你的双 11 快递,到哪儿了?今年,广大「剁手党」们被双 11 的物流速度震惊了。11 月 1 日零点刚过,消费者刚付完尾款不久,快递就已经送上门。

双 11 物流速度被刷新,得益于将数字化技术运用到供应链管理、仓库发货、快递中转、末端配送等所有环节。

其中,在末端配送这一环节,配送机器人功不可没,很多消费者表示自己双 11 第一个快递,就是机器人送的。

据了解,目前北京、上海、天津、杭州、成都、沈阳等多地的校园、社区,都已出现了配送机器人送货的身影,而浙江大学今年双 11 的快递,更是全部由机器人承包了。

一、配送机器人,进入最能「剁手」高校

今年双 11,浙大成为最让人羡慕的高校之一,因为全校师生的双 11 快递,都将由机器人来配送,而且是送货上门的那种。浙大也将因此成为全球首个纯机器人送货的高校。

配送机器人进入浙大紫金港校区

目前,22 个机器人已经完成站点采集和线路部署,在宿舍区路面一字排开、静候号令。

11 月 1 日早上 9 点,它们兵分 16 路,向 27 栋楼派送包裹。用户只需在线预约送货,机器人从出发到送达不超过 10 分钟。

在队伍中打头阵的是今年 9 月刚刚诞生的「小蛮驴」机器人,它们由阿里巴巴达摩院研发,集成了达摩院最新的人工智能和自动驾驶技术,具有类人认知智能,大脑应急反应速度达到人类 7 倍。

这些配送机器人不仅跑得快,每天最多能送 500 个快递,还很「省粮」,充 4 度电就能跑 100 多公里。而且,雷暴闪电、高温雨雪以及车库、隧道等极端环境均不影响其性能,可谓风雨无阻。在人车混行的环境中,它们能够轻松处理复杂路况、秒速选择最优路径。

后面则是早在 2018 年就进入大众视野,并在 2019 年阿里云栖大会现场为参会者免费提供矿泉水的「菜鸟无人车」。每台无人车可存放 18 件快件,充电一次可行驶 40 多公里。无人车将快递送到收件人楼下,系统自动拨打收件人电话提醒收件人取件,收件人输入取件码就能将快件从无人车中取出。这一无人车有着领先的自动驾驶技术:遇到门卡,自动感应;遇到行人,停步;碰到障碍,绕行;识别道路,自动转弯;到达单元门,自动停驻。同时菜鸟无人车采用新能源电池作为无人车的主要动力,绿色环保,无污染无噪音。

菜鸟无人车

在全国数千所高校中,为什么选中了浙江大学呢?一方面,除了浙大与机器人运营方同处杭州,近水楼台;另一方面,则是因为浙大的快递实在是太多了。

数据表明,浙大在近年来,多次卫冕双十一最能剁手高校。2019 年双 11 期间,浙大包裹最多的一天达到 6 万多个,比在校 5 万多学生还多。

2019 年双 11,浙江大学包裹量高居榜首

今年,配送机器人将进行服务的浙大紫金港校区,共有师生、教职工约 7 万人,据估算,除了用户自取的包裹,双 11 期间紫金港校区将有 3 万件包裹需要送货上门。

因此,为了缓解快递高峰压力、提升末端配送效率,阿里向浙大派驻了这支配送机器人队伍,接管所有上门配送需求。

有了这一物流保障,浙大同学接下来可以放心地买买买了。

二、「小蛮驴」是如何炼成的

「小蛮驴」于今年 9 月 17 日在阿里云栖大会上亮相。是阿里首款可量产的配送机器人。

先宏观看产品。

外观参数,「小蛮驴」尺寸为 2100*900*1200mm——加上激光雷达高 1445mm。

车身外观采用银灰色调,线条圆润、跟驴子一样自带萌感。

需要注意的是,车厢格口可以自由定制,按照最多每车满载50件常规尺寸的快递/包裹/外卖、每天送货 10 次计算,机器人峰值运力可达一天 500 单。

因为面向末端物流场景、提供最后三公里配送,「小蛮驴」在车速、续航和功耗方面,也有专门适配和设计。

车速方面,平均速度设定为 15km/h,最高速度 20km/h。

续航,采用抽拉式充电电池,每次充电 4 度、续航里程 102 公里。机器人平均行驶 100 公里所耗费的电量,还不到吃一顿两小时火锅用的电。

功耗方面,工作功率仅有 615w,不到戴森吹风机的一半(1600w),不到常规家用电磁炉的三分之一(约2000w)。

接着技术维度拆解。

「小蛮驴」可以被分为三大部分:

