机器人自主路边交付可能会增加运作效率,准确性,和客户满意度。
零售商正在部署机器人,以降低成本和提高效率,为芯片制造商开启了新的机会以及一系列新的挑战。
这一战略的关键是自主路边交付机器人(ARDRs)。零售商多年来一直面临着利润极其微薄,把目光投向了增加运作效率来保持竞争力。解决供应链中的最后一英里的交付问题是一个重要的拼图的效率,无论分布来源于仓库或杂货店。智能机器人可能会增加效率,准确性,和顾客的满意度,他们可以在更短的时间内交付运营和间接成本较低。
方舟投资估计机器人可以提供食物的成本大约6美分每英里,一个20 x被人类节约成本与交货。尽管机器人使用更大的交付成本一点——大约40美分每英里——这仍然是六分之一的成本在个人去杂货店。
这反映在自治交付市场的增长预测,Technavio预计将增长到248亿美元到2026年的复合年增长率为19.85%。最后一英里的机会更大。海峡研究钉最后一英里交付市场到2030年达1230亿美元。
Amit Kumar产品管理和营销主管Tensilica愿景、雷达和激光雷达的需求方节奏观察到自动化交付服务的最大好处是效率随着机器人可以24/7和大规模部署时显著降低成本。“大多数交付机器人是用电力驱动的,因此他们帮助减少温室气体排放和环境安全。他们也有能力做非接触式交付,在大流行时代是优于人工送货服务。”
“这项技术是使最后一英里交付(LMD),”Kumar说,“这意味着人类司机把包到一个特定的位置(或中心),并从那里这些机器人将在向客户交付货物是否机构(办事处)或散户(房屋)。工作正在进行中,以使用机器人mid-mile交付(mmd),时间越长路线。4/5车辆交付机器人本质上是一个水平,这是完全自动化和/或远程监控运营商是谁看机器人和确保平滑操作的舰队。”
ARDR市场吸引了大量的投资者。今天,有许多ARDR制造商,包括星际飞船,Nuro, Udelv,可可机器人(也称为青色),Kiwibot, Eliport等等。
飞船技术提供了自2018年四级人行道交割的自主机器人。今天,舰队的二千机器人使用GPS和传感器融合导航的组合。技术包括12个摄像头、超声波传感器、雷达、神经网络和人工智能检测障碍,使机器人地图环境小不点准确性。
飞船创造了不同的模型,根据效果最好在每个社区,提供自主交付,目前在近50个服务领域,从大学校园社区。在美国,大多数交付是在大学校园,而社区主要应用在其他国家。一个新的交付作为服务(DaaS)最近推出了一个机器人舰队可供出租。飞船也形成了一个与Grubhub合作在美国和芬兰的集团。2023年4月,该公司宣布总机器人英里旅行,这是六倍的里程碑今年早些时候宣布Waymo和巡航。
图1:从飞船自主机器人配备了摄像头,超声波传感器、雷达、神经网络和人工智能探测障碍,使机器人环境映射到小不点的准确性。来源:星际飞船
Nuro,成立于2016年,有三个不同的ARDR模型,其中包括措施10.5′x 7′的最大速度每小时45英里。这ARDR配备长短程传感器,热成像摄像机、雷达、和音频/麦克风传感器。此外,它有一个外部安全气囊和声音发生器行人保护,可以携带一个最大负载高达500英镑。
图2:Nuro交付机器人可以携带一个最大负载高达500英镑,45英里/小时的最高速度。来源:Nuro
Nuro,与超级合作,将为超级吃自动化交付。消费者在休斯顿,德克萨斯州和加利福尼亚州的山景城,可以点餐和商品与Nuro zero-occupant自治的运载工具。公司签订了一份10年期合同。如果试点成功,超级吃说,它将推出服务没有司机。类似于其他ARDR提供者,Nuro使用远程监控作为一种安全措施。
ARDR背后的技术
