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RFC频道|定制让场景应用更落地——小曼商用服务机器人深度评测报告

| 2019-08-15 阅读 120

  在越来越多的商业场馆和公共场所里,现在我们都能看到商用服务机器人的身影:商场、餐厅、酒店、展馆、医院……。继之前开学季评测了可乐导购机器人之后,最近门罗机器人评测实验室又收到一款送测产品——小曼商用服务机器人(以下简称小曼)。它是由深圳市锐曼智能装备有限公司研发的主力机型之一,已应用于政务大厅、医院和商场等多元化的场景中。那么,是哪些优势和特色让它得到了用户的青睐呢?门罗工程师们决定:用评测说话,让评测来揭示小曼身上藏着的秘密。

一、评测准备

  在前期的试用过程中,门罗评测工程师发现小曼的场景应用主要是完成迎宾接待和引领导览等任务。为此,我们选用了重庆两江机器人展示中心作为主要的评测场地。同时,我们还邀请锐曼公司协助拍摄了小曼在落地场景中真实开展商用服务的视频资料,作为参考。

门罗机器人评测实验室(Menlo Robot Testing Labs)

  门罗机器人评测实验室是门罗机器人旗下针对人工智能与服务机器人的评测机构,致力于产品的检测与评定,技术的研发与迭代,市场的调查与分析,并推动着国家相关标准体系的建设与发展。

在评测流程上,由于本次评测的样机为基础款(提供通用的导航引领、语音对话等功能),不是针对具体行业场景的定制款(如电信营业厅、法院政务大厅和医院接待大厅等),所以我们决定先对小曼进行外观解析,再从部署配置、场景应用(含导航能力)、语音能力、运动能力和续航时间五个项目入手进行场景测试。最后,根据对场馆工作人员的调查结果,以及门罗评测工程师们对各项目的评分,最终得出评定结果。

二、外观设计:拟人造型,曲线优美

小曼采用了女性化的拟人设计,身高约1.45米,身材较为纤细,并保留了女性的S形曲线,宛如一位佳人穿着鱼尾晚礼服。

小曼的机身外壳使用了ABS塑料材质,以白色为主的配色具有一种素雅感。在它的头顶,配置了6+1麦克风阵列,用户不管从哪个角度发声,它都能快速声源定位,并自动转向面对。在麦克风阵列的前方是一个支持人脸识别的摄像头,其眼睛和耳朵均内置了蓝光LED灯。

在小曼的胸前是一块13英寸的触控屏,触控屏上方预留了多个摄像头安装位,后面则有一组扬声器。它的左肩内置了一个身份证读取器,在小腹部有一个凭条出口,支持排队取号等功能的凭条打印。在机身背后,则是急停按钮和凭条打印纸的更换仓,USB数据接口也位于更换仓内。

在机身的底部,正面有一个激光传感器,还有多个预留的超声波传感器安装位,背面集成了开关按钮、充电接口和一个配合充电桩使用的红外线感应器。在行走方面,小曼采用了一对驱动轮、一个万向轮和一个固定轮的组合方式,可以实现原地360旋转等。

另外,通过我们与厂商、部分企业用户交流,发现小曼的外观及配色可以根据不同的使用场景进行一定程度的定制,以满足用户们的个性化需求。

三、部署配置:构建地图,定制语料

想要在一个商业场景里使用小曼,首先需要通过厂商提供的地图构建软件和网络后台对小曼进行部署与调试。

  首先,门罗评测工程师遥控小曼构建具体场馆的地图。其地图构建软件的使用比较简单,将其安装到笔记本电脑中,并让电脑和机器人同处一个名为“reeman_slam”的Wi-Fi下,既可遥控小曼在馆内行走,完成地图扫描的工作。之后标注定位点、划定限制区等一系列电脑操作,就完成了地图构建的工作。