一是底盘,包括车身和线控集成,是小蛮驴的核心躯干。而且阿里方面透露,底盘和车身的供应,实际也与汽车一致,出自整车厂。

二是传感器,「小蛮驴」的「眼睛」,让它有出色的感知能力。一前一后各1个激光雷达,加上 6 个摄像头组成的环视方案,以及毫米波雷达、惯导等传感器,跟当前最先进的无人驾驶汽车采用类似方案。

三是计算单元 ,「小蛮驴」的「大脑」,也是让小蛮驴最显技术实力的地方。

阿里达摩院团队搭建了一个异构方案,利用嵌入式 GPU 和 FPGA 的相互配合,既能实现末端复杂场景下的高性能计算,还可以把成本和功耗降下来,能以 1/3 算力的达到同等智能水平。根据官方的数据,其相比工控机,成本降低了 50%,功耗降低了 72%,体积减少了 62%。

GPU 可以发挥在计算性能方面的优势,FPGA 则可以降低成本和补足 GPU 在数据传输方面的局限。

最终,这套嵌入式计算硬件+达摩院量身打造的算法、压缩模型,让小蛮驴不仅有 L4 级自动驾驶能力,还能够低功耗长续航,为量产和规模化商用奠定了基础。

再来看看软件方面的优越性。

除了「小蛮驴」的传感器和计算硬件,阿里团队认为最能彰显技术领先性的,是其自研的自动驾驶机器学习平台:AutoDrive。

该平台的本质,是由机器替代人工进行算法调参、模型优化,让 AI 模型可以在数据中实现循环迭代和进化,能够越来越智能、高效地解决长尾问题。

达摩院自动驾驶实验室负责人王刚说,人工智能解决问题的发展规律,一定是不断减少人工参与。

所以在打造「小蛮驴」的整个过程中,他们始终秉持这样的理念:不断把人工规则和方法,变成「计算驱动」,变成「自学习」,告别有多少人工才有多少智能的尴尬。

这里我们先要理解「计算驱动」和「自学习」。

我们知道,当前自动驾驶算法研发过程中,存在大量人工参与的环节,例如数据标注等预处理、感知模块的神经网络结构/超参数、定位模块中的融合参数、决策模块中的规则及参数等等。

这些环节需要让算法研发人员需要花大量的时间去调参,过程中质量差、效率低,很大程度上限制了算法研发的进度。

而 AutoDrive 平台基于海量自动驾驶数据,用搜索/优化的方式去自动化地学习更优的网络结构/参数/数据预处理等等,从而实现计算替代人工的「计算驱动」。

于是在 AutoDrive 的「大中台」作用下,能够基于复杂的多模态的自动驾驶数据进行「自学习」,服务感知、定位、决策、控制等「小前台」的算法迭代,解决了人工调参成本高、效率低、结果不可控的问题。

AutoDrive 自动驾驶机器学习平台

另外,基于 AutoDrive 平台的支持,感知、定位、决策规划等「小前台」能够不断提出更轻、更快的算法模型。

感知方面,达摩院自研的 3D 点云语义分割算法,让「小蛮驴」能够识别厘米级障碍物;高精定位,能在无 GPS 或弱 GPS 环境下实现厘米级高精定位;意图预测能力,只用 0．01 秒就能判别 100 个以上行人和车辆的行动意图……

总之,AutoDrive 也是阿里给出的应对自动驾驶长尾挑战的方法。

小蛮驴避障测试画面

在路线上,他们集合了 Waymo 路线和特斯拉路线的精华,在一个限定区域场景内,在现实运营中不断实现迭代。

但又在安全上多重冗余,从技术方案冗余到运营中的安全冗余,都让规模化落地商用有了保障。

当然,「小蛮驴」的底气,毫无疑问还有阿里综合实力和阿里经济体的支撑。

AutoDrive 固然解决了数据和模型迭代问题,但没有大规模计算力支撑,就显得纸上谈兵。

小蛮驴爬坡过桥测试画面

实际上,在「小蛮驴」研发过程中,达摩院从一开始就搭建了自己的自动驾驶云平台,将海量数据(场景数据库、自动驾驶车数据、数据采集车数据)搬上阿里云。

打通数据收集、数据标注、仿真、模型训练、评价等整套系统,在云端开展数据管理、仿真测试以及算法模型训练,大大提升了自动驾驶算法研发效率。

基于这个自动驾驶云平台,达摩院推出了全球首个自动驾驶「混合式仿真测试平台」。

该平台采用虚拟与现实结合的仿真技术,引进真实路测场景和云端训练师,模拟一次极端场景只需 30 秒,系统每日虚拟测试里程可超过 800 万公里,大幅提升自动驾驶 AI 模型训练效率。