ARDR是一个迷你版的常规自主车辆(AV),和许多的特性要求定期AV。通常情况下,这些操作在一个较低的速度,超过了大约45英里。在某些情况下,这些自动交付四级自治机器人有能力,一个级别从3级自动车辆今天商用。ARDR拥有完全的传感器融合能力。此外,大多数ARDR制造商提供远程监控和控制来处理事故和紧急情况。
“在一个基本水平,交付机器人和高度自动化的车辆,分享类似的sense-plan-act管道”Guilherme马歇尔说,汽车营销主管手臂。“交付机器人也可以受益于最新的许多先进的传感器,计算,和仿真技术刺激了自动驾驶。”
同时,限制操作设计域同系化反应也不那么严格要求交付机器人意味着它是明显更容易设计和验证与全尺寸的车辆在公路上操作。尽管如此,仍有大量的问题需要考虑。
“一方面,这是有趣的观察,在这些小型机器人——推动非常温和的电力牵引系统计算可以成为一个更大的整体能耗的比例,”马歇尔说。“在规模,它变得明显,商业机器人操作运行在高效的计算平台上可以获得显著的优势通过减少停机时间充电。”
根据节奏的库马尔,交付机器人工作需要许多技术的组合包括:
传感器套件包括视觉+雷达+激光雷达(有时是这样的一个子集)提供360度的可见性和帮助机器人感知环境。
-Wi-Fi是必要的更新和机器人。这包括OTA更新和控制机器人的事件,因为他们控制模块连接到中央监测站。
gps帮助机器人导航领域通过预先存在的地图和确保路线后,或最近的路线,它帮助机器人从a点到B点。
计算通常涉及系统模块(SOM)由GPU或一个负责SoC传感器输入和处理数据,融合数据,加上人工智能引擎做出最后的决定。
机器人的电池是一个非常重要的方面,因为密度电池存储、多英里一个机器人可以回到之前收取码头。
电池管理系统是专门为小电池进入机器人和风冷或水冷。
- speed:通常最后一英里交付机器人运行在较低的速度。然而,没有标准本身,这取决于当地的市/县/国家规定和环境运作的类型。平均而言,它运行~ 6英里每小时4英里。较低的速度也让他们安全地行人导航领域,还允许他们分享人行道上他们必须离开道路的一个事件。
远俏的设计:虽然这些没有标准管理交付机器人设计,它变成了一个挑战的OEM传感器选择、定位和位置,电池的选择,监管机构的批准,等。一个典型的例子是功能性安全;即使一个机器人就像一个电动汽车,ISO26262 ISO22116用于应用正在改变。这个标准不是完全为工业开发的移动机器人;然而,指南提供了操作来减轻风险评估,例如,紧急停车,防撞,等等。然而,系统要求操作机器人比电动汽车更放松,所以设计要求。
所需的人工智能
AI ARDR设计中也是一个重要组成部分。随着这一技术从启动阶段过渡到主流,开发商将挣扎于平衡性能的要求,这是严重依赖人工智能以及许多其他传感器,和所需的技术成本使这所有的工作。
”交付机器人在许多方面类似于全自动车辆特征和设计的挑战,”Geoff泰特说,公司的首席执行官Flex Logix。“小尺寸意味着他们更大的权力——和size-constrained。意味着他们不需要运行速度慢许多推论每秒。最初,较低的需求,这意味着完全定制的soc不经济(不同于大容量车)。对于人工智能,这些产品在初期将使用现成的模块如TI和英伟达公司最初开发的汽车。随着数量的增长和soc变得可行,他们将使用人工智能IP。”
尽管ARDRs操作在一个较低的速度比自驾车辆在高速公路上运行,可靠性和安全性也同样重要。ARDR可以学习从oem厂商在过去所做的一切。
“自主机器人是利用许多相同的技术,自主汽车发展,”罗恩·洛曼说,战略营销经理Synopsys对此。“可靠性和安全性最重要的自主车辆,和oem厂商已经把大量的精力投入到开发产品满足这些标准。”
此外,很多底层技术的半导体产业已经发展为汽车行业多年。
