通过亚马逊云科技物联网大规模操作自动清洁机器人

## 视频 <video src="https://dev-media.amazoncloud.cn/30-LibaiGenerate/31-LiBaiRebrandingVideo/ROB203-Operating_autonomous_cleaning_robots_at_scale_with_AWS_IoT-LBrebrandingWCaptionCN.mp4" class="bytemdVideo" controls="controls"></video> ## 导读 清洁机器人需要什么才能自主有效地操作？物联网 (IoT) 连接是自主移动机器人在远程站点可靠、安全和大规模运行的关键组件。物联网连接实现了运行和维护机器人队伍的关键能力——从智能监控操作到数字维护等——以安全和设备管理为基础。了解 Kärcher 如何使用亚马逊云科技和亚马逊云科技物联网工具大规模连接、保护和管理机器人队伍。 ## 演讲精华 <font color = "grey">以下是小编为您整理的本次演讲的精华，共1500字，阅读时间大约是8分钟。如果您想进一步了解演讲内容或者观看演讲全文，请观看演讲完整视频或者下面的演讲原文。</font> 在演讲开始的时候，解决方案架构师表示，他非常激动能有机会与亚马逊云科技探讨云机器人技术，并期待着卡赫分享他们的见解和经验。卡赫公司作为一个真实的客户案例，能为云机器人技术提供独特的视角。 随后，卡赫公司信息技术与数字化转型副总裁Leonard向观众介绍了该公司的背景。卡赫公司成立于1935年，由Alfred Kärcher和他的妻子在德国创建，最初规模较小，但现在已经发展成为一个跨国企业，在全球70多个国家开展业务。如今，卡赫拥有超过50,500名员工，年营业额约为30亿美元。 卡赫最知名的产品是高压洗涤机，在欧洲市场尤其受欢迎。然而，Leonard强调，卡赫提供的清洁产品远不止高压洗涤机。他们的产品组合包括面向家庭和商业市场的消费级产品，以及面向专业应用的解决方案。消费者部门为公司贡献了约50%的营业额。 卡赫公司的使命是“共同持续发展”，这意味着他们致力于研发能够保持世界清洁，造福后代的产品。他们为能够清洁历史古迹和文化遗产而感到自豪，例如清洁了象征性的地标如马特洪峰。这种更新与持续的理念已经深深地融入到了公司的创新文化中。 接下来，Leonard将演讲的舞台交给了解决方案架构师，以便他概述亚马逊云科技对机器人技术的看法。首先，他概述了客户在物联网领域所面临的一些关键挑战。首先，机器人配备了各种传感器，用于处理运动、图像、视频等数据，所有这些都需要在一个中心位置进行处理。其次，机器人在复杂的物理环境中运作，需要与后端系统集成，进行路线规划等其他功能。 另一个主要的挑战是管理两类数据：实时数据用于即时行动，以及较慢的批量分析。为了高效地处理这两种类型的数据，需要设置独立的管道。对于在远程部署新功能并维持操作控制，由于机器人已分布到各地，实时空中更新变得非常重要。同时，当机器人在远程分散时，团队管理和监控也变得更为困难。 展望未来，一个关键目标是通过利用如SageMaker等数据和[机器学习](https://aws.amazon.com/cn/machine-learning/?trk=cndc-detail)服务，开发能够在未经过专门训练的不熟悉环境中运行的下一代机器人。 在机遇方面，解决方案架构师阐述了机器人技术如何将改变物流、建筑和石油天然气等行业，通过自动化危险或不规律的人工工作。在这些不同环境中正确部署机器人至关重要。亚马逊的IoT Greengrass和IoT Core服务允许在云端和边缘进行数据处理，以实现实时的操作。 随后，他回顾了机器人技术的发展历程。第一代机器人仅能执行预定义的编程动作和任务，具有最小的自主性和环境感知能力。