而阿里的经济体,则提供了最直接的应用场景。

三、大厂纷纷入局,谁能笑到最后

早在阿里推出「小蛮驴」之前,京东的配送机器人就于 2016 年首次亮相,在中国人民大学完成第一次配送任务。这是配送机器人以及「最后一公里」的概念第一次进入大众的眼球。

2019 年底,京东已经推出了配送机器人 4．0 版本,并在 2020 年正式投入使用。

我们不妨对京东最新版本的机器人和「小蛮驴」做一个比较:

小蛮驴与京东配送机器人参数对比

从官方公布的一些硬性指标中,可以看出两家的机器人在配置和能力上非常相近。这也说明,虽然阿里比京东晚入局了整整三年,但是两家企业作为国内电商领域的执牛耳者,在需求把握和技术能力上,还是不相伯仲的。

在自动驾驶算法方面,阿里和京东都宣称其机器人已达到 L4 级别自动驾驶,支持避障、急停、后退等操作,从而实现城市道路复杂场景下的配送。

在今年疫情期间,京东宣布了他们在自动驾驶方面的重要突破。4 月份,京东物流集团自动驾驶首席科学家孔旗宣布,京东的配送机器人已经实现了「整个配送过程无人化」,能够处理人车混行、红绿灯路口等复杂场景的全程 L4 自动驾驶。而且,其「L4 级别自动驾驶技术已经顺利运行2个多月,一切正常」。

京东的无人配送车依托的是京东 X 事业部的自动驾驶技术,该事业部成立于 2016 年 5 月,前身为京东物流实验室。虽然 X 事业部的「江湖名声」不如阿里达摩院响亮,但是其多年的战略布局和技术积累,让我们有理由相信,京东配送机器人的技术成熟度并不会弱于阿里的「小蛮驴」。

作为国内自动驾驶领域的领军者之一,百度其实也在末端配送领域有着一席之地。而他们参与这场游戏的方式,是赋能了一家叫做「新石器」的公司。

2018 年初,新石器、车和家以及百度三方达成合作,车和家参与了对新石器的一轮战略投资。而新石器则完成了各方资源的整合,开始在无人配送车领域迈步前进。

2018 年 7 月举行的百度 AI 开发者大会上,新石器首次发布了 L4 级无人驾驶微型物流车。当时,这款物流车已经在常州工厂实现量产,并在常州和雄安两地进行了落地运营。

这一成绩,比京东和阿里早了大约两年时间。

新石器自动驾驶物流车 NEOLIX

而且, 与京东配送机器人 4．0 和阿里「小蛮驴」相比,新石器的首款物流车的主要参数都不落后:100 公里满载续航;最大爬坡度 20°;50km/h 最高时速;20 公里时速下能在 500ms 内完成急停。

今年 3 月,新石器宣布完成了规模近 2 亿人民币的 A+ 轮融资,投资方还是车和家。

新石器 CEO 余恩源表示,公司在过去两年内累计生产并交付了 225 台无人车。而他们今年的目标是实现 1000 台的销量,从而实现年度收支平衡。

不过,余恩源透露,末端物流配送已经不是新石器的主攻业务场景。经过 2019 年的转型,他们目前的主要落地场景是团餐配送和移动零售。而转型的原因是,不论从成本还是效率上,无人车短期内都无法与快递员相比。

在人工智能和机器人的发展历程中,除了技术和应用场景这两大难题之外,它们还要面临和人类的竞争。如果不能实现足够的规模化和商用化程度,从而在「投资回报率」上击败人类劳动力,那么所有的技术突破和场景挖掘都将是一纸空谈。

随着阿里配送机器人的入局,到底谁能够突破物流机器人潜在的技术壁垒,在量产与规模化商用上持续发力,最终实现收益,笑到最后,让我们拭目以待吧!