关于扫地机器人

　　随着A.I.的发展.，无论单位还是家庭，“智能”越来越多的占据人们的生活。“机器人”这个词语,已被千家万户所熟悉。提到“机器人”，人们大多想到的是仿人行走机器人。但是，近年来，掀起了一阵家庭智能机器人的狂潮,比如:Rokid机器人,布丁机器人,以及小白,小忆等等.这些家庭智能机器人,是交互型机器人.也就是说:它们是通过语言与人类沟通交流的。它们有一个共同点—-没有轮子，只能摆在桌子上。这也恰恰是它们的弱点，范围局限。因此，诞生了另一个机器人体系—轮式移动机器人。

　　轮式移动机器人作为移动机器人的典型代表，在军事、交通、工业及家庭等领域发挥着重要作用。如：我国将轮式移动机器人用于探测月球，研制出玉兔号轮式移动机器人。我国各行各业根据移动机器人外形和功能，研制出许多不同构造的轮式移动机器人。如今，轮式移动机器人已经走进家庭，这就是，家庭轮式移动机器人—扫地机器人。今天，我就要跟大家谈谈这个扫地机器，谈谈深圳悉罗公司出品的inxni以内扫地机器人。

关于最优路径

　　Inxni以内扫地机器人，搭载两个轮子，通过激光扫描建立家庭地图，完成弓字形清扫路径。但是，家居屋子里无论家具还是障碍物，都会打乱扫地机器人的行走路线。如果想要顺利完成整间屋子的清扫任务，扫地机器人必须重复行走一定的路线。

　　早在1960年，管梅谷教授在国际上最先提出邮递员问题，现在被国际图论界命名为“中国邮路问题”。中国邮路问题，简单的说，就是邮递员投递信件，如何行走最短的路径即可把信件送到指定的用户手中。扫地机器人的最优清扫路线问题，与中国邮路问题是同样的道理，即：走最短的路径将屋子清扫干净。

关于最优路径方案

　　我们可以通过实例研究机器人清扫的最优路线。假设下图是某房间的二维地图， 房间里有凳子和沙发等家具。图中的圆圈表示扫地机器人，圆圈中的数字表示扫地机器人的行走路线。按照研究思路，扫地机器人需要走遍图中的十几个位置，并且保证行走的路线是最短路径，才能达到我们预想的最优、最节能目标。

       我们令扫地机器人从房间左下西南角出发，向2号位西北角沿直线清扫。然后路过3号位，走到4、5位置。扫地机器人一路向南，走到东南角的6号位置。同理，扫地机器人走到中心的11号位置。由11号位置，扫地机器人必须回到原先的8号位置，也就是说，8号位置与12号位置重复。扫地机器人从12号位置，路过13号位置，到14号位置，其中12号至13号位置的路径是重复之前8号至9号的位置。扫地机器人按图中所标数字走到18号位置，最终回到了初始点1号位，完成全屋的清扫工作。其中，图中加粗的三段路线3-4（14-15）、8-9（12-13）、17-18（16-17），是走了两遍的路线。但是，这是重复路线相对较少的，是一种次优路线。所谓的次优路线，是仅次于最优路线的路线。但是这种次优路线已经较好的利用了现有资源，资源较为优化。

下面，我要给大家介绍一种最优路线。同样是上面那个例子，在间屋子里，有凳子和沙发两件障碍物，我们要完成最优路线设计的清扫方案。大家可以看到，下图中的1号位置即为扫地机器人的出发点。按照图中数字走完这间屋子，扫地机器人依然重复了两段路线15-16（16-17）、6-7（11-12）。但是，在这个实例中，我们可以看出，方案二比方案一的行走路线要短，也就是说，方案二是最优路线。但是，方案二也带来了一个问题：扫地机器人的起始位置不在角落里，它最终也不会回到起始点。

我们在研究最优路线问题的同时，应该在路径中标注实际距离的长短。在上面这个实例中，我们通过目测得出方案二为最优方案。但是，多数情况下，我们需要通过路径的实际距离长短计算来确定最优方案。

　　关于疑问

　　疑问一：

　　上面的两种方案是指定了房间内的家具以及家具的具体位置，属于特定情况，如何将这种方法推广到所有的户型？

　　回答：

　　这种最优路径清扫方案是位以内扫地机器人特别创新的。因为以内扫地机器人有自己的App，并且可以在清扫前通过激光扫描建立家庭二维地图。所以，App可以在地图上标记家具位置，并添加到二维地图中，通过上面我介绍的方法计算出最短路径，并标记扫地机器人的初始位置，以供用户轻松使用机器人。

　　疑问二：

　　既然是最优路径，为什么不能设计一种方案，令扫地机器人的路径不重复，一次性完成屋子的清扫任务？

　　回答：

　　根据中国邮路问题思想，邮递员或者扫地机器人行走经过的任意一点，如果仅有两个分支，即可一次性完成清扫任务，不必重复经过。但是，如果某点有三个或者更多个分支，扫地机器人必定会从第二个分支走出，并从第三个分支再走回该点。如上面方案二所示：4号位，只有向北和向东两条分支，所以扫地机器人必定从4号位一个分支进入，并从另一条分支走出。但是，如方案二中的6号位，有三条分支，扫地机器人必定会从其中一条分支进入，从第二条分支走出，并且再次从第三条分支进入，重复临近的一条路线走出。

　　所以，最优路径设计方案并非完美方案。最优路径方案只是扫地机器人行走的最短路径，并不能使扫地机器人一次性完成清扫任务。