  值得注意的是,在采集场馆地图数据的过程中,我们可使用小曼附带的三个专用锚点来增强其定位的精准度。这三个锚博猫注册 点的摆放位置需要呈三角形,才能达到最佳效果。

  然后,门罗评测工程师登录网络后台对小曼的语料进行个性化定制。该后台的使用需要一定的编程基础,上手难度偏高。同时,我们发现小曼的所有语料都需要从该后台提取,若后台中没有特定语料就无法识别相关语音,这一点需特别注意。当然,厂商在后台中提供了一个定制好的通用语料包,可以选择使用。

  除了使用网络后台定制语料,我们还可以利用编程手段将相关语料、动作与定位点等信息通过打印纸更换仓里的USB数据接口传输到小曼身上。不过,其上手难度依然较高,不建议普通用户使用(程序猿例外)。

  总体来说,小曼的部署工作我们建议用户最好在厂商技术人员的指导下进行,特别是根据自有场景另外还定制了应用安装包的,以实现高效与准确。对于上手难度较高的部分,建议厂商优化调整,这样用户才能更好地使用和维护机器人。

四、场景应用:语音控制,服务到位

完成小曼的部署配置后,就可以开始使用了。我们这台基础款的评测样机以语音操控为主,屏幕触控为辅。如只需要对小曼说包含关博猫平台 键词“某某展区”之类的句子,它就会自动将你引导至相应的区域参观,并用语音向你讲解该区。

  我们还可以在其屏幕上设置一整套的场馆参观流程。点击主界面右上角的“|”型按钮,在设置界面中按参观顺序依次点击需要参观的区域,并设定好小曼在每个区域等待的时间等就可以了。接下来,只要对小曼说出包含关键词“参观”(可自定义)的句子,它就会按照预设的顺序,完成参观的全程引领与讲解工作,这就大大减轻了场馆工作人员的工作量。在该界面中,我们还可以设定是否让小曼自动返回前台迎宾处,以及它的自动工作时间段等。

点击播放视频

  场景应用这部分的测试我们进行了两个月的时间,并让它在场馆里真实地服务着来自政府、高校、企业和家庭等不同领域的个人或团体客人(共计2000余人),而门罗评测工程师们就分班对它进行观察与记录。

  总体来说,小曼在场景应用的测试中表现较好,语音操控成功率平均达到91%、导航定位成功率平均达到88%、语音解说成功率平均达到83.5%。只要事先设定的引导、讲解等场馆服务功能没出问题,它就可以在无人干预的情况下全自动地完成迎宾与导游等工作。

  对于失败的百分点,门罗评测工程师分析原因如下:语音操控失败多因现场环境噪音较大,或超出其拾音范围角度(拾音范围角度见后面的评测数据);导航定位失败多因现场人群干扰或出现障碍物;语音解说失败可能是因现场使用Wi-Fi的人太多导致网络不畅。

  在实现细节上,它导航的定位精度较好,均能顺利抵达指定点位,不会出现偏差。在行进线路上,它规划选择的也是两点之间最近的线路,值得称赞。当然,在测试时我们也发现,如果中途人为改变了小曼的位置(如按下急停按钮后人工推行一段距离),再进行导航时它就需要3~5分钟重新定位,不然会出现导航错误。

五、语音能力:准确率高,音量偏小

既然小曼以语音为主要操控方式,那语音交互就是我们评测重要的一环。在前面已经提到,小曼的语料需要在网络后台进行定制,这种方式对用户而言虽然有自由度高的优势,但由于定制的特殊性就让它只能针对特定的语料进行一问一答的对话,且问题(关键词)与答案都是预设固定的,即不存在多轮对话、开放域聊天等测试项目了。所以这部分的测试,门罗评测工程师对以往的语音测试项目进行了取舍,主要检测其识别准确率、反馈时间、拾音能力、有效拾音临界点、语音合成及音量共五个项目。

