扫地机器人,虽常被大众视为普通的地面清洁家电,与吸尘器、洗地机无异,但其本质上是机器人。这一品类的发展历程,充满了技术的革新与商业的博弈。

早在20世纪上半叶,科幻漫画和电影中就已出现机器人协助人类处理家务的场景。
1996年,瑞典家电巨头伊莱克斯制造的扫地机器人三叶虫在英国电视台亮相,不过当时展示的只是一台原型机。经过五年改进,2001年三叶虫正式推向市场,成为全球第一台量产扫地机器人。

可惜,三叶虫在商业上并未取得成功。技术过于不成熟,虽能通过超声波和红外传感器规避障碍,但实际效果不佳。使用前,用户甚至需在房间门口或楼梯口贴上类似电子围栏的磁条,防止其掉落或走失。
此外,三叶虫机身厚重,无法进入家具底部,清扫反应和运行速度迟缓,价格却高达2000美元,消费者自然不愿为其买单。
后来,英国家电巨头戴森开发的机器人吸尘器DC06,因需搭载80个传感器和两台机载计算机,重达9公斤,预估售价至少1800-2000英镑,未能量产便夭折。韩国电子巨头LG尝试的扫地机器人同样未能成功。
真正在商业上取得突破的是iRobot公司。

该公司最初以设计宇宙探索机器人起家,其设计的机器人能在复杂未知环境中行走,对1997年人类第一台火星车旅居者号的设计产生了影响。后来,iRobot将技术应用于军用安防领域,其产品在911事件搜救、福岛核电站辐射检测、战场排雷及大型活动安保等任务中发挥了作用。
2002年,iRobot推出首款扫地机器人Roomba400。它借鉴排雷机器人的地面移动和规划导航技术,并引入随机碰撞算法。该算法虽使Roomba400只能按固定算法路线行走,遇到障碍物或台阶才转向或停止,但节省了昂贵传感器,价格降至200美元,一经推出便大受欢迎,发布后三个月内售出7万台,两年后年销量突破百万,成功打开家用扫地机器人市场。

Roomba400
不过,此时的扫地机器人仍有许多不足。随机碰撞技术导致其无法全面覆盖清扫区域,部分地方反复清扫,部分地方却遗漏。后来,SLAM算法的出现解决了这一核心痛点。
该算法用于机器人定位、建图和路径规划,配合低成本激光导航和视觉导航技术,扫地机器人得以绘制房间地图、全局规划路线,清扫效率大幅提升。
2010年,Neato首次将其应用于自家扫地机器人NeatoXV-11,随后戴森和iRobot等品牌纷纷跟进。

NeatoXV-11

回顾扫地机器人的发展,可发现两条技术路线。
家电巨头开发扫地机器人,本质是延续吸尘器业务,但因缺乏成熟机器人技术方案和场景理解,为造出可用产品成本高昂。而iRobot这类原生机器人企业,凭借在机器人领域的技术储备和场景经验,实现成本可控。
在扫地机器人行业,专利诉讼是常见竞争手段。
2013年起,iRobot多次发起诉讼,试图利用专利封锁对手。2017年5月,iRobot将11家企业告上美国国际贸易委员会和美国马萨诸塞州地方法院,声称这些企业侵犯其多项专利,其中包括多家中国企业。
被337调查认定侵权的产品,将被禁止在美国进口销售。

337调查


iRobot起诉的专利涵盖扫地机器人多项技术领域,面对iRobot的专利大棒,部分企业选择和解,但是和解不是没有代价的,如代工巨头微星电子退出扫地机器人行业,美国电工工具生产企业百得(BlackDecker)停止销售相关产品。

百得(BlackDecker)
然而,深圳银星智能选择正面应对。作为中国最早一批研发扫地机器人的企业,银星智能持续在研发上投入,在多个领域取得丰硕成果,申请了1100余项技术专利。

面对iRobot的诉讼,银星智能一边在美国提起专利无效宣告请求,一边在中国起诉iRobot侵权。这场专利战从美国打到中国,历经近两年,2018年底有了结果。美国法院宣布iRobot在调查中全面落败,多项专利被裁定不侵权或无效,ITC也裁定银星智能产品均不侵权。
2018年12月,深圳中院判定iRobot侵权,要求其赔偿银星智能维权费用。

扫地机器人发展至今,虽在清洁功能上不断完善,但在功能拓展方面存在局限。
智能家居市场中,智能设备多以单品形式存在。人们最初对家用机器人的幻想是类似机器管家,能处理多种家务,扫地只是其中一项能力。或许未来,扫地机器人不应局限于清洁,可与其他智能家居功能融合,成为全屋智能家居的入口,为用户提供更便捷、全面的家居服务。这不仅是扫地机器人的发展方向,也是智能家居行业未来的一种可能趋势。
文本内容源自@IC实验室的视频内容