如今的一代则专注于在不可预测的现实世界中实现更紧密的人机协作，这要归功于数据和分析。 迄今为止，Leonard分享了卡赫公司早期与机器人技术的合作经历，以及连接和技术进步如何成为采用的关键因素。2002年，他们推出了一款机器人吸尘器，但由于当时智能手机、应用程序和WiFi并不普及，导致其未能成功商业化。十年后，竞争对手推出了连接的智能吸尘器，并在市场上取得了广泛的成功。从预编程的孤立机器人向连接的协作机器人转变的过程与解决方案架构师的描述非常一致。 从那时起，解决方案架构师对使用亚马逊云科技的云机器人进行了更深入的研究。首先，他们通常会使用Kinesis和S3在云端接收并存储设备的传感器数据，然后使用SageMaker进行应用分析和[机器学习](https://aws.amazon.com/cn/machine-learning/?trk=cndc-detail)，以构建智能模型。训练好的模型可以通过亚马逊云科技IoT Greengrass在机器人本地运行，实现边缘的实时推理。随着更多数据的积累，可以使用RoboMaker在虚拟环境中创建模拟测试新一代的设计。一旦新的机器人被部署，基于云的视频流媒体和监控将提供运营支持。 此外，他还注意到了另外两个重要的组成部分——使用IoT设备管理进行空中软件配置以持续更新机器人和使用IoT设备守护者跟踪状态和健康的设备监控。为了说明这一点，Leonard提供了一个具体的例子，即凯驰公司的车队监控系统，这是他们在2013年亚马逊云科技IoT甚至还不存在时建立的。通过将他们的大型专业清洁机器连接到云端并利用EC2、RDS和其他服务，客户可以在一个仪表板中检查他们整个车队的状态。这个早期的举措为凯驰公司不断扩展的云计算和物联网技术的使用奠定了基础。当时，凯驰公司大约有20,000个连接的专业清洁机器。 解决方案架构师接着描述了如何将各种亚马逊云科技IoT服务应用于启用下一代连接机器人。这始于使用IoT Core在云端和边缘处理传感器数据。亚马逊云科技IoT Core帮助管理舰队，而亚马逊云科技IoT Greengrass处理边缘计算。所有聚合的数据都使用SageMaker进行[机器学习](https://aws.amazon.com/cn/machine-learning/?trk=cndc-detail)，以训练创新的机器人行为。在每个层上都强制执行强大的安全性，例如加密和相互TLS身份验证。 在这个阶段，解决方案架构师表示是时候进行一些特别的事情了。每个人都得到了一个安全背心，暗示一场现场演示即将发生。在关键时刻，一台名为KIRA B50的自动驾驶地板清洁器介绍了自己并开始在现场上驾驶。这台机器展示了它的能力——擦洗地板，导航狭窄空间，避开障碍物，并自动充电。 在经过这次简短的展示之后，Leonard详细地讲述了凯驰公司在开发KIRA B50的过程中与亚马逊云科技的紧密合作。他解释道，早在德国亚马逊云科技区域成立之前，他们就通过使用EC2、S3、CloudFront等服务，开始了在云端提供电子商务和web解决方案的尝试。随着时间的推移，亚马逊云科技成为了凯驰公司全球云计算战略的核心部分。一个重要的里程碑是在2019年，他们借助亚马逊云科技迁移加速计划（MAP）以及其他工具，仅用六个月时间就将120多个遗留应用程序和200TB的数据迁移到了云端，这使得他们能够按时退出内部托管设施。 凯驰公司还将像高压清洗机这样的消费者物联网设备连接到亚马逊云科技，利用[无服务器](https://aws.amazon.com/cn/serverless/?trk=cndc-detail)架构，包括亚马逊云科技IoT Gateway、Lambda、DynamoDB和数据流来处理数十万台设备。这带来了许多令人兴奋的新功能，例如根据清洁表面的不同自动调整水压，以及在冬季气温下降前提醒用户。 