食品装袋机器人可以让自助结账变得不那么麻烦吗？

在过去十年左右的时间里，大大小小的杂货店的购物者已经习惯了自动结账站，这减少了扫描和称重商品所需的人工收银员数量。而购物者则需要扫描、测量和装袋他们的杂货。尽管自助结账技术的使用量有所增加，但批评者的数量也在增加，他们认为这些设备取代了人工工人，尽管它们在很大程度上没有实现缩短排队时间的承诺。

这种自动化的杂货店购物模式仍然需要人工在循环的末端将扫描的物品放入袋子中，但这可能会改变。麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 (CSAIL) 的研究人员开发了一种新型人工智能机器人系统，他们表示该系统可以准确识别和装袋常见的杂货店主食，如水果、薯片和罐装汤。专门设计的算法还可以帮助机器人分离易碎物品，以避免压坏它们。最终结果是：原型机器人能够安全地打包一袋标准杂货。这种系统是否真的会比传统的人工装袋工有所改进似乎仍然不太可能。

计算机视觉和温柔的手指帮助机器人分拣精致的杂货

研究人员在本周发表于IEEE Explore的一篇论文中详细介绍了他们的多模式抓取机器人系统，该系统被恰当地称为“RoboGrocery”。配备计算机视觉技术的 RGB-D 摄像头可让机器人识别传送带上靠近它的物品并估计其整体尺寸。初步估计有助于机器人确定从哪里抓取每件物品。

一旦物品到达机器人，它就会使用类似手指的软夹子将它们拾起。夹子上的压力传感器让机器人可以感知物品并判断其是否脆弱。最后，机载人工智能算法帮助它为每个物品分配一个“脆弱分数”。得分高的物品，如水果或薯片，被放在一边，而不太脆弱的物品，如汤罐或麦片，则立即装袋。一旦较硬的物品被包装好，机器人就会返回并将脆弱的物品放在上面，以防止它们被压碎或损坏。

上面的视频展示了机器人抓取一捆葡萄和一罐 Trader Joe's 小苏打的过程。当葡萄从传送带上滚下来时，机器人的抓手迅速将葡萄抓起，没有出现任何破裂或碰伤的情况。抓取葡萄片刻后，机器人将它们放在一旁的安全区域，该区域专门用于存放精致食品。相比之下，一罐小苏打则立即被放入食品袋中。

夹持器上的触觉传感器对所有物体施加压力，以确定其硬度。当确定葡萄更脆弱时，物体似乎会略微变形。这意味着，至少在理论上，机器人不应该像抓一盒 Lucky Charms 那样抓住一个糊状西红柿。研究人员表示，使用这些多种传感模式（视觉和压力）可以相互补充，“确保准确及时地了解物体材料的特性。”

“想象一下，一组乐于助人的机器人与您并肩工作，帮助您挑选和打包一天所需的所有杂货，”CSAIL 主任 Daniela Rus 说道。“这就是我们在这里实现的未来。”

这并不是第一次尝试制造机器人包装机。之前的演示，比如 Covariant 公司的这次演示，已经表明机器可以使用计算机视觉和类似吸盘的手臂来识别物品并将其放入不同的装箱区域。其他机器人，包括亚马逊使用的机器人，在装箱方面已经表现出色，但它们通常主要关注速度，而不是确定物品的精细程度。麻省理工学院的研究人员认为，他们的 RoboGrocery 单元将软手机器人和人工智能决策技术进行了特殊的结合，这应该会让它脱颖而出。在对该系统的测试中，研究人员表示，他们的机器人损坏物品的情况比没有相同触觉传感器的另一个机器人少了九倍。

CSAIL 主任 Daniela Rus 在一份声明中表示：“RoboGrocery 能够评估物品，确定其精细程度，并高效包装而不造成损坏，这一点让它有别于传统的机器人包装机。”

自我检查技术迄今为止尚未兑现其承诺

虽然装袋机器人仍处于研究阶段，尚未准备好进行商业部署，但研究人员设想了一条未来发展道路，即它可以与当前的自助结账或“无收银员”技术一起使用，以创造更加自动化的购物体验。让消费者自己为食品定价的自助结账系统可以追溯到 1980 年代后期，但在过去十年里才在美国获得重大关注。根据食品工业协会的一份报告，2021 年，几乎 30% 的杂货店交易来自自助结账通道。这一数字是三年前的两倍多。如今，Whole Foods、Kroger、沃尔玛、Target、CVS 和许多其他常见零售商都采用了各种形式的自助结账系统。

这些自动化系统被宣传为消费者和杂货店经营者的双赢。对于购物者来说，自助结账有望缩短漫长的等待时间。与此同时，杂货店老板可以而且经常这样做，用一两个负责监督机器的人工扫描器取代多个人工扫描器，从而大幅降低劳动力成本。但这两种愿景都没有真正按照预期实现。

由于一些顾客需要帮助操作机器，杂货店仍然排着长队。酒精等受限商品同样需要人工工作人员手动干预购买。即使消费者确实想使用这些系统，他们也常常面临令人沮丧的情况，即由于自助结账机的技术问题需要时间解决，多个通道被关闭。这些投诉并不罕见。研究公司 Raydiant 在 2021 年对美国杂货店进行的一项调查显示，67% 的购物者报告称他们的自助结账系统出现故障。

对于杂货商来说，节省的人工成本部分被自助结账机的持续维护和维修需求所抵消。据报道，缺乏人工监督也导致商店偷窃事件大幅增加。最近的报告表明，自动结账系统可能会使商店偷窃变得更容易和更普遍。一些公司开始注意到这一点。据报道，去年，沃尔玛在新墨西哥州的几家商店取消了自助结账系统。与此同时，好市多宣布将增加更多员工来管理自动结账机。英国连锁超市 Booths 更进一步，在其 28 家门店中的 26 家取消了自助结账选项。

Booths 董事总经理奈杰尔·默里 (Nigel Murray) 在之前接受 BBC 采访时表示：“我们的顾客一直告诉我们，我们商店里的自助扫描机器速度很慢、不太可靠，而且明显缺乏人性化。”

装袋机器人需要效率和低故障率才能成为可行的选择

人们对自动结账系统的不满和抵制情绪日益高涨，可能会让装袋机器人更难真正立足。不难想象，杂货店的购物者已经对自助结账线的故障或停止服务感到愤怒，他们还会对试图打包袋子的机器感到同样的愤怒。要想取得成功，这些机器人可能需要比人类更快、更高效地打包袋子，但故障率必须极低。如果购物者在家拆开杂货时才发现机器人打碎了鸡蛋或把西红柿变成了酱汁，他们不太可能再信任这台机器。

不过，就像超市前的自助结账一样，未来的装袋机器人对于连锁杂货店来说可能很有吸引力，因为这又是一条降低本已减少的人力成本的途径。