到底多干净才算干净？新研发的扫地机器人解决了这个永恒的难题

搞卫生要做到什么程度才能算是干净呢？这是一个永恒的家务争端。庆幸的是，现在有了扫地机器人，这个具有争议性的问题被扼杀在了源头：没有人需要扫地拖地了，也就无所谓了。但是在新冠疫情开始之后，灭菌消毒的清洁任务变得日益重要，所有公共场所都必须要进行定期的彻底消毒。但是面积广大的公共场所，并不能像在家里一样用手摸、用目视去判断干净程度。因此，来自新加坡科技与设计大学（SUTD）的研究人员决定使用机器人来有效和系统地确定一个区域的清洁度。

该团队从触摸和检查方法中汲取灵感，设计了一种传感器，将白色胶带压在地板上并扫描胶带中的污垢颗粒。通过测量胶带前后照片之间的差异程度，该团队得出了一个可以分配给该区域的污垢分数。该传感器还可以计算与磁带照片上的污垢对应的像素数，从而深入了解该区域的污垢密度。

第一作者、SUTD的博士生Thejus Pathmakumar说：“有了这个使用触摸和检查类比为一个区域分配污垢分数的传感器，我们接下来需要做的是设计可以'触摸'一个巨大区域的机器人。”

一种策略是让机器人到处漫游，检查该地区的每个角落。但 Pathmakumar 指出，这种方法效率低下，因为某些地区可能有较高浓度的污垢堆积，而其他地区则可能没有。

为了让探索更智能，Pathmakumar 及其同事编写了一种算法，鼓励机器人探索更可能脏的区域。他们的污垢概率驱动算法促使机器人注意地板视觉模式中可能表明污垢的变化，然后机器人将被引导导航到该区域的中心。

为了补充这一策略，该团队还使用了边界探索算法，以便机器人优先考虑未探索的区域。

“边界探索算法通常用于搜索和救援等应用，”Pathmakumar 说。“我们修改了这个算法，这样当机器人仍然有动力向边界移动时，如果它看到一个具有高污染概率的区域，它会先去那里。”

根据触摸检查方法的数据，机器人量化了一个区域的清洁度，清洁基准分数在 0 到 100 之间，分数越高则清洁程度越高。

该团队在室内和半室外混合区域测试了他们的清洁审查机器人。他们的测试显示后者的基准分数较低，因为纹理粗糙的区域使灰尘颗粒不易被胶带提起。不同地板纹理之间的转换也促使机器人错误地检测到污垢，表明未来需要改善机器人的室外应用场景解决方案。

“在这项工作中，我们专注于机器人用于审核清洁度的视觉和触觉方面，”该项目的首席研究员兼机器人公司Lionsbot 的联合创始人、SUTD 助理教授 Mohan Rajesh Elara 解释说，“未来，我们希望对清洁质量进行全面审核，不仅考虑视觉和触觉方面，还考虑嗅觉方面和微生物密度。”

与清洁行业以及新加坡国家环境局密切合作的 Elara 助理教授表示，他们的清洁审查系统可以采用模块化格式。通过这种方式，它可以被制成由人类保洁员使用的手持设备，也可以集成到机器人中，即使在清洁时也可以检查清洁度。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文

https://www.mdpi.com/1424-8220/21/13/4332