日常生活中最貼近我們的「機器人」
WIPS 日前發表一篇關於掃地機器人專利的簡介文章，提供給朋友們參考
你有在使用掃地機器人嗎？隨著人工智慧技術的快速發展，我們的生活中已經充滿了各種機器人。其中，最積極為我們提供協助的，就是掃地機器人。
掃地機器人的特色：為你包辦一切
正如其名，現今的掃地機器人已經進化到幾乎不需要人工介入的程度。繪製居家格局圖已成為基本功能，它們還能拖地、清潔拖把墊、擦乾消毒，甚至自動更換配件。部分機型甚至配備了直接排水系統，讓你連清空汙水箱都不必親自動手。掃地機器人的自動化技術正在快速發展。
這些功能讓清潔工作完全解放雙手。事實上，年輕世代特別願意為高階機型買單，因為它們提供了無與倫比的便利性。
持續成長的掃地機器人市場
掃地機器人市場正在快速擴張，在全球範圍內呈現顯著成長。以韓國為例，該市場在2023年飆升至約2.94億美元，較前一年成長了驚人的48%。更重要的是，目前家庭普及率僅為15%，顯示未來還有龐大的成長空間。掃地機器人之所以能成為我們生活中如此重要的一部分，關鍵在於其核心技術的持續快速進步。
那麼，讓我們來探索一些讓掃地機器人變得更聰明、更高效的專利技術吧。
掃地機器人的專利技術
1. 環境地圖建構與區域劃分
掃地機器人早在約20年前就開始使用感測器來偵測障礙物，比你想像的還要早。隨著2000年代SLAM（同步定位與地圖建構）技術的採用，導航和地圖繪製功能大幅提升。到了2020年代，增強型感測器技術使更精確的偵測和探索成為可能。
2019年，LG電子申請了一項專利，讓吸塵器能夠將清潔區域劃分成多個區塊進行針對性作業。根據該專利，機器人透過影像感測單元擷取視頻資料，控制器處理這些資料以識別機器人與障礙物之間的空間關係，進而建構地圖。這減少了不必要的移動，避免碰撞，並更高效地完成清潔工作。
2. 乾濕清潔同步進行
現在有許多新型機種都包含拖地功能，大幅提升了使用者的便利性。過去，即使支援濕拖功能，通常也不支援同時進行乾掃。然而，根據汙垢或地板類型的不同，有時可能需要同時進行乾濕清潔。例如，在亞洲地區，拖地是很常見的清潔習慣，使其成為一個極具潛力的功能。
中國的石頭科技於2022年申請了一項技術，解決了現有掃地機器人只能執行其中一種清潔模式（乾掃或濕拖）的限制。該技術能根據地板條件調整清潔參數，並允許乾式和濕式清潔模組透過「升降」結構上下移動。這樣可以同時針對不同類型的地面進行清潔，提高效率和性能。
3. 精確偵測低高度障礙物
過去，掃地機器人經常難以準確偵測低於特定高度的物體，例如厚地毯、門檻或窗框。僅依靠傳統的攝影機或雷射感測器精確度不夠。這經常導致問題：機器人可能會嘗試穿越無法通過的物體而卡住或纏繞，或是不必要地迴避容易通過的物體，造成清潔效率低下。
在一些韓國家庭中，門框和滑動門軌道通常會干擾機器人的移動。幸運的是，機器學習和AI已經解決了許多這類問題。
2018年，LG電子為一項技術申請了專利，能有效識別低矮物體，使用低階懸崖感測器組合搭配機器學習技術。這項創新意味著我們不再需要擔心事先清理地板上的電線或衣物，也不需要手動協助機器人跨越它無法自行通過的門檻。
4. 自動更換清潔墊
現代掃地機器人通常包含拖地功能，用來處理地板汙漬。當這項功能首次出現時，使用者需要手動拆卸、清洗、烘乾和重新安裝拖把墊，相當不便。然而，後期機型已進化到可以直接在充電站清潔拖把墊。
即使有了這些進步，單一清潔墊無法無限期使用，隨著時間推移可能需要多次更換。這就是另一項專利技術的用武之地：機器人能夠自動更換清潔墊，無需任何使用者直接介入。
2023年，三星電子為掃地機器人自主管理清潔墊的技術申請了專利。這項創新將磁鐵整合到墊片連接機構和墊片本身中，然後由執行器驅動的升降裝置使用這種磁性系統。這讓掃地機器人能夠自行分離髒汙的墊片，即使沒有停靠在工作站中。一旦返回工作站，它就能自動從儲藏室獲得一片新的清潔墊。
下一代掃地機器人會是什麼樣子？
我們探索了掃地機器人最新發展背後一些最令人印象深刻的專利技術。隨著濕拖、定時自動清潔、自動供排水、寵物護理和垃圾桶清空等功能的出現，讓人好奇還能開發出什麼新功能。由於這些設備持續即時感知和回應我們的生活空間，我們可以期待未來它們將成為智慧家居的中央樞紐，變身為靈活的機器人助手。