تاریخچه ربات جاروبرقی؛ از یک نمونه‌ی آزمایشی تا خانه‌های امروز

امروز ربات جاروبرقی آن‌قدر عادی شده که کسی درباره‌اش کنجکاو نیست. اما رسیدن به این نقطه بیش از دو دهه طول کشید و داستانش، داستان کوچک‌شدن و ارزان‌شدن سنسورها است. در این مقاله مسیر تولد و تکامل این ربات را مرور می‌کنیم.

محیط شبیه‌سازی‌شده‌ی خانه با مبلمان، برای آزمایش الگوریتم ربات جاروبرقی

شروع ماجرا: ایده‌ای که زودتر از تکنولوژی آمد

ایده‌ی رباتی که خودش خانه را تمیز کند، از دهه‌ی ۱۹۵۰ در داستان‌های علمی‌تخیلی وجود داشت. مشکل، هیچ‌وقت ایده نبود؛ مشکل این بود که برای ساخت چنین رباتی به سه چیز نیاز است که تا مدت‌ها گران و بزرگ بودند: سنسور، پردازنده و باتری.

تا وقتی که یک سنسور فاصله به اندازه‌ی یک جعبه کفش بود و پردازنده‌ای که بتواند نقشه نگه دارد قیمت یک خودرو داشت، ساخت ربات جاروبرقی خانگی معنا نداشت. کوچک و ارزان شدن این سه قطعه بود که در نهایت درِ خانه‌ها را به روی ربات‌ها باز کرد.

اولین نمونه‌ها: ترایلوبایت الکترولوکس

شرکت سوئدی الکترولوکس اولین شرکتی بود که نمونه‌ی قابل نمایشی ساخت. نمونه‌ی آزمایشی آن در سال ۱۹۹۶ در برنامه‌ی تلویزیونی «Tomorrow's World» بی‌بی‌سی نشان داده شد و توجه زیادی جلب کرد — هرچند در همان نمایش هم رفتار ربات بی‌نقص نبود.

محصول نهایی با نام Trilobite در سال ۲۰۰۱ روانه‌ی بازار شد و به‌عنوان نخستین جاروبرقی رباتیک تولید انبوه شناخته می‌شود. ترایلوبایت از سنسور اولتراسونیک (فراصوت) برای تشخیص موانع استفاده می‌کرد؛ همان فناوری‌ای که خفاش‌ها برای جهت‌یابی به کار می‌برند. قیمت بالا و محدودیت‌های فنی باعث شد فروش گسترده‌ای نداشته باشد، اما مسیر را باز کرد.

در همان سال‌ها شرکت دایسون هم مدل DC06 را ساخت، اما به‌دلیل قیمت تمام‌شده‌ی بسیار بالا هرگز آن را به‌طور گسترده عرضه نکرد.

نقطه‌ی عطف: رومبا و فلسفه‌ی «ساده اما ارزان»

در سال ۲۰۰۲ شرکت آمریکایی iRobot محصولی به نام Roomba معرفی کرد که همه‌چیز را تغییر داد — نه به این دلیل که هوشمندتر بود، بلکه دقیقاً به دلیل عکس آن.

رومبای اول نقشه نمی‌کشید و نمی‌دانست کجاست. با الگوریتم‌های ساده کار می‌کرد: مستقیم برو، به مانع خوردی بچرخ، گاهی مارپیچ بزن، کنار دیوار را دنبال کن. اما به‌قدری ارزان و قابل اعتماد بود که مردم آن را می‌خریدند. ایده‌ی اصلی این بود: ربات لازم نیست باهوش باشد، کافی است وقت داشته باشد. ربات با تکرار و زمان کافی، در نهایت بیشتر اتاق را پوشش می‌داد.

این همان درسی است که هنوز هم در آموزش رباتیک تکرار می‌شود: یک الگوریتم ساده که همیشه کار می‌کند، از یک الگوریتم پیچیده که گاهی گیر می‌کند بهتر است.

