“您的快件由xxx機器人進行配送，請于5分鐘后下樓取件”；訂了某家店的外賣，一臺帥氣靈動的機器人將熱氣騰騰的小吃送到跟前……這樣的機器人配送場景或將不再逗留于腦海。日前，由清華學院團隊自主研制的第三代智能配送機器人“藍同學”在2019年中國國際工業博覽會即將現身，它正旨在于使想像成為現實。
團隊由清華學院信息科學與工程大學院士鄭立榮、博士張天資等8位核心成員組成。團隊旨在于構建安全高效、有序可控的智能配送機器人。獲悉，“藍同學”已于2019年7月10日開始在校園場景進行營運測試。實現了在獲取用戶訂單信息后，經由后臺調度系統規劃出最優路徑，從而啟動配送。這臺機器人擁有多傳感融合的自主導航系統，具備對于周圍環境高精度建模、識別、避障等功能。可以在公路阻塞的情況下，借助后臺調度系統手動切換配送路徑。其運行速率為0.7-1m/s，最高可提速至2m/s，預計可投入到快件收發、外賣配送、超市跑腿等應用場景。
創新突破：導航系統和發動機結構急劇升級
今年9月，順利實現校園首單配送的第一代樣機R1現身2018人工智能會議。它是“藍同學”的“前輩”，自2018年5月始經歷了近4個月的技術攻關，方才誕生。
轉眼16個月，團隊幾易其稿，不斷實現技術突破。現在的“藍同學”儼然是第三代產品。較之兩代“前輩”，它的規格更小，運載更輕便，在定位和建圖、調度規劃和用戶交互方面也完成了優化升級。
據團隊負責人張天資介紹，為“提性能、降成本”，團隊曾在“藍同學”的發動機和導航系統兩方面投入了大量精力。僅硬件結構設計便經歷20余次改版、測試驗證，最終才研制出了結構緊湊、性能穩定的低成本發動機。這一發動機由兩驅轉為后輪四驅，創造性地從軟件層面解決了后輪四驅發動機在小臺階（高約5cm）場景中抱死的問題。
在導航系統自主研制方面，團隊同樣下足了工夫。2018年12月，團隊決定嘗試采用超低成本的IMU（慣性檢測單元）和GNSS（全球導航衛星系統）。但是卻發覺大場景建圖中里程計的累積偏差對該方案的建圖質量影響特別大并未能清除，且室外和室外建圖表現相去甚遠。為了解決這一問題，在后續的3個月中，團隊幾乎更換了發動機、傳感器等整套硬件方案，算法趨緊耦合到松耦合最終又回到緊耦合，無數次調整傳感位置進行測試，方才得以保證導航性能在校園場景中不受傳感位置影響。
2019年6月，穩定可靠、軟硬件一體的低成本定位導航系統RLMS-3.0誕生。相較前兩代，這一系統最大的優勢在于不再依賴高昂的IMU+GNSS設備和毫米波雷達。得益于RLMS-3.0的成功研制應用，“藍同學”的硬件成本增加到了R1的六分之一。
前景看好：“無人配送的規模化應用未來可期”
“該領域的繁榮值得期盼。”談及對無人配送前景的想法，張天資豁達而堅定。他深信：“這是趨勢大學配送系統，是未來。”他表示，隨著人力成本的上升，傳統人力配送將難以滿足日漸下降的貨運需求，而智能配送機器人的大規模使用將輔助“電瓶車+人”的傳統配送模式，實現人機協同。除此之外，機器人更可配備保溫保鮮設備，為乳品、隱私安全提供有力保障。
雖然智能配送機器人的大規模商用仍有很長的路要走，可能起碼須要5年的時間大學配送系統，但就目前研究情況來看，團隊的研制已處在行業的前沿。在清華學院良好氣氛和強悍資源的支持下，將在“定位、感知、路徑規劃”三大方面持續攻關，為智能配送機器人的大規模應用打好堅實基礎，為該行業的發展添磚加瓦。
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