走到工廠

iRobot 並不是掃地機器人概念的提出者。

1996 年,伊萊克斯品牌旗下的「三葉蟲」第一次在 BBC Tomorrow's World 中亮相,從節目的名字不難看出,掃地機器人在當時絕對是個劃時代的新鮮玩意兒。其實 1990 年 iRobot 成立之初,聯合創始人 Colin Angle 經常被問到一個問題:「你什麼時候能夠發明清潔家裡地板的機器人?」Angle 一般會反問一句,「你願意花 5000 美元買這樣一款產品嗎?」

這足以證明當時掃地機器人技術並不成熟,早產的技術抬高了生產和製造成本,普通人根本消費不起。三葉蟲的反應和運行速度較慢,且無法解決碰撞問題,以至於靠近牆壁等物體的小塊區域總是無法被清理,產品厚度設計不合理,無法深入傢俱底部。

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iRobot 在此之前做的事情與掃地機器人關係不大,但是很長一段時間裡,三位從 MIT 走出來的聯合創始人陷入了兩難的境地:他們既想創造出與人們生活息息相關的產品,又要思考到底什麼樣的機器人產品能夠賺錢。

他們嘗試過多條產品線,探月機器人,疏通血管的納米機器人,軍事排雷機器人……即便今天看來,這些想法也足夠前衛和有趣,但是卻沒有一項能給 iRobot 帶來可觀且持續的收益。聯合創始人海倫·格雷納曾經開玩笑說,「PackBot(排雷機器人)能帶給我最大的安慰僅僅是戰場上軍人郵寄來的感謝信」。為了打開產品市場,iRobot 與各自領域的巨頭合作,Colin Angle 說,「我們尋求的合作伙伴是有資金,有渠道並且懂市場的,這是我們的弱勢,相反我們相信自己的技術足夠前沿,足夠有創新力。」

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iRobot 排雷機器人|iRobot

直到 2001 年,製造掃地機器人的想法才開始浮現出來。

Roomba 起初的產品設定是一臺沒有真空吸力的機械式地毯清掃器。iRobot 在開發一款新產品之後,通常會諮詢第三方調研機構的意見,再將產品推向市場。根據得到的反饋,如果 Roomba 能夠加上真空吸塵功能,市場會為此多付一倍的價錢,Roomba 可以賣到 200 美元,正好符合 iRobot 對於 Roomba 的售價預期。

Roomba 團隊採納了這個想法,但是距離原定的上市時間僅剩幾個月。團隊經過反覆測試,最終採用清潔產品製造商美國莊臣公司(S.C. Johnson & Son Inc.)地板清潔機器人的真空吸塵技術。此前,iRobot 與莊臣公司合作生產商用地板清潔機器人。

Angle 後來回憶道,正是之前那些算不上成功的嘗試讓 iRobot 最終制造出掃地機器人變得順理成章。比如 Roomba 在清潔地面時執行的控制移動和導航規劃算法與排雷機器人搜尋地雷的原理大致相同;與孩之寶(Hasbro)合作生產玩具時,iRobot 參觀了很多中國工廠,掌握了控制低成本,規模化收益的生意模式。

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iRobot 製造的機器人|IEEE

難題的另一種解法

當掃地機器人還是大多數眼中的新鮮事物時,iRobot 竟然準備要走性價比路線。

戴森為了精確繪製和導航在 DC06 搭載了 80 個傳感器和兩臺機載計算機,這讓 DC06 重達 9 公斤(相當於三臺普通掃地機器人的重量),這種只專注高成本技術的堆砌,最終讓戴森的第一款掃地機器人產品成了實驗的「小白鼠」。

而在機器人領域摸爬滾打這麼多年,希望將機器人產品帶入千家萬戶的 iRobot 則果斷放棄了這種科技行業固有的思維模式,而是選擇製造一款消費者買得起的掃地機器人。

iRobot 開創了「隨機碰撞模式」,省去了大量機載傳感器,儘量降低 Roomba 的處理器配置,從而實現了大幅縮減成本。「與其說 Roomba 是一臺 PC 不如說它是一支遊戲手柄。」彭博社如此評論道。Roomba 在地面隨機移動,但是能夠在遇到障礙物時改變方向,探測到臺階時自動停止。

這種設計理念來源於 Angle 就讀於 MIT 期間研發的六條腿仿生機器人 Genghis,Genghis 受到昆蟲啟發,能快速對環境進行反應,如今這項技術叫做行為控制(Behavior Control),並且是大部分機器人的核心能力。

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Genghis|iRobot

Angle 等人對於 Roomba 受歡迎的程度始料未及,起初他們只告訴代工廠生產 15000 臺,「然而大型零售商的電話蜂擁而至,希望能夠代理 Roomba。」Brookstone CEO Michael F.Anthony 如此形容市場的緊俏,iRobot 不得不在聖誕節期間追加了 5 萬臺的生產訂單。

兩年後,iRobot 銷量就突破了百萬。

iRobot 去繁就簡,儘量壓低價格又做到實用。雖然初代產品也存在覆蓋率低,吸力較弱等缺點,但是隨著後續系列面世,產品性能不斷提升,Roomba 800 更是在隨機碰撞模式下通過配備燈塔虛擬牆實現對掃地機器人工作區域的分割和導航,進一步提高了清潔效率。iRobot 定位也逐漸走向中高端化。