انقلاب دوم: ربات‌هایی که نقشه می‌کشند

نسل بعدی وقتی شروع شد که سنسورهای فاصله‌سنج لیزری به اندازه‌ی کافی ارزان شدند. در سال ۲۰۱۰ شرکت Neato با مدل XV-11 اولین ربات جاروبرقی خانگی با لیزر چرخان را عرضه کرد. این ربات به‌جای پرسه زدن، ابتدا نقشه‌ی اتاق را می‌ساخت و بعد آن را به‌صورت خط‌های منظم جارو می‌کرد.

چند سال بعد نوبت دوربین‌ها رسید: Dyson 360 Eye (معرفی در ۲۰۱۴) و Roomba 980 (۲۰۱۵) از دوربین و روش vSLAM استفاده کردند تا هم‌زمان نقشه بسازند و موقعیت خود را در آن پیدا کنند.

از آن به بعد، رقابت روی جزئیات رفت: بازگشت خودکار برای شارژ و ادامه‌ی کار، ایستگاه تخلیه‌ی خودکار مخزن، شست‌وشوی دستمال، تشخیص فرش، و در سال‌های اخیر تشخیص اشیا با هوش مصنوعی برای دور زدن سیم و اسباب‌بازی.

خط زمانی کوتاه

سالاتفاق
۱۹۹۶نمایش نمونه‌ی آزمایشی الکترولوکس در تلویزیون بی‌بی‌سی
۲۰۰۱عرضه‌ی Electrolux Trilobite — نخستین ربات جاروبرقی تولید انبوه
۲۰۰۲معرفی iRobot Roomba و آغاز فراگیر شدن این محصول
۲۰۱۰Neato XV-11 و ورود ناوبری لیزری به خانه‌ها
۲۰۱۴ تا ۲۰۱۵Dyson 360 Eye و Roomba 980؛ ناوبری با دوربین (vSLAM)
سال‌های اخیرایستگاه تخلیه‌ی خودکار، شست‌وشوی دستمال و تشخیص اشیا با هوش مصنوعی

جالب است که مسیر آموزشی هم همین است: در لیگ ربات جاروبرقی، تیم‌های تازه‌کار از همان الگوریتم‌های ساده‌ی نسل رومبا شروع می‌کنند و تیم‌های پیشرفته‌تر به سراغ نقشه‌سازی و مسیریابی هوشمند می‌روند — یعنی در چند هفته، همان بیست سال تکامل را تجربه می‌کنند.

سوالات پرتکرار

اولین ربات جاروبرقی جهان چه بود؟

نخستین جاروبرقی رباتیک تولید انبوه، مدل Trilobite شرکت سوئدی الکترولوکس بود که در سال ۲۰۰۱ عرضه شد. نمونه‌ی آزمایشی آن پیش‌تر در سال ۱۹۹۶ در تلویزیون بی‌بی‌سی نمایش داده شده بود.

چرا رومبا این‌قدر معروف شد؟

چون به‌جای پیچیدگی، روی قیمت و قابل اعتماد بودن تمرکز کرد. رومبای اول نقشه نمی‌کشید و با الگوریتم‌های ساده کار می‌کرد، اما به‌اندازه‌ی کافی ارزان بود که مردم آن را بخرند و به‌اندازه‌ی کافی قابل اعتماد بود که راضی بمانند.

ناوبری لیزری از چه زمانی وارد ربات‌های خانگی شد؟

از سال ۲۰۱۰ با معرفی Neato XV-11 که یک فاصله‌سنج لیزری چرخان داشت و به‌جای حرکت تصادفی، ابتدا نقشه‌ی اتاق را می‌ساخت و سپس مسیر منظمی را طی می‌کرد.

چرا ساخت ربات جاروبرقی این‌قدر طول کشید؟

ایده از دهه‌ها قبل وجود داشت، اما به سه قطعه‌ی گران و بزرگ نیاز داشت: سنسور، پردازنده و باتری. تنها وقتی این سه به‌اندازه‌ی کافی کوچک و ارزان شدند، ساخت یک ربات خانگی اقتصادی شد.

می‌خواهی خودت امتحان کنی؟

لیگ خانه هوشمند یک مسابقه‌ی رباتیک دانش‌آموزی است که در آن ربات جاروبرقی را با پایتون برنامه‌نویسی می‌کنید — بدون نیاز به هیچ سخت‌افزاری.

درباره‌ی لیگبازی آنلاینشروع نصب