同时,在语料的选择上我们以小曼的通用语料包为基础,并结合门罗评测语料库挑选了部分适用于商业场景的语料进行了测试(环境噪音约50-60dB)。部分语料及记录见下表。

1

识别准确率

  从我们的测试记录来看,在相对安静的环境下,小曼对普通话的识别准确率能达到90%以上,在商用服务机器人中成绩不错。但随着环境噪音的上升,尤其是超过75db后,识别准确率会受到一定影响。同时,我们发现现场的Wi-Fi网络环境对识别准确率也会产生影响,不过可以通过将语料内置到本机中来解决。另外,小曼在识别某些字词时,会出现固定错误(例如把“将”识别为“降”),但可以通过在后台添加字词作为语料进行纠错。

2

反馈时间

通过测试记录,小曼语音交互的响应反馈时间大多在2.5~3.5s之间,属于正常范围。

3

拾音能力

门罗评测工程师主要在1-5m的距离进行了近场和远场的拾音能力测试。在该距离范围内它都能有效拾音,但识别准确率会随着距离的增加而轻微下降,不太明显,符合厂商5m远场拾音的数据。

4

有效拾音临界点

在拾音能力的一系列测试后,门罗评测工程师研究了它从近场到远场的衰减比率。我们发现小曼在语音对话时虽然可以通过音源定位来始终面向用户,但用户一旦在它正面左右超过30的位置发音(即拾音范围角度为30),拾音效果就明显下降甚至有时无法拾音。据厂商介绍,这一拾音范围角度是为了增强正面交互的效果有意为之:他们对正面麦克风做了拾音增强,而非正面的麦克风则主要是将识别到语音自动转化为噪音处理,从而保证嘈杂环境下机器人正面的语音交互效果。不过,门罗评测工程师们认为,虽然保证正面语音交互效果的做法值得肯定,但拾音范围角度不妨调整得再宽一些,这样才能更好的满足实际场景中的使用需求。

同时,我们对小曼远场拾音的极限有效距离也做了测试,结果超过10m后拾音效果大幅度下降,所以判断其最远的有效拾音距离为10m。

5

语音合成及音量

在语音合成方面,小曼采用了符合其外观设计的女性发音,较有亲和力,但机械合成感比较强,建议厂商进行改进。在音量方面,在100%和50%音量下,其声音输出分别为71-77dB以及63-68dB,从商用环境的角度考虑,其音量较小。究其原因,门罗评测工程师发现这与其扬声器的位置有一定关系:扬声器被前面的触控屏面板遮挡,这就对音量造成了一定的阻扰,建议厂商在后续升级中加以改进。

点击播放视频

从整个语音测试来看,小曼在识别准确率、反馈时间和有效拾音距离方面做得不错,但拾音范围角度偏小,语音合成和音量方面也存在一定不足,建议厂商改进。

六、运动能力:速度适中,避障有效

1

直线运动

  由于在非地图构建状态下,不能通过遥控或语音的方式操控小曼单独执行前进(后退或左右转)的任务,所以门罗评测工程师们在地图构建状态下对它的直线运动能力进行了测试。通过测试记录测算,其速度约为0.5m/s,大幅低于成年人1.4m/s的步行速度。这应该是厂商有意设定的速度,以保证它在商业场馆里的行走安全。同时,我们发现不同地面材质对小曼直线行走与转向的影响不大,可以忽略不计。

2

避障能力

在避障能力方面,因小曼的激光感应器距地面高约19cm,所以门罗评测工程师选择了真人(身高180cm)、礼宾柱(高91cm)、成人椅(椅背高80cm)、儿童椅(椅背高65cm)以及快递盒(高约14cm)作为障碍物进行测试(测试结果见下图)。

通过测试我们发现,小曼在探知到障碍物后,会选择距其15~25cm时(因存在运动惯性,所以此为范围值)绕过。同时,由于激光感应器高度的限制,它无法避让低于19cm的障碍物。另外,在礼宾柱的测试环节,虽然小曼做出了闪避动作,但却没能躲过高约6cm的底座(直径32cm)。

