上完一天班，当你回到家，打算开门面对扫地机器人定时清理干净的屋子和可爱的“毛孩子”时……
发粪涂地丨jacksonkeirmclean/reddit
啊！为什么！扫地机器人你好好扫地就行了，我可没让你去铲屎，更没让你去糊屎啊！
当你打开家里的监控摄像，倒回“案发现场”……在日常巡逻中，扫地机发现一处地面有许多污物，它非常尽责，努力地转啊转试图清洁这一坨污物，直到电量低时才回去充电……
圈圈圆圆圈圈丨RM Videos/Youtube
这种“发粪涂地”的事情真不是少数，到网上随便一搜“便便+扫地机器人”，你就能看到各类悲惨地面，以及铲屎官的“哀嚎”。
上周抱怨了扫地机器人很蠢，这周它就来“报复”我了丨Boot Muffin/Twitter
扫地机器人碾过了狗屎，然后开始“清扫”其他地方丨screamicide/Reddit
比如下面这位扫地机器人更是“精准冲锋”、“反复碾压”……
机屎大战，一触即发丨Michael Baturin/Youtube
铲屎官回到家，感动得都哭了：“为什么？为什么墙壁和桌腿你不碰，便便却给我涂得这么匀？”
这个问题也一直困扰着扫地机器人生产厂商。早在2016年，就有扫地机器人团队就指出“经常见到这种情况”[1]。直到2021年9月，该公司才推出了第一款可以识别宠物便便的扫地机器人。
宠物便便和扫地机器人到底有多大仇啊！这么重要的功能，怎么花了5年才加上？
识别便便？也得能看到才行啊
讲道理，扫地机身上的传感器也不少。头顶上有激光测距雷达，正前方有碰撞传感器，体内有粉尘感应器，还能通过红外线或超声波判断前方地面的材质。有了这么多双“眼睛“加持，碾压便便这种事听起来怎么也不可能发生啊……
具有多种传感器的扫地机器人丨某品牌扫地机器人产品说明
然而便便这种东西一般并不会堆得很高，顶部的激光雷达扫不到它；便便又太软，难以触发依靠形变来测量的碰撞传感器；红外线和超声波能识别地面材质（是木地板、地砖还是地毯），却难以分辨地上的小东西你乱丢的手机线、硬币、纸巾什么的不是也会被卷入主刷里面嘛。
所以早期的扫地机器人即使拥有了这么多“眼睛”，却没有一个可以“看到”到便便……
“勇往直前”是因为看不到丨Mike Flores/Twitter
后来，为了让扫地机器人可以真正“看清”地面上的东西，厂商们给它装上了摄像头。同时通过算法对拍摄到的图像进行检测识别，以躲开不必要的接触。
但人类丢在地上的东西实在是千奇百怪，便便这种东西又没有固定形态，按布里斯托大便分类法，从坚硬的圆球（1型）到完全的水状（7型）都有，指望算法都一一认出，似乎也太难了一点吧。
万能的AI这时候又派上了用常基于深度学习技术，工程师们准备了各种真实便便（以及不是便便的杂物）照片，加上形状各异的人造假屎，组成了一个巨大的粪便识别数据集[2]。AI通过这些数据，学习从人类丢在地上的各种杂物中分辨出可能是便便的东西。目前对于成型的便便识别度还是挺高的啥，别跟我提拉稀，我不想面对。
便便模型丨techcrunch
甚至有科技爱好者对机器进行“魔改”，加上了气体传感器，通过检测便便散发出的甲烷、甲硫醇、硫化氢等化学物质[4]判断周边地面是否有粪便。但检测成本太高，准确率也难以满足要求。
不管是通过照片或是气味识别到了便便，想对其进行定位更是难上加难，很多扫地机器人能做的也只是停下脚步，通知人类前来核实清理。想要做到自动避让，厂商还得再加把劲。
躲开便便？只是看到还远远不够
识别到便便之后，扫地机器人还得知道它跟自己之间的距离，才能及时准确地定位“危险区”的位置。
过去的单摄像头测距避障，主要建立在之前的深度学习物体识别上，通过已识别物体的轮廓大孝位置进行判断，估算物体的距离近大远小嘛。这种方式的好处是硬件成本低，软件开发难度也不太难，在现有的物体识别结果上就能完成判断。缺点自然是精度较低，也只能对已识别的物体进行避障。为了更好地测量与障碍物之间的距离，许多能自动避障的扫地机器人已经用上了“双目技术”。
两个摄像头能通过双眼图像特征匹配，获得视觉范围内的障碍物深度信息，对于未能识别的可疑物体也能进行避障，同时根据单目目标识别的结果，还能定制具体的操作策略。缺点除了多一个摄像头增加的成本外，软件算法开发起来也更有难度，搭载此类技术的机器人身价自然也水涨船高啦。
最后，要想避开“地雷”，还需要让扫地机器人知道怎么“绕开”它。这需要合理地判断“危险区”的范围，动态规划局部路线，实时追踪自身和便便之间的距离，还得有效控制两个驱动轮调整自身的方向和姿态。不然就算识别、检测出来，绕行的时候还有可能不小心“擦”到甚至为了避免踩到一小块，却碾了一大坨。
前方有便便，已为您重新规划路线丨iRobot
也有公司在专利中[3]提到了更直接的方法：在碾过去之前喷射速冻剂“冻住”便便，并将凝固的便便吸入垃圾腔里。不知道铲屎官在面对装满粪便的扫地机器人时，会有什么感想。
一些建议
2016年《卫报》（The Guardian）采访了几名受害铲屎官，其中一名倒霉孩子在两年内就遇上5到10次这样的“粪灾”[1]。所以要是你家也有宠物的话，买扫地机器人时可要好好想想如何避免“发粪涂墙”。
在此建议铲屎官们：
尽量选择带有便便检测功能的机器人，或者至少是有摄像头避障的设备；
尽量不要选择定时清扫，或是在开启清扫前仔细检查一下地面毕竟就算有便便检测功能的机器人，也没法检测一滩稀屎；
最好能把主子们的活动区域与要扫地机器人清扫的区域做个分隔，猫砂盆周边就别让它们经常去啦这也能避免狗子们故意在机器人的行驶路线上“扔炸弹”。
参考文献
[1]Roomba creator responds to reports of ‘poopocalypse’: ‘We see this a lot’.
https://www.theguardian.com/technology/2016/aug/15/roomba-robot-vacuum-poopocalypse-facebook-post
[2]ROOMBA VS POOP: TEACHING ROBOTS TO DETECT PET MESS.
https://hackaday.com/2016/08/24/roomba-vs-poop-teaching-robots-to-detect-pet-mess/
[3] 家用清洁机器人辨识及处理宠物粪便的方法. CN107713913B.
[4] Local doggie daycare learned a valuable lesson about leaving a Roomba in the reception area.
https://www.reddit.com/r/funny/comments/5fs3wb/local_doggie_daycare_learned_a_valuable_lesson/
[5] iRobot’s poop problem.
https://techcrunch.com/2021/09/09/actuator-4/
作者：欧剃
编辑：窗敲雨、Owl
一个AI
如果拉稀了，那……就摊煎饼吧