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Roomba’s i7+ 能夠預先掃描用戶的居家環境,個性化定製清掃日程|iRobot

從工業機器人起家,最終靠家用掃地機器人打開局面,iRobot 走了一條與過往完全不同的路。2016 年,iRobot 做了另一項重要的決定,將國防和安全部門以 4500 萬美元出售給 Arlington Capital Partners。因為家用機器人已逐漸成為 iRobot 的營收主力,營收佔比從 2008 年的 56% 增加到 2013 年的 88%。iRobot 之後相繼推出 Braava 擦地機器人系列和 Terra 割草機器人,將精力集中在清潔機器人市場。

iRobot 不僅解答了什麼樣的機器人產品與人們生活息息相關,也證明了掃地機器人是機器人領域可以實現規模化、產業化的應用領域。

後來者居上

「創新性」在 iRobot 和創始人身上體現的淋漓盡致。站在時代的潮頭,iRobot 和它的創始人曾經砍下「銳利」的第一刀,引領了掃地機器人產品的技術發展路徑,定義了行業的「規則」。

2018 年 iRobot 研發費用為 9.7 億元,收入佔比高達 12.9%,2013 年之後一直穩定在 12%-13% 左右。因為對於研發的持續投入,iRobot 產品始終保持著技術領先性。據統計,其專利數量超過 1000 項。 它的成功在於做對了一件最重要的事:將擺在實驗室裡的發明落地到有可觀利潤,並且可以規模化生產的產品,做好與用戶對齊。

如同沃茲尼亞克用 Apple II 踹開了從個人電腦從實驗室到家庭、學校、辦公室的大門,成為後來的新晉者們想要看齊和趕超的標的。但是 iRobot 踹開的那扇門也給了很多後來者機會。

「要在機器人領域迅速創造新的價值,你需要站在已有技術發展的肩膀上。從頭開始可能是一個五年或者十年的項目。如果你能利用好,就能用更少的資本投資建造更多有用的機器人,這是成功的必要條件。」Angle 坦言。掃地機器人發展到今天有了很多可借鑑的技術,同時形成了比較完善的生態。很多新玩家因此崛起。

據 statista 統計,2014 年-2017 年期間 iRobot 的全球市場份額超過 60%,2018 年回落到 52%。後有科沃斯和小米、石頭緊跟其後。2009 年,科沃斯推出地寶系列之後迅速崛起。憑藉更寬的產品和價格選擇以及技術優勢,科沃斯產品覆蓋隨機式、激光導航和視覺導航,迎合了更多消費者的需求。2017 年之後小米和石頭科技推出掃地機器人,依靠小米強勢的渠道和流量優勢,主打性價比。

相比之下,定位中高端市場的 iRobot 既不具備價格優勢,技術上與競爭對手相差不多。它曾經手握的優勢已經不夠了,新入場者的奮起直追已經在逐漸蠶食 iRobot 原有的市場份額。近年來,iRobot 面臨利潤收窄和股價下跌的困境,Angle 將部分原因歸為中美貿易摩擦導致的關稅增加和國際市場增速放緩。

即便 iRobot 仍然牢牢把握美國市場,相比美國 16% 的市場滲透率,中國市場滲透率只有 4%,中國市場是 iRobot 一定不能放棄的機會。2018 年數據顯示,科沃斯佔據 41% 國內掃地機器人市場,小米和石頭分別收割 14% 和 16%,留給 iRobot 只有 6%。這是殘酷也是無奈的事實。

iRobot 不是靠幸運獲勝的。推出掃地機器人產品之前,iRobot 已經在機器人領域摸爬滾打了十年,積累的技術和經驗讓它之後的成功順理成章。走到新舊時代的交叉口,就像 Angle 所說,後來者能站在巨人的肩膀上,而曾經的開闢者和創新者遇見了前所未有的挑戰和難題,定義「強勢」的準則變了。

iRobot 目前在學習適應美國、日本等之外的新興市場,同時探索掃地機器人智能化。Angle 表示,「iRobot 正在從一家以硬件為主的公司轉型為一家以數據為主的公司。」

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iRobot 的 Roomba 系列產品開始支持亞馬遜 Alexa 智能語音助手功能|iRobot

Angle 對誰都毫不掩飾自己的夢想:他希望用機器人改變世界。當機器人不再是科幻電影中的存在,在千萬個普通家庭的客廳裡忙碌地工作著,背後推動這一切成為現實的 iRobot 迎來了最閃耀的時刻。

只不過創造奇蹟的人不會永遠都是英雄,這是科技商業領域殘酷的事實。每個時代都有自己的締造者和革新者,他們站在巨人的肩膀上,正在努力創造下一個奇蹟。他們留在這世界上所有美好的存在,都在源源不斷地推動著科技歷史的車輪滾滾向前。

編者按

喬布斯曾說過,「我們來到世間,就是為了要在宇宙中留下不朽的印記」。在科技推動社會的進程中,有無數極客為這個世界留下了「閃耀的瞬間」。

儘管沒有誰能夠永遠站立巔峰,但他們開啟的這扇門,為後來者提供了站上巨人肩膀的機會,也推動著科技歷史的車輪滾滾向前。

文|搜狐新聞


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