3

越障能力

根据小曼约3.3cm的最低离地间隙,门罗评测工程师们选择了微微突出地面的灯条护套、高2.5cm的斜台阶和圆弧形金属扣条作为障碍进行测试。结果发现,它可以顺利地跨越灯条护套,以及向下越过斜台阶。但在向上越过斜台阶和跨越圆弧形金属扣条时,由于底盘上固定轮的阻挡,无法越过。

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从整个运动测试来看,小曼较慢的运动速度适合场馆环境使用,且转向灵活,避障性能较强,但越障能力偏弱。

七、续航能力:电量充足,日常适用

小曼内置了容量为10000mAh的电池。我们最初根据其体量认为容量似乎有些不足,但在实际测试中它却有着超过预期的表现。满电状态下,它每天在经历6小时中等强度的测试后,均剩下约30%的电量,这满足并超过了官方标称的6小时续航时间。

我们测试的这台样机配有充电桩,设置阈值(如电量低于20%时)后它就能够自动去充电。当然,有时我们也通过“去充电”这样的语音指令让它去充电。至于充电速度,完全充满电需7~8小时,满电后会自动离开充电桩,解除充电状态。

八、综合评定:高度定制,可独立完成任务

在测试环节结束后,门罗评测工程师选取了场馆中的10位工作人员进行了问卷调查,得到如下结果。

从调查结果来看,70%的工作人员对小曼的实用性感到满意,但只有30%的工作人员对易用性表示满意,这是因为他们觉得前期上手难度较高,学习时间较长。在安全性上,大家几乎都给予了肯定,特别是日常的运动速度与避障能力等。在工作辅助能力上,70%的工作人员表示小曼能全自动地独立完成一些任务,确实减轻了大家的工作负担。在整体满意度上,得到了60%满意的评价,剩下40%的是希望它能降低上手难度,并增加更多的服务功能。

最后,参与此次评测的共6位门罗评测工程师结合各测试项目的纸质记录、视频记录以及对工作人员的调查结果,集体对小曼进行了一系列的评估与评议,最终的综合评定结果见下图(满分5分)。

外观设计上,其女性化的造型设计得到4分。身体的设计不错,头与手还有优化的空间。

  在可定制性上,小曼从外观到系统及语料均可定制的属性,得到了满分5分。

  在安全性上,其场馆适合的运动速度与较强的避障能力等,有效地保障了使用安全,得到4分。

  在部署配置上,其软件和后台使用需要一定的编程能力,对用户而言上手难度较高,仅得到2分。

  在场景应用上,凭借在场景内可全自动完成部分任务,以及较高的导航精度,所以得到4分。

  在语音能力上,虽然其识别准确率、反馈时间和拾音能力不错,但在高噪音环境下的识别准确率不算太高,拾音范围角度和音量也偏小等,只得到3分。

  在运动能力上,因其中的越障能力一项偏弱,所以得到4分。

  在续航能力上,超过6小时的使用时间,基本满足场馆中日常的工作需求,得到了4分。

九、门罗观点

在评测结束后,所有参与评测的门罗评测工程师和使用小曼的场馆工作人员都有较为统一的观点:这是一款具有发展潜力的标杆性产品,其自动完成任务的能力在特定场景下切实地减轻人类员工的工作负担。同时,高度定制化的属性让它在不同场景中的应用更加落地。

  当然,小曼存在的一些问题也比较明显,希望厂商在更新迭代的过程中将之一一改进,让它能够更均衡、全面地成长。

延伸阅读


公司简介

深圳市锐曼智能装备有限公司成立于2015年,是一家高科技企业。它致力于家庭娱乐机器人及商用机器人的研发、生产、销售和租赁。其主营产品涉及儿童陪伴机器人、店面销售机器人和商用人形机器人等。


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