“自主机器人和杂货或其他货物运载工具可以利用汽车工业的发达,“洛曼说。“每个行业都有自己的规范和任务配置文件。自主车辆都关心人类的安全车辆的内部和外部的典型生活。很多的安全标准,包括IEC 61508和ISO 26262,正在实现。而全自动机器人没有人在里面,ARDR制造商要确保人类是安全的,机器人不会损失任何东西。因此,这些安全标准和其他人喜欢他们也适用在整个供应链。”
ARDR设计挑战
因为很多四级自主交付机器人使用类似的自主技术AVs——包括人工智能、传感器融合,嵌入式视觉,紧急制动系统,远程连接,和GPS -优化的性能和成本在产品开发中很重要。安全也是如此。
但是,与自主车辆,交付机器人与许多不同的人。因此,机器人需要内置的情报,以确保交易顺利进行。导航对象的能力,甚至移动的物体,如慢跑者和狗,是必须的。所以监控电池水平避免ARDR搁浅。在某些方面,设计ARDR可以比设计一个更有挑战性的半自治车辆因为ARDR全自动和必须意识到它的环境没有人工交互。
此外,如上Kumar表示,该系统是为了防止机器人从跑到前面的东西,如行人、宠物,骑自行车,汽车,等等。“GPS通常可以防止机器人迷失,使机器人能通过其最后的位置在电池耗尽。远程操作符也可以协助操纵机器人,如果它卡住,可以提高警报来恢复它。”
此外,阿莫勒博卡,产品管理总监,营销和业务发展,Tensilica愿景和AI需求方在节奏指出,避碰是安全设计的一个重要方面。“几年前,安全机器人不小心跑过去一个蹒跚学步的孩子,导致受伤的年轻。这样的事故会导致立即解除机器人和高额的诉讼。因此,作为设计的一部分,这样的机器人通常配备不同的传感器的数组,如相机、短程雷达、碰撞传感器、等提供冗余和允许合并后的感知比单一传感器,这可能有助于在未来避免这样的事故。”
ARDR制造商必须有远程监控和控制能力救援机器人只要有一个问题。因为他们在公共场所经营,机器人可能是小偷的目标。在某些情况下,大小可以简单地接单位,和积极预防这可能是一个挑战。
飞船说安装了多个摄像头,可以监控环境。这可能需要人工智能和/或持续的远程监控。
“这些小机器人设计中面临许多逆境之旅,“胳膊的马歇尔说。”例如,手臂办公室附近的剑桥是常见的机器人难以跨越车辆停在狭窄的人行道上。交付机器人必须协调,甚至与道路/路面用户协作的方式也许超越自动化车辆。只考虑了一会儿,一些行人停止车辆一旦被人推按钮等待过马路。在这种情况下,机器人将需要与安全穿越行人和依靠他们。除了远程监控,完全远程操作和音频通信很可能成为设计要求。”
自主设计交付机器人也有几个挑战,必须加以解决,以确保他们的安全高效运行。
”的一些关键设计挑战包括避碰和目标检测、定位和映射、路径规划和导航,适应不断变化的环境中,鲁棒性和容错性,安全和隐私,远程监控,和监督,”安迪·南丁格尔说,产品营销的副总裁Arteris IP。“解决这些设计的挑战是必要的,以确保自主交付机器人的安全、可靠和有效的性能。不断研究、开发和测试改进设计和算法是至关重要的,使他们更强健,适应性强,能够处理实际交付场景的复杂性。”
IP ARDR设计的作用
类似于其他自主汽车、半导体和IP在ARDR设计中也起着重要的作用。cpu、gpu和人工智能,并将继续,在ARDR发挥关键作用,和IP为未来的设计提供重要的构建模块。
“半导体和IP扮演着至关重要的角色在这个类别”Kumar说。“过去,电脑架被用来做一个舰队自治。这不是一个选择机器人由于其规模和载重能力。VLSI的发展和减少过程几何图形soc,现在可用高计算能力,使计算机“系统模块”的规模非常小的和有效的。IP等视觉处理器,激光雷达/雷达的核心处理器和AI引擎等半导体器件,使其所有一起进行多流输入”通过在多模式/边缘的处理和利用人工智能引擎运行毫升模型训练在特定用例提供情报机器。”