接下来，Leonard介绍了凯驰公司的全自动地板刮刀机器人KIRA B50。他强调了这款设备的多个摄像头、LiDAR传感器和板载计算机所展现出的向软件、电子和连接领域的重大转变。KIRA B50包含了超过10个摄像头、2个LiDAR传感器、超过1英里的电缆，以及运行Web接口的Intel CPU。与传统机械清洁设备相比，开发KIRA B50需要采用全新的思维方式和方法。 在新的模式中，一些最大的挑战在于空中固件更新和销售后服务。与一旦售出就被遗忘的电器不同，KIRA B50在部署到客户现场后，仍与凯驰公司保持持续的双向连接。这允许在使用寿命内使用亚马逊云科技IoT设备管理进行远程故障排除、软件更新和新功能的添加。 随后，解决方案架构师让Leonard分享了凯驰公司从机器人和云连接中获得的其他见解和好处的例子。例如，通过使用数据优化组件（如电池）来降低成本并提高效率。此外，声音传感器还可以使用亚马逊云科技IoT Analytics主动识别需要更换的部分，从而实现预测性维护。 连接性和持续的数据已经催生了一种全新的商业模式。如今，卡赫公司不仅能够提供名为"按需服务"的机器人，还采用了物联网计费功能，按照每平方米的清洁面积进行收费。当这些机器能够通过亚马逊云科技的IoT FleetWise进行远程监控和管理时，租赁方案也变得更为可行。例如，KIRA B50在今年就已经自主清洁了超过24,000公里。 总的来说，Leonard分享了他对云计算机器人未来的观点。他预计在未来，机器人、建筑物和其他系统的集成将会增加，同时，协同工作的机器人车队也将得到协调。卡赫公司将持续推出新的联网产品，并利用数据来提升性能和功能。随着机器人的发展，亚马逊云科技的灵活性和可扩展性将为无尽的创新提供可能。 简而言之，卡赫公司通过他们的演讲，为我们揭示了云计算机器人在现实生活中的应用。他们强调了诸多益处，如空中更新、预测性维护、基于数据的设计改进以及由亚马逊云科技支持的新商业模式。KIRA B50自主地板擦洗机的现场演示让人们对未来的可能性有了初步了解。卡赫公司与亚马逊云科技的深度合作以及对联网产品的承诺推动着他们的数字化转型。截至目前，他们的成功之旅展示了云计算机器人的变革力量。 **下面是一些演讲现场的精彩瞬间：** 领导者探讨了他们如何将与其他公司合作，以便在亚马逊云科技上分享关于云计算机器人的专业知识。  凯驰公司拥有两个主要的产品线——家用吸尘器和耐用型专业产品，适用于苛刻的环境，如市政车辆。  通过对多年收集到的机器数据进行分析，公司的数据分析团队能够发现机器的潜在改进空间。  通过安装简单的噪音传感器，公司可以预测机器何时需要进行维护，从而提高效率。  固件更新的重要性不言而喻，因为这代表着公司从只提供初始产品到提供持续支持的转变。  领导者还讨论了公司需要调整其组织结构和员工，以支持提供物联网服务的实时监控和快速响应。  ## 总结 收集来自设备的传感器数据，通过亚马逊IoT Core管理设备集群，并建立[机器学习](https://aws.amazon.com/cn/machine-learning/?trk=cndc-detail)模型来实现自主行为和保护设备。开瑞利用亚马逊云科技来获取关于产品使用情况的详细信息，以便进行优化，预测维护需求，并提供主动的客户支持。 总之，开瑞的案例展示了如何利用亚马逊云科技来开发创新的自动驾驶清洁机器人，如Kira。亚马逊云科技的可扩展性和安全服务使得开瑞能够持续优化其机器人，并将其转型为一家更加依赖数据的连接型企业。 ## 演讲原文 ## 想了解更多精彩完整内容吗？立即访问re:Invent 官网中文网站！ [2023亚马逊云科技re:Invent全球大会 - 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