在这个博卡同意半导体中发挥至关重要的作用。“过去,现成的组件、cpu等被用来控制和机器人导航。然而,随着需求和规范在这段也变得更加投入,特制的,沿着这条路并不是可行的性能和效率。进化的人工智能用于几乎所有自主感知和其他组件的应用程序流,有专门的处理器和加速器AI针对机器人市场也是说得通的。”
“这个行业已经提供了大范围的soc规模提供合适的解决方案在自主机器人的开始业务,”马歇尔说。“cpu、gpu和isp设计提供领先的每瓦特性能以及功能安全的建成的。这将主要支持因素比例自主机器人操作以最小的资产停机并帮助公众建立信任。”
此外,半导体IP提供了必要的构建模块和组件开发和部署自动交付机器人,包括从传感器集成和处理能力来沟通,内存管理,优化,安全,和设计工具。
夜莺指出各种设计组件和ARDR的构建块,包括:
使用这些构建块的一个方法是通过实现network-on-chip SoC (NoC) IP技术,这将有助于优化通信基础设施,网络互操作性、可伸缩性/模块化和效率,支持的服务质量。
未来趋势
很难准确的项目这个市场将如何演变,鉴于它最后一英里的早期交付解决方案,在这一点上是一个昂贵的试验一个不确定的未来。不过,投资者不断将超过80亿美元投入到自主配送市场,包括ARDR和无人驾驶飞机交付。
尽管许多人跳,不是每个人都信服。两大快递公司,亚马逊和联邦快递,已经取消了ARDR项目。
2022年10月,亚马逊决定不继续ARDR项目。“在亚马逊侦察我们有限的现场试验中,我们努力创造一个独特的交付经验,但通过反馈得知有方面的程序,不能满足客户的需求。因此,我们结束我们的实地测试和调整计划,”据亚马逊发言人玛雅Vautier。相反,亚马逊将主要将其努力集中在无人驾驶飞机交付。
联邦快递推出交付机器人程序,联邦快递Sameday机器人,在2019年,但该公司决定缩减其努力在2022年因为程序不产生短期效益。
很难预测最后一英里交付解决方案将是什么样子的五年从现在。未来的ARDR会有不同的形状和大小。但这是唯一的方法。其他概念肯定会出现。
例如,Robomart采取不同的方法。而不是使用自主机器人,该公司创造了移动存储与驾驶员操作。公司的口号是“没有车。没有付款。没有麻烦。“消费者将能够选择一个Robomart类型,看看它的股票之前召唤手机应用。通过刷应用开门,消费者可以把项目,将自动跟踪的收据打印在几秒钟内一旦被指控信用卡文件。这个还在实验阶段。该公司声称移动存储将在十分钟内到达。最明显的问题是,有多少类型的移动单位需要满足消费者的需求。此外,亚马逊等公司正在推动无人机交付,这将如何影响ARDR的发展吗?
展望未来,网络安全可能会获得更多的关注在这个空间,以确保别人不会攻击或控制的机器人。“此外,有很多有价值的数据,与机器人在客户使用手机访问它,”Kumar说。
结论
有很多潜在的好处使用情报ARDR最后一英里交付包括提高效率、准确性、和客户满意度,从而降低整体运营成本。许多投资者和公司在追求这个价值数十亿美元的市场。
然而,仍然有很多未解的问题。如果数以百计的自治路边交付机器人跑来跑去一个社区,它可能会创建一个混乱的情况。什么类型的城市法令和法规要求直接ARDR交通吗?如果事故发生在一个行人受伤,警察或其他当局会在谁?这将会创建额外的工作和官僚主义的城市和保险公司。如何将这种潜在增加的风险抵消ARDR提供的效率和节约成本吗?
这些问题必须回答随着时间继续寻找最后一英里的交付解决方案。
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